MATLAB应用技术培训教材.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MATLAB 3.1.1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Vf Initial 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、g 2．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。 晶闸管仿真模型原理 晶闸管模块的图标 晶闸管元件参数设置 Resistance Ron：晶闸管元件内电阻Ron Inductance Lon ：晶闸管元件内电感Lon Forward voltage Vf（V）： 晶闸管元件的正向管压降Vf Initial current Ic（A）：初始电流Ic Snubber resistance Rs（ohms）：缓冲电阻Rs Snubber capacitance Cs（F）：缓冲电容Cs 4.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Ron Inductance Lon（H）：元件内电感Lon Forward voltage Vf（v）:元件的正向管压降Vf Current 10% fall time（s）： 电流下降到10%的时间 Current tail time(s):电流拖尾时间Tt Initial current Ic(A):初始电流Ic Snubber resistance Rs(ohms):缓冲电阻Rs Snubber 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