电力电子系统建模与控制3
- 格式:pdf
- 大小:1.62 MB
- 文档页数:45
三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解随着电力电子技术的发展,SPWM正弦脉宽调制法正逐渐被人们熟悉,这项技术的特点是通用性强,原理简单。
具有开关频率固定,控制和调节性能好,能消除谐波,设计简单,是一种比较好的波形改善法。
它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。
由于大功率电力电子装置的结构复杂,若直接对装置进行实验,且代价高费时费力,故在研制过程中需要借助计算机仿真技术,对装置的运行机理与特性,控制方法的有效性进行试验,以预测并解决问题,缩短研制时间。
MATLAB软件具有强大的数值计算功能,方便直观的Simulink建模环境,使复杂电力电子装置的建模与仿真成为可能。
本文利用MATLAB/Simulink为SPWM逆变电路建立系统仿真模型,并对其输出特性进行仿真分析。
首先介绍的是三相电压型桥式逆变电路原理,其次阐述了SPWM逆变器的工作原理及特点,最后详细介绍了三相电压源SPWM逆变器的建模与仿真结构,具体的跟随小编一起了解一下。
一、三相电压型桥式逆变电路三相电压型桥式逆变电路如图1所示,电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式也是180导电方式,即每个桥臂的导电角度为180,同一相上下2个桥臂交替导电,各相开始导电的角度依次相差120。
这样,在任一瞬间,将有3个桥臂同时导通。
可能是上面一个臂下面2个臂,也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。
因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的,因此也被称为纵向换流。
当urU》uc时,给上桥V1臂以导通信号,给下桥臂V4以关断信号,则U相相对于电源假想中点N的输出电压uUN=Ud/2。
当urU《uc时,给V4导通,给V1关断,则uUN=Ud/2。
V1和V4的驱动信号始终是互补的。
当给V1(V4)加导通信号时,可能是V1(V4)导通,也可能是二极管VD1(VD4)续流导通。
二、SPWM逆变器的工作原理及特点SPWM,他是根据面积等效原理,PWM波形和正弦波是等效的,对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。
《电力电子系统建模与仿真》题集一、选择题(每题2分,共20分)1.在电力电子系统建模过程中,哪一种软件工具常被用于进行系统级仿真分析?( )A. Microsoft OfficeB. AutoCADC. MATLAB/SimulinkD. Photoshop2.PWM (脉宽调制)技术中,通过调节什么参数来控制开关管的导通时间?( )A. 电压幅值B. 电流频率C. 脉冲宽度D. 电容容量3.在Simulink环境中,哪个模块库提供了丰富的电力电子元件模型用于系统仿真?( )A. Simulink Control DesignB. SimPowerSystemsC. Communications System ToolboxD. Robotics System Toolbox4.电力电子系统建模的主要目的是什么?( )A. 提高系统美观性B. 分析和优化系统性能C. 增加系统复杂性D. 降低系统成本5.在进行电力电子系统仿真时,哪个因素对于仿真结果的准确性至关重要?( )A. 计算机的显示器尺寸B. 元器件模型的精度C. 仿真软件的安装位置D. 操作系统的版本6.SPWM (正弦脉宽调制)技术主要应用于哪种电力电子变换器?( )A. DC-DC变换器B. AC-DC整流器C. DC-AC逆变器D. AC-AC变频器7.PID控制器在电力电子系统中主要起什么作用?( )A. 增加系统噪声B. 提高系统稳定性C. 降低系统效率D. 增加系统功耗8.在电力电子系统仿真中,设置合适的仿真步长对结果有何影响?( )A. 不影响仿真结果B. 提高仿真速度但降低精度C. 平衡仿真速度和精度D. 只影响仿真过程中的动画效果9.电力电子系统中的核心元件是什么?( )A. 电阻和电容B. 电感和变压器C. 电力电子开关器件D. 传感器和执行器10.在进行DC-DC变换器仿真时,需要关注哪些性能指标?( )A. 变换效率和输出电压纹波B. 变换器的重量和体积C. 变换器的颜色和材质D. 变换器的生产厂家和品牌二、填空题(每题2分,共20分)1.电力电子系统建模中,常用的两种仿真方法是________________和________________。
电力电子系统建模与控制一、课程说明课程编号:090407Z10课程名称:电力电子系统建模与控制/Modeling and Analysis of Power Electronics System课程类别:专业课学时/学分:48(8)/3先修课程:电力电子技术,自动控制原理适用专业:电气工程及其自动化、电气工程卓越工程师、自动化课程类别:专业课教材、教学参考书:1.《电力电子系统建模与控制》,徐得鸿主编,机械工业出版社,2006年1月2.《电力电子学》,陈坚编著,高等教育出版社,2002年2月3.《电力电子装置及系统》,杨荫福等清华大学出版社,2006年9月4.《矩阵式变换器技术及其应用》,孙凯等编著,机械工业出版社,2007年9月二、课程设置的目的意义电力电子系统建模及控制是电气工程及其自动化、自动化专业的一门重要的专业课。
本课程重点介绍电力电子系统的动态模型的建立方法和控制系统的设计方法,并详细介绍开关电源、逆变器、UPS电源、DC/DC电源及矩阵变换器装置的基本组成、控制方式及其设计思想。
电力电子器件、装置及系统的建模与控制技术涉及功率变换技术、电工电子技术、自动控制理论等,是一门多学科交叉的应用性技术。
通过本课程的学习,使学生具有电力电子系统的设计和系统分析的能力,有利于促进我国电力电子产品和电源产品性能的提高。
三、课程的基本要求知识:掌握DC/DC、三相变流器、逆变器和矩阵变换器等电力电子变换器的动态建模方法;掌握DC/DC、三相变流器、逆变器和矩阵变换器等系统的控制方法;掌握开关电源、逆变器、UPS电源、DC/DC电源及矩阵变换器装置的基本组成、控制方式和设计思想。
能力:提高学生理论联系实际的能力,提高分析、发现、研究和解决问题的能力。
素质:通过电力电子系统建模控制系统的的分析与设计,着力于提升学生理论联系实践、理论应用于实践的综合素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、分析、课外作业的方式进行,注重过程考核,考核方式包括:笔试、作业、讨论、辩论、课内互动等,过程考核占总评成绩的。
三相桥式电压型逆变器电路的建模与仿真实验摘要:本文在对三相桥式电压型逆变电路做出理论分析的基础上,建立了基于MATLAB的三相桥式电压型逆变电路的仿真模型并对其进行分析与研究,用MATLAB 软件自带的工具箱进行仿真,给出了仿真结果,验证了所建模型的正确性。
关键词:逆变;MATLAB;仿真第一章概述1.1电力电子技术顾名思义,可以粗略地理解,所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。
电力电子技术中所变换的"电能"和"电力系统"所指的"电力"是有一定差别的。
两者都指"电能",但后者更具体,特指电力网的"电力",前者则更一般些。
具体地说,电力电子技术就是对电能进行变换和控制的电子技术。
更具体一点,电力电子技术是通过对电子运动的控制对电能进行变换和控制的电子技术。
其中,用来实现对电子的运动进行控制的器件叫电力电子器件。
目前所用的电力电子器件均由半导体材料制成,故也称电力半导体器件。
电力电子技术所变换的"电力",功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦,也可以小到数瓦甚至是毫瓦级。
信息电子技术主要用于信息处理,而电力电子技术则主要用于电力变换,这是二者本质上的不同。
1.2电力电子技术的应用(1)一般工业中,采用电力电子装置对各种交直流电动机进行调速,一些对调速性能要求不高的大型鼓风机近年来也采用变频装置以达到节能的目的,除此之外,有些对调速没有特别要求的电机为了避免启动时的电流冲击而采用软启动装置,这种软启动装置也是电力电子装置。
电化学工业大量使用直流电源,电解铝、电解食盐水以及电镀装置均需要大容量整流电源。
电力电子产品还大量应用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解随着电力电子技术的发展,SPWM正弦脉宽调制法正逐渐被人们熟悉,这项技术的特点是通用性强,原理简单。
具有开关频率固定,控制和调节性能好,能消除谐波,设计简单,是一种比较好的波形改善法。
它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。
由于大功率电力电子装置的结构复杂,若直接对装置进行实验,且代价高费时费力,故在研制过程中需要借助计算机仿真技术,对装置的运行机理与特性,控制方法的有效性进行试验,以预测并解决问题,缩短研制时间。
MATLAB软件具有强大的数值计算功能,方便直观的Simulink建模环境,使复杂电力电子装置的建模与仿真成为可能。
本文利用MATLAB/Simulink为SPWM逆变电路建立系统仿真模型,并对其输出特性进行仿真分析。
首先介绍的是三相电压型桥式逆变电路原理,其次阐述了SPWM逆变器的工作原理及特点,最后详细介绍了三相电压源SPWM逆变器的建模与仿真结构,具体的跟随小编一起了解一下。
一、三相电压型桥式逆变电路三相电压型桥式逆变电路如图1所示,电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式也是180导电方式,即每个桥臂的导电角度为180,同一相上下2个桥臂交替导电,各相开始导电的角度依次相差120。
这样,在任一瞬间,将有3个桥臂同时导通。
可能是上面一个臂下面2个臂,也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。
因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的,因此也被称为纵向换流。
当urU》uc时,给上桥V1臂以导通信号,给下桥臂V4以关断信号,则U相相对于电源假想中点N的输出电压uUN=Ud/2。
当urU《uc时,给V4导通,给V1关断,则uUN=Ud/2。
V1和V4的驱动信号始终是互补的。
当给V1(V4)加导通信号时,可能是V1(V4)导通,也可能是二极管VD1(VD4)续流导通。
二、SPWM逆变器的工作原理及特点SPWM,他是根据面积等效原理,PWM波形和正弦波是等效的,对于正弦波的负半周,也可以用同样的方法得到PWM波形。