第三章电力电子与MATLAB应用技术.pptx

MATLAB应用技术清华大学出版社王忠礼 段慧达 高玉峰编著3电力电子与MATLAB应用技术 3.1 电力电子器件与MATLAB3.1.1电力二极管电力二极管是一种具有单向导电性的半导体器件，即正向导电、反向阻断。 1．电力二极管基本特性2．电力二极管在MATLAB中实现电力二极管仿真模型:由一个电阻Ron、一个电感Lon、一个直流电压源Vf和一个开关串联组成 模块有两个输出（k、m端子）和一个输入（a端子），分别电力二极管的阴极和测量信号输出端子以及二极管的阳极端子 参数设置界面Resistance Ron：电力二极管元件内电阻Inductance Lon ：电力二极管元件内电感Forward voltage Vf：电力二极管元件正向管压降VfInitial current Ic：初始电流Snubber resistance Rs：缓冲电阻Snubber capacitance Cs：缓冲电容3. 电力二极管元件的仿真举例单相半波整流器 3.1.2晶闸管1.晶闸管工作原理阳极、阴极、门极分别表示为A、K、g2．晶闸管伏安特性3．晶闸管在MATLAB中的实现由一个电阻Ron、一个电感Lon、一个直流电压源Vf和一个开关串联组成。开关受逻辑信号控制，该逻辑信号由电压Vak、电流Iak和门极触发信号g决定。 晶闸管模块的图标 晶闸管仿真模型原理 晶闸管元件参数设置 Resistance Ron：晶闸管元件内电阻RonInductance Lon ：晶闸管元件内电感LonForward voltage Vf（V）： 晶闸管元件的正向管压降VfInitial current Ic（A）：初始电流IcSnubber resistance Rs（ohms）：缓冲电阻RsSnubber capacitance Cs（F）：缓冲电容Cs4.晶闸管仿真举例单相半波整流器模型 Pulse的参数设置对话框 晶闸管模块设置： Ron=0.001Ω；Lon=0H；Vf=0.8V； Rs=20Ω；Cs=4e—6F；串联RLC元件模块和接地模块到Thyristor模型 R=1Ω；L=0.01H仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.1 α=0°单相半波整流桥仿真结果 反并联续流二极管 3.1.3 可关断晶闸管1 .可关断晶闸管工作原理2. GTO的静态伏安特性3. GTO在MATLAB中的实现GTO模型由电阻Ron电感Lon、直流电压源Vf和开关串联组成，该开关受一个逻辑信号控制，该逻辑信号又由GTO的电压Vak、电流Iak和门极触发信号（g）决定 参数设置 Resistance Ron（ohms）：元件内电阻RonInductance Lon（H）：元件内电感LonForward voltage Vf（v）:元件的正向管压降VfCurrent 10% fall time（s）： 电流下降到10%的时间Current tail time(s):电流拖尾时间TtInitial current Ic(A):初始电流IcSnubber resistance Rs(ohms):缓冲电阻RsSnubber capacitance Cs(F):缓冲电容Cs， 5.可关断晶闸管元件的建模和仿真应用实例单相半波整流器 仿真模型参数设置：交流电压源幅值5V，频率为50HZ，LRC分支参数R=1Ω，L=0.01H，C＝inf仿真算法选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3仿真开始时间为0，停止时间设置为0.1。 α=30°GTO单相半波整流器仿真结果 3.1.4 绝缘栅双极型晶体管1．绝缘栅双极型晶体管工作原理2.IGBT的伏安特性3．IGBT在MATLAB中的实现由电阻Ron、电感Lon和直流电压源Vf与逻辑信号（g0或g=0）控制的开关串联电路组成 输入C和输出E对应于绝缘栅双极型晶体管的集电极C和发射极E输入g为加在门极上的逻辑控制信g输出m用于测量输出向量[Iak,Vak] IGBT的参数设置 绝缘栅双极型晶体管: 内电阻Ron 电感Lon 正向管压降Vf 电流下降到10%的时间Tf 电流拖尾时间Tt 初始电流Ic 缓冲电阻Rs 缓冲电容Cs4.IGBT构成的升压变换器建模与仿真主要参数设置：电压源模块Vdc＝ 100v；并联RLC分支元件参数R=50Ω,C=3e-6F; 脉冲发生器模块周期参数设置为1e-4s；仿真算法选择ode23tb算法,将相对误差设置为1e-3,开始仿真时间为0,停止时间设置为0.0015, Boost变换器仿真结果 3.2晶闸管三相桥式整流器及其仿真3.2.1 晶闸管三相桥式整流器构成3.2.2晶闸管三相桥式整流器的仿真模型（1）整流桥模型通用桥臂模块（Universa