使用OrCAD 10.5 进行最基本的RL电路仿真详细步骤
参考《工程电路分析（第六版）》198-199页
打开Capture CIS或者打开Capture，这两个程序在10.5里其实是同一个程序。CIS就是Component Information System，元器件信息管理系统。传说两个的区别是一个含有CIS的，一个不含CIS。打开后界面如下：
然后新建一个工程，单击File菜单，选择New，再单击Project…：
建立工程时，弹出界面如下：
在Name下方，输入工程名；在Location下方，输入工程文件存放目录或者点击右侧的Browse…来选择工程文件存放目录。此处要注意，在Create New Project Using 选框内，必须要选择Analog or Mixed A/D ，才能进行仿真。假设工程名为RL，存放目录为E:\Exercise\PSpice\RL，点击Browse…选择存放目录：
点击OK确定。
添好以后，再点击OK确定。
因为是新建的工程，所以，选择Create a blank project，点击OK确定。
把原理图界面拉伸的大一些，或者直接点击最大化按钮，方便进行画图。在原理图界面内，开始绘制原理图。
放置元件，点击Place，再点击Part：
弹出界面如下：
因为要仿真，所以要使用OrCAD安装目录
X:\OrCAD\tools\capture\library\pspice
内的元件库，这里我们使用analog.olb和special.old，而Design Cache库内，是这个工程中，已经使用到的元件。
在Part中，输入R，就能找到电阻：
点击OK，就可以进入原理图绘制界面。单击左键，就可以在鼠标点击的位置放置元件，如果连续放置，就再点击下一处，如果不连续放置，就按Esc键或者点击鼠标右键，选择End Mode结束放置。
选中元件，按R键或者右键选择Rotate就可以旋转元件。
放置好电阻以后，还有修改其参数，修改参数，可以直接双击电阻值，在Value中修改：
也可以双击电阻元件本体，或者选中电阻，然后点击右键选择Edit Properties…：
弹出Property Editor界面：
拖动下面的滚动条，滚动到最右面，在Value中，输入{Resistance}：
然后点击属性编辑界面的关闭按钮，弹出：
点击Yes。然后，继续放置电感，直接按快捷键P，弹出选择元件界面，在Part下方输入L，就能找到电感，点击Ok，放置电感：
按快捷键R旋转电感，按快捷键Esc结束放置。
放置电感以后，双击电感，进入属性编辑对话框，在IC栏内填入电感的初始电流10mA。
填写10m或者10mA均可。
再放置接地，这个可以按快捷键G或者点击Place，再点击Ground…
弹出界面如下，选择0/SOURCE，这个是必须的。
点击OK，进入原理图编辑界面，鼠标单击放置接地，然后按Esc结束放置。
接下来，可以直接按快捷键W来放置导线，或者点击右侧的图标来放置导线，还可以从菜单栏，单击Place，再单击Wire，开始放置导线。
连接导线后如下：
此时，还需要放置PARAM元件。快捷键按P，选择SPECIAL库，找到PARAM，然后按OK，放置元件。
放置后，如图，可以放在任意空白位置：
双击PARAMETERS，或者单击PARAMETERS，右键选择Edit Properties…，进入属性编辑界面：
点击界面上面的New Column…按钮，弹出对话框，选择Yes：
弹出对话框，输入电阻的值的变量名：Resistance，Value输入100。
然后，点击OK，可以看到新增加了一列Resistance。这里一定要注意，如果没有添加值，仿真时会报错，ERROR -- Missing value for param，如果没有添加成功列Resistance，会报错：Undefined parameter: Resistance。
文中还提到，要将PARAM元件的Value设置为0：
设置好以后，关闭属性编辑对话框。
开始设置仿真的参数。
点击菜单栏的PSpice，再点击New Simulation Profile，
输入仿真文件的名称，这里输入RL，然后点击Create，会进入仿真设置页面，选择页标签Analysis（一般会直接进入这一页）：
这里选择仿真的类型，因为我们要对电阻进行参数扫描，所以，要选择Parametric Sweep，点击Parametric Sweep后，界面转为：
注意Analysis type为Time Domain（Transient），然后在Sweep variable中选择Global parameter，在Parameter name中填入Resistance。然后再Sweep type中，选择Value list，输入10 100 1000。
再点击Generial Settings，来设置仿真时间，改为300ns：
然后点击确定，就可以开始仿真了。可以按快捷键F11或者点击菜单栏的按钮，或者点击菜单栏的PSpice，然后点击Run：
弹出对话框：
点击Yes。
《电气专业核心课综合课程设计》 题目：基于MATLAB的电力电子技术 仿真分析 学校： 院（系）： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 目录
1.整流电路仿真………………………………………………………………………………页码 1.1单相半波可控整流系统………………………………………………………………页码 1.1.1晶闸管的仿真…………………………………………………………………页码 1.1.2单相半波可控整流电路的仿真………………………………………………页码 1.2晶闸管三相桥式整流系统的仿真…………………………………………………页码 1.3相位控制的晶闸管单相交流调压器带系统的仿真………………………………页码 2.斩波电路仿真………………………………………………………………………………页码 2.1降压斩波电路（Buck变换器）………………………………………………………页码 2.1.1可关断晶闸管（GTO）的仿真…………………………………………………页码 2.1.2 Buck变换器的仿真………………………………………………………页码 2.2升压斩波电路（Boost变换器）………………………………………………………页 码 2.2.1绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的仿真…………………………………………页码 2.2.2 Boost变换器的仿真……………………………………………………………页码4.逆变电路仿真………………………………………………………………………………页码 4.1晶闸管三相半波有源逆变器的仿真………………………………………………页码 5.课程设计总结………………………………………………………………………………页码参考文献……………………………………………………………………………………页码 电气专业核心课综合课程设计任务书
电气2013级卓班电力电子技术与电力系统分析 课程实训报告 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016 年 1 月日
电力电子技术与电力系统分析课程实训报告 1 电力电子技术实训报告 1.1 实训题目 1.1.1电力电子技术实训题目一 一．单相半波整流 参考电力电子技术指导书中实验三负载，建立MATLAB/Simulink环境下三相半波整流电路和三相半波有源逆变电路的仿真模型。仿真参数设置如下： (1)交流电压源的参数设置和以前实验相关的参数一样。 (2)晶闸管的参数设置如下： R=0.001Ω，L =0H，V f=0.8V，R s=500Ω，C s=250e-9F on (3)负载的参数设置 RLC串联环节中的R对应R d，L对应L d，其负载根据类型不同做不同的调整。 (4)完成以下任务： ①仿真绘出电阻性负载（RLC串联负载环节中的R d= Ω，电感L d=0，C=inf，反电动势为0）下α=30°，60°，90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L 和晶闸管两端电压U vt1的波形。 d ②仿真绘出阻感性负载下（负载R d=Ω，电感L d为，反电动势E=0）α=30°，60°，90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形。 ③仿真绘出阻感性反电动势负载下α=90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形，注意反电动势E的极性。 (5)结合仿真结果回答以下问题： ①该三项半波可控整流电路在β=60°，90°时输出的电压有何差异?
电力电子的 MATLAB 仿真
计算机控制技术 课程设计资料
2010 年 4 月
前 言
电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用形 很强的课程。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和 困难，一般常用波形分析的方法来研究。仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。 我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的 作用。掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并 且可以调动学生的积极性。实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的， 也受到学时的限制。而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。仿 真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。
目录
第一章 MATLAB 基础
1
1．1 MATLAB 介绍
1
1．2 MATLAB 的安装与启动
2
1．3 MATLAB 环境
3
第二章 MATLAB/Simulink/Power System 工具箱简介 7
2．1 Simulink 工具箱简介 7
2．2 Power System 工具箱简介 10
2．3
Simulink/Power System 的模型窗口 13
2．4
Simulink/Power System 模块的基本操作 17
第三章 电力电子电路仿真实训 21
实训一
单相半波可控整流电路仿真实训 21
实训二
单相桥式半控整流电路仿真实训 29
实训三
单相桥式全控整流电路仿真实训 35
实训四
单相桥式全控有源逆变电路仿真实训 42
实训五 单相交流调压电路仿真实训 45
实训六 降压斩波电路仿真实训 48
实训七 升压斩波电路仿真实训 51
实训八 升降压斩波电路实训 54
实训九
三相半波不可控整流电路仿真实训 57
实训十
三相半波可控整流电路仿真实训 59
实训十一
三相桥式全控整流电路仿真实训 67
实训十二
三相半波可控整流电路有源逆变电路仿真实训 72
实训十三
三相桥式有源逆变电路仿真实训 75
《电力电子系统的计算机仿真》题目：方波逆变电路的计算机仿真
电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用性很强的课程。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析的方法来研究。仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。 我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的作用。掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生的积极性。实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的，也受到学时的限制。而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。 【关键字】电力电子，MATLAB，仿真。
第一章电力电子与MATLAB软件的介绍 一、电力电子概况 二、MATLAB软件介绍 第二章电力电子器件介绍 一、电力二极管特性介绍 二、晶闸管特性介绍 三、IGBT特性介绍 第三章主电路工作原理 一、单相桥式逆变电路 二、三相桥式逆变电路 三、PWM控制基本原理 第四章仿真模型的建立 一、单极性SPWM触发脉冲波形的产生 二、双极性SPWM触发脉冲波形的产生 三、单极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路 四、双极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路第五章仿真结果分析 第六章心得体会 第七章参考文献
为系统的仿真提供了极大便利。在Simulink平台上，拖拉和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模型框图，并对模型进行仿真。在Simulink平台上仿真模型的可读性很强，这就避免了在MATLAB窗口使用MATLAB命令和函数仿真时，需要熟悉记忆大量M函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无疑是最好的福音。现在的MATLAB都同时捆绑了Simulink，Simulink的版本也在不断地升级，从1993年的MATLAB4.0／Simulink1.0版到2001年的MATLAB6.1／Simulink4.1版2002年即推出了MATLAB6.5／Simulink5.0版。MATLAB已经不再是单纯的"矩阵实验室"了，它已经成为一个高级计算和仿真平台。 Simulink原本是为控制系统的仿真而建立的工具箱，在使用中易编程、易拓展，并且可以解决MATLAB不易解决的非线性、变系数等问题。它能支持连续系统和离散系统的仿真，支持连续离散混合系统的仿真，也支持线性和非线性系统的仿真，并且支持多种采样频率(Multirate)系统的仿真，也就是不同的系统能以不同的采样频率组合，这样就可以仿真较大、较复杂的系统。因此，各科学领域根据自己的仿真需要，以MATLAB为基础，开发了大量的专用仿真程序，并把这些程序以模块的形式都放人Simulink中，形成了模块库。Simulink的模块库实际上就是用MATLAB基本语句编写的子程序集。现在Simulink模块库有三级树状的子目录，在一级目录下就包含了Simulink最早开发的数学计算工具箱、控制系统工具箱的内容，之后开发的信号处理工具箱(DSP Blocks)、通信系统工具箱(Comm)等也并行列入模块库的一级子目录，逐级打开模块库浏览器(Simulink Library Browser)的目录，就可以看到这些模块。 Simulink创建模型、仿真的过程方法介绍如下： 1、Simulink建模 一个典型的Simulink模型由信号源模块、被模拟的系统模块和输出显示 模块三个类型模块构成。其基本特点有：
一．课程设计目的 （1）通过matlab的simulink工具箱，掌握DC-DC、DC-AC、AC-DC电路的仿真。通过设置元器件不同的参数，观察输出波形并进行比较，进一步理解电路的工作原理； （2）掌握焊接的技能，对照原理图，了解工作原理； （3）加深理解和掌握《电力电子技术》课程的基础知识，提高学生综合运用所学知识的能力； 二．课程设计内容 第一部分：simulink电力电子仿真/版本matlab7.0 （1）DC-DC电路仿真（升降压（Buck-Boost）变换器） 仿真电路参数：直流电压20V、开关管为MOSFET（内阻为0.001欧）、开关频率20KHz、电感L为133uH、电容为1.67mF、负载为电阻负载（20欧）、二极管导通压降0.7V（内阻为0.001欧）、占空比40%。仿真时间0.3s，仿真算法为ode23tb。 图1-1
占空比为40%的，降压后为12.12V。触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。 图1-2 占空比为60%的，升压后为28.25V。触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-3 ? 图1-4 升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反，其电路原理图如图1-4(a)所示。它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源 工作原理： ①T导通，ton期间，二极管D反偏而关断，电感L储能，滤波电容C向负载提供能量。 ②T关断，toff期间，当感应电动势大小超过输出电压U0时，二极管D导通，电感L 经D向C和RL反向放电，使输出电压的极性与输入电压 在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量，得： 由的关系，求出输出电压的平均值为：
课程设计说明书 课程名称：电力电子课程设计 设计题目： Boost电路的建模与仿真 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 二○一五年一月
目录 引言课程设计任务书 (3) 第一章电路原理分析 (4) 第二章电路状态方程 (5) 2.1 当V处于通态时 (5) 2.2 当V处于断态时 (5) 第三章电路参数的选择 (6) 3.1 占空比 的选择 (6) 3.2 电感L的选择 (6) 3.3 电容C的选择 (7) 3.4 负载电阻R的选择 (7) 第四章电路控制策略的选择 (8) 4.1电压闭环控制策略 (8) 4.2 直接改占空比控制输出电压 (8) 第五章 MATLAB编程 (9) 5.1 定义状态函数 (9) 5.2 主程序的编写 (9) 5.3 运行结果 (12) 第六章 Simulink仿真 (16) 6.1 电路模型的搭建 (16) 6.2 仿真结果 (16) 第七章结果分析 (18) 参考文献 (19)
引言课程设计任务书 题目 Boost电路建模、仿真 任务 建立Boost电路的方程，编写算法程序，进行仿真，对仿真结果进行分析，合理选取电路中的各元件参数。 要求 课程设计说明书采用A4纸打印，装订成本；内容包括建立方程、编写程序、仿真结果分析、生成曲线、电路参数分析、选定。 V1=20V±10% V2=40V I0=0 ~ 1A F=50kHZ
第一章 电路原理分析 Boost 电路，即升压斩波电路（Boost Chopper ），其电路图如图1－1所示。电路中V 为一个全控型器件，且假设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大。当V 处于通态时，电源E （电压大小为1V ）向电感L 充电，电流L i 流过电感线圈L ，电流近似线性增加，电能以感性的形式储存在电感线圈L 中。此时二极管承受反压，处于截断状态。同时电容C 放电，C 上的电压向负载R 供电，R 上流过电流0I R 两端为输出电压0U （负载R 两端电压为2V ），极性为上正下负，且由于C 值很大，故负载两端电压基本保持为恒值。当V 处于断态时，由于线圈L 中的磁场将改变线圈L 两端的电压极性，以保持L i 不变，这样E 和L 串联，以高于0U 电压向电容C 充电、向负载R 供电。下图1－2为V 触发电流和输出负载电流的波形，图1－3为电感充放电电流的波形。 图2－1
MATLAB在电力电子技术中的应用 目录 MATLAB在电力电子技术中的应用 (1) MATLAB in power electronics application (2) 目录 (4) 1绪论 (6) 1.1关于MATLAB软件 (6) 1.1.1MATLAB软件是什么 (6) 1.1.2MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (7) 1.1.3MATLAB软件的基本操作方法 (10) 1.2电力电子技术 (12) 1.3MATLAB和电力电子技术 (13) 1.4本文完成的主要内容 (14) 2MATLAB软件在电路中的应用 (15) 2.1基本电气元件 (15) 2.1.1基本电气元件简介 (15) 2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (17) 2.2如何简化电路的仿真模型 (19) 2.3基本电路设计方法 (19) 2.3.1电源功能模块 (19) 2.3.2典型电路设计方法 (20) 2.4常用电路设计法 (21) 2.4.1ELEMENTS模块库 (21) 2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (22) 2.5MATLAB中电路的数学描述法 (22) 3电力电子变流的仿真 (25) 3.1实验的意义 (25) 3.2交流-直流变流器 (25)
3.2.1单相桥式全控整流电路仿真 (26) 3.2.2三相桥式全控整流电路仿真 (38) 3.3三相交流调压器 (53) 3.3.1无中线星形联结三相交流调压器 (53) 3.3.2支路控制三角形联结三相交流调压器 (59) 3.4交流-交流变频电路仿真 (64) 3.5矩阵式整流器的仿真 (67)
收稿日期:2002-11-11 第20卷 第5期 计 算 机 仿 真 2003年5月 文章编号:1006-9348(2003)05-0113-02 基于MATLAB 的电力电子电路建模仿真方法的研究 潘湘高 (常德师范学院电气工程系,湖南常德415003) 摘要:通过三相桥式可控整流电路实例讨论了利用MATLAB SIMULINK 对电力电子电路进行建模仿真的方法,并给出了仿真结果波形,证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。利用该方法还能对非常复杂的电路、电力电子变流系统、电力拖动自动控制系统进行建模仿真。系统的建模和实际系统的设计过程非常的相似,用户不用进行编程,也无需推导电路、系统的数学模型,就可以很快地得到系统的仿真结果,通过对仿真结果分析就可以将系统结构进行改进或将有关参数进行修改使系统达到要求的结果和性能,这样就可以极大地加快系统的分析或设计过程。关键词:电力电子电路;建模;仿真中图分类号:TP391.9 文献标识码:B 1 前言 在电力电子电路如变流装置的设计过程中,需要对设计出来的初步方案(电路)及有关元件参数选择是否合理,效果如何进行验证。如果通过实验来检验,就要将设计的系统用元件安装出来再进行调试和试验,不能满足要求时,要更换元件甚至要重新设计、 安装、调试,往往要反复多次才能得到满意的结果。这样将耗费大量的人力和物力,且使设计效率低下,耗资大,周期长。 图1 电力系统工具箱模块库 采用计算机进行仿真试验,则可大大地节约开支,提高设计效率,缩短设计周期。但是用其它计算机高级语言(如C 语言,BASIC 语言或仿真语言)编程实现,对电力变流电路来说,由于大功率开关器件开关转换电流换相动态过程十分 复杂,过渡过程一个接一个,一个未完,新的一个又开始了。要分析输出电压、电流(带感性负载时)波形,特别是象大功率开关管关断时承受的尖峰电压大小形状,即阻容保护电路的保护效果如何,就要建立等效电路的数学模型。而这样的数学模型是很复杂的,即使建立起来了,用计算机编程实现得到真实的仿真结果也需要花大量的时间精力来编程和调试。然而采用MATLAB /SIMULINK 可视化,图形化仿真环境来对电力电子电路进行建模仿真则可使之变得直观,简单易行,高效快捷,真实准确。 本文以三相桥式可控整流电路为例介绍了利用MAT -LAB /SIMULINK 建立电力电子电路仿真模型并进行仿真的方法,给出了仿真结果波形。 2 SIMULINK 中电力系统工具箱和仿真元件简介 可视化图形仿真功能是在SIMULINK 环境下进行的。进入MATLAB 系统后打开模块库浏览窗口,用鼠标左键双击其中的Power System Blocks 即可弹出电力系统工具箱模块库,如图1所示。它包括连接元件库(Connectors ),电源库(Electrical Sources ),基本元件库(Elements ),其它元件库(Extra Library ),电机元件库(Machines ),测量元件库(Measurements )和电力电子元件库(Power Electronics )。这些模块库包含了大多数常用电力系统元件的模块。利用这些库模块及其它库模块,用户可方便、直观地建立各种系统模型并进行仿真。 3 三相桥式可控整流系统仿真模型的建立 打开新建模型窗口,将所需元件模块从模块库中拖入新建模型窗口并改名,设定有关参数后将各模块连接组成仿真模型,如图2所示。 3.1 相交流电源A 、B 、C 设定为220V ,50Hz ,相位互差120°;3.2 La 、Lb 、Lc 为三相电源等效电感,设定为5mH ;3.3 晶闸管三相可控整流桥模型参数设定为晶闸管通态电 — 113—
前言 MATLAB的简介 MATＬＡＢ是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mａｔｈworks公司于1984年正式推出，１988年退出3.Ｘ（DOS）版本,1９992年推出4.X（Ｗinｄows）版本;1９997年腿5.1(Wｉndoｗs)版本，2000年下半年，Matｈwｏrks 公司推出了他们的最新产品ＭＡTLAB６.0(Ｒ１２)试用版，并于20０1年初推出了正式版。随着版本的升级,内容不断扩充，功能更加强大。近几年来,Mathwoｒkｓ公司将推出MAＴＬAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面,取得了很多成绩,更扩大了它的应用前景。MＡTLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。 MATLAB是“矩阵实验室”(Mａtｒｉx Laboraｔｏry)的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。在ＭATLAＢ中，每个变量代表一个矩阵,可以有n＊m个元素,每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果,无需编译。MＡＴLAB强大而简易的做图功能,能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系(极坐标系、对数坐标系等）,讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。如果数据齐全，MＡTLAB通常只需要一条命令即可做图,功能丰富，可扩展性强。MATＬAB软件包括基本部分和专业扩展部分,基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，可以满足大学理工科学生的计算需要，扩展部分称为工具箱，它实际上使用ＭＡTLAB的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一方面的问题,或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。MAＴLＡＢ语言的难点是函数较多,仅基本部分就有七百多个,其中常用的有二三百个。 MATLAＢ在国内外的大学中，特别是数值计算应用最广的电气信息类学科中,已成为每个学生都应该掌握的工具。MＡTLＡB大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。
一、课程设计说明书应包括以下内容: 1、中文摘要; 2、绪论(内容介绍; 3、工作原理(理论分析; 4、整体方案设计,画出系统结构图(系统框图; 5、具体实施,包括:主电路的设计、参数计算、元器件选择、控制电路设计、 驱动电路设计等; 6、仿真模型的搭建,给出不同条件下的结果并进行分析; 7、设计说明书10~15页,要求手写,仿真或实验结果图可打印然后粘到说明书中; 8、A3图纸一张(硬件电路图,Protel、CAD等软件。 9、仿真软件为Matlab/Simulink; 10、做仿真的要给出所有仿真模型,并说明搭建过程及原理,给出仿真结果,进行分析并得出结论。 二、上交材料 1、设计说明书,1张A3图纸; 2、截止日期:2017-07-14(周五,具体时间与相应老师联系; 3、负责老师:电气14-3,李一丹老师,153******** 电气14-4,王玉萍老师,136******** 电气14-10,郑爽老师,188********
电气14-11,李雯老师,159******** 电气14-12,吕雄飞老师,139******** 注意:3~4人一组,每组不得超过4人。不许雷同。 1.升压斩波电路的设计(除常规要求外,应实现仿真设计指标:直流输入电压24V; 输出电压54V; 输出电流5A; 工作频率100KHz; 最大输出纹波电压0.2V。 2.降压斩波电路的设计(除常规要求外,应实现仿真设计指标:直流输入电压36V; 输出电压12V; 输出电流3A; 工作频率100KHz; 最大输出纹波电压0.05V。 3.DC/AC变换器的设计(除常规要求外,应实现仿真设计指标:输入电压:12V直流电压; 输出交流220V; 单相;
目录 实验一：常用电力电子器件特性测试 ......................... 错误!未定义书签。（一）实验目的：.................................... 错误!未定义书签。掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；错误!未定义书签。 掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。 ....... 错误!未定义书签。（二）实验原理......................................... 错误!未定义书签。（三）实验内容......................................... 错误!未定义书签。（四）实验过程与结果分析 ............................... 错误!未定义书签。 1．仿真系统 .......................................... 错误!未定义书签。 2．仿真参数 .......................................... 错误!未定义书签。 3．仿真波形与分析 .................................... 错误!未定义书签。 4．结论.............................................. 错误!未定义书签。实验二：可控整流电路 ..................................... 错误!未定义书签。（一）实验目的......................................... 错误!未定义书签。（二）实验原理......................................... 错误!未定义书签。（三）实验内容......................................... 错误!未定义书签。（四）实验过程与结果分析 ............................... 错误!未定义书签。 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................................................. 错误!未定义书签。
辽宁科技大学 课程名称：三项桥式全控整流的性能研究院系：电子与信息工程学院 班级： 学号： 姓名： 时间：2015年12月15日
摘要：对于广泛使用的三相桥式整流电容滤波电路，在直流侧接入电抗器是提高电路输入功率因数降低谐波电流的有效方法。通过分析得出了电路各项输入指标与参数间的理论关系式，为电路分析设计提供了有效的工具。仿真与实验证明了结论的正确性。利用MATLAB7.0 的Simulink 的电力系统仿真模型进行可控整流电路的仿真研究，给出三相桥式全控整流电路的理论分析波形图，用MATLAB 命令语言验证了理论分析，并提供该电路的MATLAB 的仿真模型图，得到仿真波形图。 关键词：三相桥式全控整流；触发角；电阻负载；仿真模型图 1、概述 随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用 的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整 流电路和三相桥式全控整流电路。三相全控整流电路的整流负 载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整 流电路。它是由半波整流电路发展而来的。由一组共阴极的三 相半波可控整流电路和一组共阳极接法的晶闸管串联而成。六 个晶闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交 流电的整流，当改变晶闸管的触发角时，相应的输出电压平均 值也会改变，从而得到不同的输出。由于整流电路涉及到交流
信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、 电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压 情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具 Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且 立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的 步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深 了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验 教学奠定良好的实验基础。 整流电路是电力电子中出现最早的一种形式，它将交流电转变为直流电，电路形式十分广泛。三相桥式全控整流电路以 及三相桥式全控逆变电路在现代电力电子技术中具有很重要的 作用和很广泛的应用。这里结合全控整流电路以及全控逆变电 路理论基础，采用Matlab的仿真工具Simulink对三相桥式全 控整流电路和三相桥式全控逆变电路进行仿真，对输出参数进 行仿真及验证，进一步了解三相桥式全控整流电路和三相桥式 全控逆变电路的工作原理。 2、原理 一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳 极。 （1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，
基于Matlab/ Simulink的电力电子系统的建 模与仿真 丁良龙辅修电气工程及其自动化 [摘要]:使用MATLAB/SIMULINK}对电力电子系统进行建模和仿真作了简要论述，并对几种常见的电力整流滤波电路进行了仿真分析. [关键词]:MATLAB/SIMULINK;仿真;整流;滤波 0 引言 Matlab是当今最流行的科学技术软件，其良好的开放性使得它能够紧跟科技发展的前沿，进而为科技发展提供有力的工具 . Simulink 软件包是Matlab环境下的仿真工具，其形象、便捷的建模与仿真功能深受用户欢迎.特别是新版Matlab/Simulink提供的电力电子系统建模与仿真工具，既保留了Matlab/ Simulink的统一风格，又突出了电力电子的学科特点，为电力电子技术的研究与应用提供了理想的工具.本文简介了使用Matlab/Simulink对电力电子系统建模与仿真的工作要点和应用体会，并对常用的几种整流滤波电路进行 仿真研究. 1模块库的特点 在Matlab命令窗口键入simulink命令便打开SIMULINK的库浏览窗口.选中并展开其中的Power System Blockset模块包，可见到七个子模块包，分别是Connectors, Electrical sources, Elemerns, Fxtralibrary, Machines, Measurements, Pc、二electronics.其中的Extra library又细分为六个子模块包，进一步选中并展开各个
子模块包可得到进行电力电子系统建模与仿真所需的各种模块.关于模块库，注意其以下几个特点对应是有帮助的. 1)综合性器件 模块库看起来非常简洁，一个重要原因是，性质类似和拓扑结构相近的一类元器件已被综合成用一个模块表示.通过设置模块参数可变化一系列具有特定性质的不同元器件.如一个并联RLC模块(Parallel RLC Blcxek)通过设置模块参数可得到具有不同数值的单个R,L, C和它们的任意并联组合.又如，一个普适电桥(Universal Bridge)模块，通过设置模块参数，可得到由不同器件(二极管，晶闸管，GTO, MOSFET, IGBT和理想开关)构成的具有各种臂数(单桥臂，双桥臂或三桥臂)的整流桥. 2)灵活多样的控制模块与一般电子线路仿真模块不同，电力电子系统的运行模式决定于对功率开关器件的控制方式.SIIVIULINK提供了一整套脉冲序列发生器，为仿真系统提供控制信号.这包括可用于触发由各种可控器件构成的单相或三相变换电路的PWNI发生器，可用于触发各种功率开关器件的脉冲发生器. 3)虚拟测量仪表 SIMULINK提供的虚拟测量仪表，使仿真输出灵便、直观.除了常用的电流表、电压表、万用表和阻抗表外，还有电力电子技术中特有的有效值表、谐波总畸变测量仪、傅立叶分析仪、有功和无功功率测量仪、三相序列分析、三相电流电压测量仪、 坐标变换仪等. 4)多种仿真输出手段
五邑大学 电力电子技术课程设计报告题目：三相桥式整流电路的MATLAB仿真 院系信息工程学院 专业自动化 班级130705 学号3113001682 学生姓名李上雄 指导教师张建民
三相桥式整流电路的matlab仿真 一、题目的要求和意义 利用MATLAB软件中的SIMULINK对三相桥式整流电路进行建模、仿真，设置参数，采集波形。 设计意义： 整流电路是电力电子技术中最为重要的电路，应用广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。三相全控整流电路的整流负载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整流电路。Matlab 提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强。利用matlab对三相桥式全控整流电路仿真，可以让我们进一步深入了解三相整流电路工作的每一个步骤，充分掌握三相整流电路，而对故障波形的采集与分析，锻炼我们解决电路出现问题时的能力，以使我们在实际工作中也能足够的理论知识去排除及解决各种电路故障，具有十分重要的意义。 设计目的： 1、掌握MATLAB软件中的SIMULIN K仿真。 2、加深对三相桥式整流电路的理解。 实验要求： 1、利用示波器观察纯电阻负载时的仿真波形，并将u d、i d、u VT1波形记录下来（触发 角选择30°）。 2、利用示波器观察阻感负载时的仿真波形，并将u d、i d、u VT1波形记录下来（触发角 选择30°）。 3、故障波形的采集：当触发角为0度时，将晶闸管2断开，查看阻感负载下的输 出电压u d的波形，记录下来，并分析故障现象。 二、基本原理 三相桥式全控整流电路图如下： 图1三相桥式全控整流电路原理图 晶闸管的导通顺序为VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6，相位依次差60°；共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，相位依次差120°。共阳
MATLAB在电力电子技术仿真中的运用(doc 7页)
信息与电子工程学院本科学年论文
关键词：电力电子技术；Matlab；三相全桥整流；仿真 Matlab applications in power electronic technology simulation xxxx (School of Information and Electronics Engineering xxxxx， Shandong Yantai , 264005，China) Abstract：with the development of power electronic tecnology,various modern high efficiency and energy saving new power and ac/dc speed device have been produced. All components models of Power electronic technology simulation are included in the power system module environment of MATLAB.This article describes the three-phase bridge rectifying simulation in detail,which proves the real value of matlab. Keyword：power electronic tecnology Matlab three-phase bridge rectifying simulation 1 引言 20世纪60年代发展起来的电力电子技术，使电能可以变换和控制，产生了现代各种高效、节能的新型电源和交直流调速装置，为工业生产、
《电气专业核心课综合》 课程设计报告 系别：机电与自动化学院 专业班级：电气工程及其自动化0805 学生姓名：邓荣军 学生学号：20081131232 指导教师：郭磊 （课程设计时间：2011年6月19日——2011年7月9日） 华中科技大学武昌分校
目录 1．课程设计目的 (1) 2．课程设计题目描述和要求 (1) 3．课程设计报告内容 (1) 3.1.GTO组成的BUCK变换器的仿真 (1) 3.2.PWM发生器的仿真 (7) 3.3.带纯阻负载的三相全桥整流电路仿真 (12) 4．总结 (19) 参考文献 (19)
一、课程设计的目的 学习并应用MATLAB仿真软件进行电力电子系统及电力传动领域的仿真研究。 二、课程设计题目描述和要求 1.学习MATLAB Simulink/Power System工具箱等相关内容； 2.学习典型电力电子器件的仿真模型建模及仿真实例，电力电子器件变换器 的仿真模型； 3.学习典型电力电子变换器的应用仿真。 4.完成相应系统模型的建模、参数设定及仿真调试，写出设计报告。 三、课程设计报告的内容 3.1GTO组成的BUCK变换器的仿真 直流斩波就是将直流电压变换成固定或可调的直流电压，也称DC/DC变换。使用直流斩波技术，不仅可以实现调压的功能，而且还可以改善网侧谐波和提高功率因数的目的。 3.1.1BUCK变换器的电路模型及工作原理 BUCK变换器电路，其输出电压平均值总是小于输入电压U d,其原理电路如图3-11所示。其中U d为固定电压的直流电源，V为门极可关断晶闸管（GTO）,L、R为负载，VD是续流二极管。GTO的门极驱动电压为周期方波，采用脉宽调制控制方式，即工作周期不变，GTO开断时间可调。工作过程如下。 （1）t=0时刻，驱动V导通，电源U d向负载供电，忽略V的导通压降，负载电压U0=U d。负载电流按指数规律上升。 （2）t=t1时刻，撤出V的驱动使其关断，应感性负载电流不能跃变，负载电流通过续流VD二极管续流，忽略VD的导通压降，负载电压U0=0。 负载电流按指数下降。为使负载电流连续且脉动小，一般须串联较大 的电感L,L也称平波电感。 （3）t=t2时刻，再次驱动V导通，重复上述工作工程。当电路进行稳定工作状态时，负载在一个周期内的起始和终了只值相等，即I（0）=I(t2), 图3-11的电流波形为稳态工作过程的电流波形。
目录 摘要........................................................................................................................................I ABSTRACT..................................................................................................................................II 第1章前言. (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计的主要内容 (1) 1.3电力电子技术简介 (1) 1.4MATLAB在电力电子中的应用 (1) 第2章单相半波可控整流电路仿真 (3) 2.1单相半波可控整流电路（电阻性负载） (3) 2.1.1建立仿真模型 (3) 2.1.2仿真参数设置 (4) 2.1.3仿真结果 (4) 2.2单相半波可控整流电路（阻-感性负载） (5) 2.2.1原理图 (5) 2.2.2建立仿真模型 (6) 2.2.3仿真参数设置 (6) 2.2.4仿真结果 (7) 第3章单相全控桥式整流电路仿真 (8) 3.1单相全控桥可控整流电路（电阻性负载） (8) 3.1.1建立仿真模型 (8) 3.1.2仿真参数设置 (9) 3.1.3仿真结果 (9) 3.2单相全控桥可控整流电路（阻-感性负载） (11) 3.2.1建立仿真模型 (11) 3.2.2仿真参数设置 (12) 3.2.3仿真结果 (12) 第4章三相全控桥式整流电路仿真 (14) 4.1三相全控桥式可控整流电路（电阻性负载） (14) 4.1.1建立仿真模型 (14) 4.1.2仿真参数设置 (15) 4.1.3仿真结果 (15) 4.2三相全控桥式可控整流电路（阻-感性负载） (17)
本文前言 MATLAB的简介 MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks 公司于1984年正式推出，1988年退出3.X（DOS）版本，19992年推出4.X（Windows）版本；19997年腿5.1（Windows）版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0（R12）试用版，并于2001年初推出了正式版。随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。近几年来，Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。 MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。MATLAB强大而简易的做图功能，能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系（极坐标系、对数坐标系等），讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。如果数据齐全，MATLAB通常只需要一条命令即可做图，功能丰富，可扩展性强。MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分，基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，可以满足大学理工科学生的计算需要，扩展部分称为工具箱，它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的问题，或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。MATLAB语言的难点是函数较多，仅基本部分就有七百多个，其中常用的有二三百个。MATLAB在国内外的大学中，特别是数值计算应用最广的电气信息类学科中，已成为每个学生都应该掌握的工具。MATLAB大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。
第1章绪论 1.1MATLAB的产生过程和影响 在20世纪七十年代后期的时候：时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler教授出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。经几年的校际流传，在Little的推动下，由Little、Moler、Steve Bangert合作，于1984年成立了MathWorks公司，并把MATLAB正式推向市场。从这时起，MATLAB 的内核采用C语言编写，而且除原有的数值计算能力外，还新增了数据图视功能。MATLAB以商品形式出现后，仅短短几年，就以其良好的开放性和运行的可靠性，使原先控制领域里的封闭式软件包（如英国的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德国的KEDDC）纷纷淘汰，而改以MATLAB为平台加以重建。在时间进入20世纪九十年代的时候，MATLAB已经成为国际控制界公认的标准计算软件。 到九十年代初期，在国际上30几个数学类科技应用软件中，MATLAB在数值计算方面独占鳌头，而Mathematica和Maple则分居符号计算软件的前两名。Mathcad因其提供计算、图形、文字处理的统一环境而深受中学生欢迎。MathWorks公司于1993年推出MATLAB4.0版本，从告别DOS版。 电力电子技术MATLAB实践：电力电子技术中有关电能的变换与控制过程，有各种电路原理的分析与研究、大量的计算、电能变换的波形测量、绘制与分析等，都离不开MATLAB。首先，它的运算功能强大，应用于交流电的可控整流、直流电的有源逆变与无源逆变中存在的整流输出的平均值、有效值、与电路功率计算、控制角、导通角计算。其次，MATLAB 的SimpowerSystems实体图形化仿真模型系统，把代表晶闸管、触发器、电阻、电容、电源、电压表等实物的特有符号连接成一个整流装置电路或是一个系统，更简单方便，节省设计制作时间和成本等。再有，交流技术讨论的电能转换与控制，需要对各种电压与电流波形进行测量、绘制与分析，MATLAB提供了功能强大且方便使用的图形函数，特别适合完成这项任务。 MathWorks公司瞄准应用范围最广的Word，运用DDE和OLE，实现了MATLAB与Word的无缝连接，从而为专业科技工作者创造了融科学计算、图形可视、文字处理于一体的高水准环境。1997年仲春，MATLAB5.0版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999年春的5.3版。与4.0相比，现今的MATLAB拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用