电力电子仿真仿真实验报告.doc

目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 实验一：常用电力电子器件特性测试 4 （一） 实验目的： 4 掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性； 4 掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。 4 （二）实验原理 4 （三）实验内容 4 （四）实验过程与结果分析 4 1．仿真系统 4 2．仿真参数 5 3．仿真波形与分析 5 4．结论 11 实验二：可控整流电路 12 （一）实验目的 12 （二）实验原理 12 （三）实验内容 12 （四）实验过程与结果分析 13 1．单相桥式全控整流电路仿真系统，下面先以触发角为0度，负载为纯电阻负载为例 13 2．仿真参数 13 3．仿真波形与分析 15 实验三：交流-交流变换电路 20 （一）实验目的 20 （三）实验过程与结果分析 20 1）晶闸管单相交流调压电路 20 实验四：逆变电路 27 （一）实验目的 27 （二）实验内容 27 实验五：单相有源功率校正电路 39 （一）实验目的 39 （二）实验内容 39 个性化作业： 41 （一）实验目的： 41 （二）实验原理： 41 （三）实验内容 41 （四）结果分析： 45 （五）实验总结： 46  实验一：常用电力电子器件特性测试 实验目的： 掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性； 掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。 （二）实验原理 将电力电子器件和负载电阻串联后接至直流电源的两端，给器件提供触发信号，使器件触发导通。 （三）实验内容 在MATLAB/Simulink中构建仿真电路，设置相关参数。 改变器件和触发脉冲的参数设置，观察器件的导通情况及负载端电压、器件电流的变化情况。 （四）实验过程与结果分析 1．仿真系统 以GTO为例，搭建仿真系统如下： 2．仿真参数 设置直流电压为2V，GTO通态压降为1.6V， 负载阻抗为1Ω，脉冲产生器占空比为0.5。 3．仿真波形与分析 由图可见，GTO导通时，电流为0.4A,负载电压为0.4V，占空比为0.5。（2） 改变GTO的通态压降，设置为2.5V,仿真结果如下图。 明显，此 时通态压降大于直流电压，GTO不导通，负载电压电流为零。 3） 改变脉冲发生器占空比为0.3，波形如下： 4） 其他电力电子器件的特性仿真。只是在图1的基础上，把GTO变 成SCR、MOSFET、IGBT，适当改变参数，即可得到实验结果。 实验结果如下： SCR： 负载电压为1.2V，负载电流为1.2A,且幅值不随占空比变化而变化，这是因为SCR为半控型器件，给负脉冲不能控制电路关断。 MOSFET： IGBT： 4．结论 1.SCR为半控型器件，GTO、MOSFET、IGBT为全控型器件，只有全控型器件可以在给予负脉冲时控制电路关断。 2.改变器件的导通压降、导通电阻电感均会影响负载的电压电流波形。 实验二：可控整流电路 （一）实验目的 掌握可控整流电路的工作特性； 掌握通用变流器桥、同步6脉冲触发器、示波器模块（Scope）的使用方法。 （二）实验原理 （三）实验内容 测试单相桥式全控整流电路和三相全控整流电路带不同负载（电阻或阻感）、在不同触发角下的典型波形。 （四）实验过程与结果分析 1．单相桥式全控整流电路仿真系统，下面先以触发角为0度，负载为纯电阻负载为例 2．仿真参数 3．仿真波形与分析 同样，改变电路参数可以得到： 电阻负载触发角为60度 阻感负载触发角为0度 阻感负载触发角为60度 三相全控整流电路仿真系统： 参数设置： 电阻负载时为电阻1欧姆，阻感负载时为电阻1欧姆，电感9999H。 电阻负载触发角为0度 电阻负载触发角为60度 阻感负载触发角为0度 阻感负载触发角为60度 实验三：交流-交流变换电路 （一）实验目的 掌握交流调压电路的工作特性； 掌握谐波分析方法。 实验内容 在MATLAB/Simulink中分别构建晶闸管单相交流调压电路和斩控式单相交流调压电路，测试交流调压性能，并在输入输出电压相同的情况下，比较两个电路的谐波分析结果。 （三）实验过程与结果分析 1）晶闸管单相交流调压电路 仿真模型： 仿真参数： 仿真波形（上面为电流，下面为电压）： 电阻负载1Ω，触发角0° 电阻负载1Ω，触发角60° 电阻1Ω，电感1mH，触发角0° 电阻1Ω，电感1mH，触发角60° 谐波分析（电阻负载1Ω，触发角60°）： 2)斩控式单相交流调压电路 仿真模型： 仿真波形： 占空比为