电力电子技术matlab仿真实验报告
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电力电子仿真实验实验报告院系:电气与电子工程学院班级:电气1309班学号: 17学生姓名:王睿哲指导教师:姚蜀军成绩:日期:2017年 1月2日目录实验一晶闸管仿真实验........................................ 错误!未定义书签。
实验二三相桥式全控整流电路仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验三电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验..................... 错误!未定义书签。
实验四单相交-直-交变频电路仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验五 VSC轻型直流输电系统仿真实验.......................... 错误!未定义书签。
实验一晶闸管仿真实验实验目的掌握晶闸管仿真模型模块各参数的含义。
理解晶闸管的特性。
实验设备:MATLAB/Simulink/PSB实验原理晶闸管测试电路如图1-1所示。
u2为电源电压,ud为负载电压,id为负载电流,uVT 为晶闸管阳极与阴极间电压。
图1-1 晶闸管测试电路实验内容启动Matlab,建立如图1-2所示的晶闸管测试电路结构模型图。
图1-2 带电阻性负载的晶闸管仿真测试模型双击各模块,在出现的对话框内设置相应的模型参数,如图1-3、1-4、1-5所示。
图1-3 交流电压源模块参数图1-4 晶闸管模块参数图1-5 脉冲发生器模块参数固定时间间隔脉冲发生器的振幅设置为5V,周期与电源电压一致,为(即频率为50Hz),脉冲宽度为2(即º),初始相位(即控制角)设置为(即45º)。
串联RLC分支模块Series RLC Branch与并联RLC分支模块Parallel RLC Branch的参数设置方法如表1-1所示。
表1-1 RLC分支模块的参数设置元件串联RLC分支并联RLC分支类别电阻数值电感数值电容数值电阻数值电感数值电容数值单个电阻R0inf R inf0单个电感0L inf inf L0单个电容00C inf inf C 在本系统模型中,双击Series RLC Branch模块,设置参数如图1-6所示。
一、实验目的本次电力电子仿真实验实训旨在通过MATLAB/Simulink软件,对电力电子电路进行仿真分析,加深对电力电子电路工作原理、性能特点以及设计方法的了解,提高实际工程应用能力。
二、实验环境1. 软件环境:MATLAB R2020b、Simulink R2020b2. 硬件环境:计算机三、实验内容本次实验主要涉及以下内容:1. 单相桥式整流电路仿真2. 三相桥式整流电路仿真3. 逆变器电路仿真4. 直流斩波电路仿真四、实验步骤1. 单相桥式整流电路仿真(1)建立仿真模型:在Simulink中搭建单相桥式整流电路模型,包括二极管、电源、负载等元件。
(2)设置仿真参数:设置电源电压、负载电阻等参数。
(3)运行仿真:启动仿真,观察仿真结果。
(4)分析仿真结果:分析仿真结果,包括输出电压、电流、功率等参数。
2. 三相桥式整流电路仿真(1)建立仿真模型:在Simulink中搭建三相桥式整流电路模型,包括二极管、电源、负载等元件。
(2)设置仿真参数:设置电源电压、负载电阻等参数。
(3)运行仿真:启动仿真,观察仿真结果。
(4)分析仿真结果:分析仿真结果,包括输出电压、电流、功率等参数。
3. 逆变器电路仿真(1)建立仿真模型:在Simulink中搭建逆变器电路模型,包括电力电子器件、驱动电路、负载等元件。
(2)设置仿真参数:设置电源电压、负载电阻等参数。
(3)运行仿真:启动仿真,观察仿真结果。
(4)分析仿真结果:分析仿真结果,包括输出电压、电流、功率因数等参数。
4. 直流斩波电路仿真(1)建立仿真模型:在Simulink中搭建直流斩波电路模型,包括电力电子器件、驱动电路、负载等元件。
(2)设置仿真参数:设置电源电压、负载电阻等参数。
(3)运行仿真:启动仿真,观察仿真结果。
(4)分析仿真结果:分析仿真结果,包括输出电压、电流、功率等参数。
五、实验结果与分析1. 单相桥式整流电路仿真结果通过仿真实验,我们得到了单相桥式整流电路的输出电压、电流、功率等参数。
电力电子技术仿真实验报告学校:四川大学学院:电气信息学院专业:电气工程及其自动化年级:2011级班级:电力109班实验内容:+300Mvar~-100Mvar SVCMATLAB仿真实验小组成员:杜泽旭:1143031345罗恒:1143031346何强:1143031347蒋红亮:1143031153一、仿真平台本次实验的仿真平台是MATLAB软件。
MA TLAB软件是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
本次实验所用的MATLAB软件版本为MA TLAB 7.11.0(R2010b)。
二、仿真模型在本次试验中我们所用是MATLAB中的自带的示例中的Sim Power system中的主要由1台735kV/16kV 333MV A的耦合变压器、1台109Mvar晶闸管控制的电抗器(TCR)和3台94Mvar晶闸管投切的电容器(TSC)构成的+300Mvar~-100Mvar静止无功补偿器(SVC)系统,这是一个已经搭建好的模块我们只需用在以上基础做一定的参数设定就可以得到我们所想要的仿真模型。
操作步骤如下所示:三、实验要求1)实验原理图;2)模型并联补偿原理;3)阐述模型中补偿器的构成,如多电平、多脉冲或其他方式构成;4)模型中的补偿装置的主要功用;5)原有模型的实验效果;6)画出模型的控制框图。
四、实验内容1、系统总体结构图:2、系统模型图3、模型中补偿器的构成、并联补偿原理以及功用:本系统由1台735kV/16kV 333MV A 的耦合变压器,其二次侧分别接入1台109Mvar 晶闸管控制的电抗器(TCR )和3台94Mvar 晶闸管投切的电容器(TSC )构成的+300Mvar~-100Mvar 静止无功补偿器(SVC ),为多脉冲构成方式。
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的:(1) 单相半波可控整流电路(电阻性负载)电路的工作原理电路设计与仿真。
(2) 单相半波可控整流电路(阻-感性负载)电路的工作原理电路设计与仿真。
(3) 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管)电路的工作原理电路设计与仿真。
(4)了解三种不同负载电路的工作原理及波形。
二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路(电阻性负载)如图1.1所示,单向半波可控制整流电路原理图,晶闸管作为开关,变压器T起到变换电压与隔离的作用。
其工作原理:(1)在电源电压正半波(0~π区间),晶闸管承受正向电压,脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管,晶闸管开始导通,形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。
(2)在ωt=π时刻,u2=0,电源电压自然过零,晶闸管电流小于维持电流而关断,负载电流为零。
(3)在电源电压负半波(π~2π区间),晶闸管承受反向电压而处于关断状态,负载上没有输出电压,负载电流为零。
(4)直到电源电压u2的下一周期的正半波,脉冲uG 在ωt=2π+α处又触发晶闸管,晶闸管再次被触发导通,输出电压和电流又加在负载上,如此不断重复。
2、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后,可得仿真电路。
如图所示:2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中,波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。
设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。
α=30°α=60°α=90°α=120°分析:与电阻性负载相比,负载电感的存在,使得晶闸管的导通角增大,在电源电压由正到负的过零点也不会关断,输出电压出现了负波形,输出电压和电流平均值减小;大电感负载时输出电压正负面积趋于相等,输出电压平均值趋于零。
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(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(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:上式中,D为占空比,负号表示输出与输入电压反相;当D=0.5时,U0=Ud;当0.5<D<1时,U0>Ud,为升压变换;当0≤D<0.5时,U0<Ud,为降压变换。
电力电子技术仿真实验实验一三相桥式全控整流电路一:实验目的(1)加深理解三相桥式全控整流电路的工作原理(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形(3)掌握三相桥式全控整流电路MATLAB的仿真方法,会设置各模块的参数二:实验原理完整的三相桥式全控整流电路由整流变压器,6个桥式连接的晶闸管,负载,触发器和同步环节组成,6个晶闸管依次相隔60度触发,将电源交流电整流为直流电。
三:三相桥式全控整流电路仿真模型a.纯电阻负载电路1.设置仿真参数交流电压源的参数设置三相电源的相位互差120度,交流峰值相电压为100*sqrt(2)V,频率为60Hz 负载的参数设置R=45Ω,L=0H移相控制角值"alpha_deg"分别设为设为30,60, 120度2.仿真波形a: alpha_deg=30纯电阻负载两端的电压Vd1,Vd2晶闸管VT1的电压Uvt1每一相的相电流(iA,iB,iC)完整的波形注:iD为整流后的电流波形,Vd为整流后的电压波形b: alpha_deg=60纯电阻负载两端的电压Vd1,Vd2晶闸管VT1的电压Uvt1每一相的相电流(iA,iB,iC)完整波形c: alpha_deg=120纯电阻负载两端的电压Vd1,Vd2 晶闸管VT1的电压Uvt1每一相的相电流(iA,iB,iC)完整波形b.阻感负载电路1.设置仿真参数交流电压源的参数设置三相电源的相位互差120度,交流峰值相电压为100*sqrt(2)V,频率为60Hz 负载的参数设置R=45Ω,L=1H移相控制角值"alpha_deg"分别设为设为30,60, 90度2.仿真波形a: alpha_deg=30阻感负载两端的电压Vd1,Vd2晶闸管VT1的电压Uvt1每一相的相电流(iA,iB,iC)完整波形b: alpha_deg=60阻感负载两端的电压Vd1,Vd2 晶闸管VT1的电压Uvt1每一相的相电流完整波形c: alpha_deg=90阻感负载两端的电压Vd1,Vd2 晶闸管Vt1的电压Uvt1每一相的相电流完整波形四.功率因数的测定a.测量原理b.仿真模型c.仿真数据(1)感性负载alpha=0 alpha=30alpha=60 alpha=90 (2) 纯电阻负载alpha=0 alpha=30 alpha=90 alpha=60实验二单相正弦波脉宽调制逆变电路实验一.实验目的(1)了解电压型单相全桥逆变电路的工作原理(2)了解正弦波脉宽调制调频,调压的原理(3)研究单相全桥逆变电路控制触发的要求二.实验原理1.正弦波脉宽调制(SPWM)控制的基本原理(1)SPWM的概念工程实际中应用最多的是正弦PwM法(简称sPwM),它是在每半个周期内输出若干个宽窄不同的矩形脉冲波,每一矩形波的面积近似对应正弦波各相应每一等份的正弦波形下的面积可用一个与该面积相等的矩形来代替,于是正弦波形所包围的面积可用这N个等幅(Vd)不等宽的矩形脉冲面积之和来等效。
基于matlab电力电子仿真设计报告课程设计(综合实验)报告(2010--2011年度第1学期)名称:电力电子技术课程设计院系:电气与电子工程学院班级:电气班学号:学生姓名:指导教师:设计周数:20--21周成绩:日期:2011年1月13日摘要和关键词摘要:随着电力电子技术的不断发展,可控整流电路在直流电动机控制、可变直流电源、高压直流输电等方面得到广泛应用。
本文建立了基于MATLAB软件中simulink 中powersystem模块编写的单相半波可控整流电路、单相全控桥式整流电路、三相全控桥式整流电路、升降压斩波、三相桥式SPWM逆变电路的仿真模型,以下给出了仿真实例与仿真结果。
验证了模型的正确性,并展现了simulink仿真具有的快捷、灵活、方便、直观等优点。
从而为电力电子电路的教学及设计提供了有效工具。
关键词:整流电路;电力电子;MATLAB;simulink;仿真目录课程设计的任务************************************2前言**********************************************2报告正文(几个电力电子电路仿真实例)**************2课程设计总结或结论********************************21参考文献*****************************************22一、课程设计的任务(一)建立单相半波可控整流电路仿真模型:1、对教材P43图2-1、P44图2-2和P46图2-4进行验证(交流电压有效值为220伏)。
2、改变直流侧负载电阻与电感值,观察各波形的变化。
3、改变晶闸管触发角,观察各波形的变化。
(二)建立单相全控桥式整流电路仿真模型:1、对教材P47图2-5、P48图2-6进行验证(假设三相交流线电压有效值为380伏)。
2、改变直流侧负载电阻与电感值,观察各波形的变化。
电力电子技术MATLAB仿真实验报告Harbin Institute of Technology电力电子技术MATLAB仿真实验报告院系:班级:姓名:学号:哈尔滨工业大学一、实验目的1. 根据电路接线图利用MATLAB仿真分析单相桥式半控整流电路的各输出结果。
2. 改变参数后再进行仿真分析,进而分析总结各参数对输出的影响。
3. 在实验过程中掌握运用MATLAB对电力电子各电路进行仿真分析的方法。
4. 对实验进行总结整理并写出报告。
二、实验内容1根据实验电路图进行理论分析单相桥式半控整流电路图2 利用理论对电路进行分析这是单相桥式半控整流电路的另一种接法,相当于把原本的VT3和VT4换为二极管VD3和VD4,这样可以省去续流二极管VDR,续流由VD3和VD4来实现。
因此,理论分析各时间段电压电流及二极管导通状态如下:① wt1-π:Ua>Ub,VT1,VD4导通,Ud=U2,i:a→VT1→R→L→VD4→b;②π-wt2 :Ua<Ub,VD2,VD4导通,Ud=0,i:b→VD2→R→L→VD4→b;③ wt2-2π:Ua<Ub,VT3,VD2导通,Ud=-U2,i:b→VD2→R→L→VT3→a;④ 2π- wt3:Ua>Ub,VD2,VD4导通,Ud=0,i:b→VD2→R→L→VD4→b。
23理论分析满足的输出波形如下U20 wt1 wt2 wt3Ud4根据电路图在MATLAB中连接各元器件得出接线图35仿真结果[各波形代表的输出结果为二次侧电压,负载电压,负载电流,VT1电流,VT1电压]①阻性负载:R=20Ω,L=0,a=30°:②阻性负载:R=20Ω,L=0,a=60°:4③阻感负载:R=20Ω,L=0.008,a=30°:④阻感负载:R=20Ω,L=0.008,a=60°:5⑤阻感负载:R=20Ω,L=0.08,a=60°:三、实验结论1、通过理论分析与MATLAB仿真结果比拟,发现理论分析与仿真结果一致。
电力电子MATLAB仿真试验汇报
专业: 电气工程及其自动化
班级: 电气110X班
姓名: XXXXXXXX
学号: 0XXXX
兰州交通大学自动化与电气工程学院
年 6月 2日
一直流斩波试验
(1)直流降压斩波
1 直流降压斩波试验电路原理图:
元件参数:
E=220V
Em=100V
2 直流降压斩波波形以下图所表示:
图2 占空比: 60%
(2)直流升压斩波
1 直流升压斩波试验电路原理图:
元件参数:
E=200V
2 直流升压斩波波形以下图所表示:
图2 占空比: 80%
二单相交流调压试验
1单相交流调压电阻负载电路原理图:
图1
2 单相交流调压电阻负载波形以下:
图2 触发角为120度3单相交流调压阻感负载电路原理图:
图3
4 单相交流调压阻感负载波形以下:
图4 触发角为120度。
目录摘要 (1关键词 (11.引言 (12.单相半波可控整流电路 (1 2.1实验目的 (12.2实验原理 (12.3实验仿真 (23.单相桥式全控整流电路 (8 3.1实验目的 (83.2实验原理 (83.3实验仿真 (94.三相半波可控整流电路 (10 4.1实验目的 (104.2实验原理 (114.3实验仿真 (125. 三相半波有源逆变电路 (14 5.1实验目的 (145.2实验原理 (145.3实验仿真 (156.三相桥式半控整流电路 (176.1 实验目的 (176.2实验原理 (17`6.3 实验仿真 (177.小结 (19致谢 (19电力电子技术应用实例的MATLAB 仿真摘要本文是用MATLAB/SIMULINK 实现电力电子有关电路的计算机仿真的毕业设计。
论文给出了单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相半波可控整流电路、三相半波有源逆变电路、三相桥式全控整流电路的实验原理图、MATLAB 系统模型图、及仿真结果图。
实验过程和结果都表明:MATLAB 在电力电子有关电路计算机仿真上的应用是十分广泛的。
尤其是电力系统工具箱-Power System Blockset (PSB 使得电力系统的仿真更加方便。
关键词 MATLAB SIMULINK PSB 电力电子相关电路1.引言MATLAB 是由Math Works 公司出版发行的数学计算软件,为了准确建立系统模型和进行仿真分析,Math Works 在MATLAB 中提供了系统模型图形输入与仿真工具一SIMULINK 。
其有两个明显功能:仿真与连接,即通过鼠标在模型窗口画出所系统的模型,然后可直接对系统仿真。
这种做法使一个复杂系统模型建立和仿真变得十分容易。
[4][2]在1998年,MathWoIks 推出了电力系统仿真的电力系统工具箱-Power System Blockset (PSB 。
其中包括了电路仿真所需的各种元件模型,包括有电源模块、基础电路模块、电力电子模块、电机模块、连线器模块、检测模块以及附加功率模块等七种模块库。
电力电子技术MATLAB仿真报告电力电子技术在现代电力系统中起着至关重要的作用,通过对电能的调节、变换和控制,实现能源的高效利用。
MATLAB作为一种强大的仿真工具,可以对电力电子系统进行建模和仿真,评估其性能和稳定性。
本文将对电力电子技术MATLAB仿真的基本原理、方法和应用进行介绍,并以其中一种电力电子系统为例,展示其仿真报告。
首先,电力电子技术MATLAB仿真的基本原理是建立电力电子系统的数学模型,利用MATLAB提供的数学运算和仿真功能,对系统进行仿真计算和结果分析。
在仿真过程中,需要确定系统的输入和输出参数,选择适当的模型和算法,并设置合理的仿真时间和步长,以获得准确和可靠的仿真结果。
其次,电力电子技术MATLAB仿真的方法包括建模、仿真计算和结果分析。
建模是指将电力电子系统抽象为数学模型,包括元件的电路模型、电压电流方程和控制算法等。
仿真计算是通过数学运算和差分方程求解,得出系统的动态响应和稳态工作点。
结果分析是对仿真结果进行可视化和统计分析,评估系统的性能、稳定性和失效机制等。
最后,以其中一种电力电子系统为例,展示电力电子技术MATLAB仿真报告。
假设我们要仿真一个直流调压器,控制电路使用的是PID控制算法。
仿真目的是评估系统的调节性能和稳定性,在不同的负载、输入电压和控制参数下,分析系统的输出电压和电流的动态响应和稳态误差。
首先,进行建模。
我们需要确定直流调压器的电路模型和控制算法。
电路模型由电源、开关元件、电容和负载组成,控制算法采用PID控制器。
然后,设置仿真参数,包括仿真时间、步长和初始条件等。
其次,进行仿真计算。
利用MATLAB提供的仿真工具,求解直流调压器的数学模型,得到系统的动态响应。
通过改变负载、输入电压和控制参数,对系统的性能和稳定性进行分析和比较。
可以绘制输出电压和电流的波形图,以及误差和响应时间的曲线。
最后,进行结果分析。
对仿真结果进行可视化和统计分析,评估直流调压器的性能和稳定性。
《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:目录绪论………………………………………………………………………………………页码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一、设计(调查报告/论文)题目基于MATLAB的电力电子技术仿真分析二、设计(调查报告/论文)主要内容1.晶闸管的仿真模型及以单相半波整流器为例,说明晶闸管元件应用系统的建模与仿真方法;2.晶闸管三相桥式整流系统的建模与仿真;3. 可关断晶闸管的仿真模型及以可关断晶闸管元件组成的Buck变换器为例的仿真过程;4.绝缘栅双极型晶体管元件的仿真模型及一个由IGBT元件组成的Boost 变换器的建模与仿真;5.相位控制的晶闸管单相交流调压器带系统的建模与仿真;6.晶闸管三相半波有源逆变器的建模与仿真。
matlab仿真课题一:
一、单项桥式全控整流电路简介
单相桥式全控整流电路如下图所示,电路由交流电源、整流变压器、晶闸管、负载以及触发电路组成。
在变压器二次电压的正半周触发晶闸管VT1和VT3,在二次电压的负半周触发晶闸管VT2和VT4,由于晶闸管的单向可控性能,在负载上可以得到方向不变的直流电,改变晶闸管的控制角,可以调节输出流电压和电流的大小。
晶闸管触发电路输出脉冲与电源同步是电路正常工作的重要条件。
二、仿真过程:
1、打开MATLAB仿真平台,新建文件Fil e→New→Mode
2、提取电路元件模块
点击图标,调出模型库浏览器
在模型库中逐级打开子模型库,选取适合的模块,将其拖到仿真平台上
3、连线,把器件用线连接起来
4、设置模块参数
5、设置仿真参数
6启动仿真
7仿真结果
1)负载时电阻时,R=1,L=0,C=inf 时触发角为0°时:
触发角为60°时
触发角为180°时:
a)负载时阻感时,R=1,L=0.01,C=inf 时触发角为180°时:
60
-。
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:XX交通大学自动化与电气工程学院2016年1 月日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 on=0H,V f=0.8V,R s=500Ω,C s=250e-9F(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 d和晶闸管两端电压U vt1的波形。
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?②在MATLAB/Simulink环境下仿真如何设置控制角?1.1.2 仿真思路分析1)单相半波整流电路单相半波整流电路式全控整流电路实质上是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联。
斩波电路仿真一、降压斩波电路(Buck变换器)1可关断晶闸管(GTO)的仿真⑴可关断晶闸管模型与晶闸管类似,可关断晶闸管导通条件同传统晶闸管,但是可在门极信号为0的任意时刻关断,可关断晶闸管模型有两个输入端和两个输出端,第一个输入与输出是阳极媏(a)与阴极端(k),第二个输入(g)是门极控制信号端如图①,当勾选“Show measurement port”项时便显示第二个输出端(m)如图②,这是可关断晶闸管检测输出向量[I ak U ak]端,可连接仪表检测流经可关断晶闸管的电流(I ak)与正向压降(U ak),可关断晶闸管组件的符号和仿真模型图如图所示。
图①图②可关断晶闸管组件的符号和仿真模型⑵可关断晶闸管参数及其设置在模型结构图中,当鼠标双击模型时,则弹出晶闸管参数对话框,如下图所示由图可知,GTO的参数设置与晶闸管参数设置几乎完全相同,只是多了两项 “Current 10% fall time Tf(s)”:电流下降时间Tf。
“Current tail time Tt(s)”:电流拖尾时间Tt。
对于可关断晶闸管GTO模型的电路仿真时,同样宜采用Ode23tb与Oder15s算法。
二、 Buck变换器的仿真⑴电路图及工作原理在t=0时刻驱动GTO导通,电源E向负载供电,由于电感L的存在,负载电流i缓慢上升(电流不能突变),当t=t1时刻,控制GTO关断负载电流经二极管续流,电感L释放电能,负载电流i下降,至一个周期结束再驱动GTO导通重复上一个周期过程,当电路工作于稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等,此时负载电压平均值为U0=ton*E/(ton+tof)=αE降压斩波电路(阻感负载)原理图⑵建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图,整体模型如图所示仿真参数: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0.003。
⑶模型参数简介与设置①直流电压源“Amplitude”:直流电压幅值,单位V.测量“measurements”选择是否测量电压设置A=100V,“measurements”选None(不测量电压),如右图所示②二极管“Resistance Ron(Ohms)”:晶闸管导通电阻Ron(Ω)。
“电力电子”仿真实验指导书MATLAB仿真实验主要就是在simulink环境下得进行得。
Simulink就是运行在MATLAB环境下,用于建模、仿真与分析动态系统得软件包。
它支持连续、离散及两者混合得线性与非线性系统。
由于它具有直观、方便、灵活得特点,已经在学术界、工业界得建模及动态系统仿真领域中得到广泛得应用。
Simulink提供得图形用户界面可使用鼠标得拖放操作来创建模型。
Simulink本身包含sources、sinks、Discrete、math、Nonlinear与continuous 等模块库。
实验主要使用Sinks、Sources、Signals & System与Power System Blockset这四个模块库中得一些模块搭建电力电子课程中得典型电路进行仿真。
在搭建成功得电路中使用scope显示模块显示仿真得波形、验证电路原理分析结果。
这些典型电路包括:1)单相半波可控整流电路(阻性负载与阻感负载)2)单相全控桥式整流电路(阻性负载与阻感负载)3)三相全控桥式整流电路(双窄脉冲阻性负载与双窄脉冲阻感负载)4)降压斩波电路、升压斩波电路5)三相半波逆变电路、三相全波逆变电路。
一、matlab、simulink基本操作多数学生在做这个实验就是时候可能就是第一次使用matlab中得simulink 来仿真,因此下面首先介绍一下实验中要掌握得得一些基本操作(编写试验指导书时所使用得matlab6、1版本)。
若实验过程中使用matlab得版本不同这些基本操作可能会略有不同。
图0-1 matlab启动界面matlab得启动界面如图0-1所示,点击matlab左上方快捷键就可以进入simulink程序界面(在界面右侧得mand Window中输入simulink命令回车或者在Launch Pad窗口中点击simulink子菜单中Library Browser都可以进入simulink程序界面)如图0-2所示。
上海电机学院卢昌钰BG0801 10号1.单相半波可控整流电路
(1)电阻性负载(R=1欧姆,U2=220V,α=30°)
接线图
电阻性负载二次电压,输出电压,二次电流,输出电流,晶闸管电压曲线
输入电压与输出电压波形
(2)阻感负载(R=1欧姆,L=0.05H,U2=220V,α=30°)
接线图
阻感负载二次电压,输出电压,二次电流,输出电流,晶闸管电压曲线
输入电压与输出电压波形
(3)阻感负载+续流二极管(R=1欧姆,L=0.05H,U2=220V,α=30°)有问题
接线图
阻感负载二次电压,输出电压,二次电流,输出电流,晶闸管电压曲线
输入与输出电压波形
2.单相桥式全控整流电路
(1)电阻性负载(R=1欧姆,U2=220V,α=60°)
电阻性负载电路图搭建
电阻负载输入电压和输出电压对比
电阻负载直流电压和电流波形电阻负载时晶闸管T1的波形
电流i2的曲线
(2)电感性负载(R=1欧姆,L=0.05H,α=60°,U2=220V,)
阻感负载电路图搭建
阻感负载电压输入与输出波形阻感负载输出电流id
阻感负载输出电压ud 阻感负载交变时的电流i2
阻感负载交变时的电压u2
阻感负载VT1的电压波形
(3)电感性负载+续流二极管(R=1欧姆,L=0.05H,α=60°,U2=220V,)
电感性负载+续流二极管接线图输入和输出电压波形
负载电流负载电压
二次侧电流
晶闸管两端电压
3.单相桥式半空整流电路
(1)电阻负载(R=1欧姆,α=60°,U2=220V,)
接线图
二次侧电压,负载电压,二次侧电流,负载电流,晶闸管电压,二极管电压,二极管电
流波形图
(2)阻感负载(R=1欧姆,L=0.05H,α=60°,U2=220V,)
接线图
二次侧电压,负载电压,二次侧电流,负载电流,晶闸管电压,二极管电压,二极管电
流波形图
(3)阻感负载+续流二极管(R=1欧姆,L=0.05H,α=60°,U2=220V,)
接线图
二次侧电压,负载电压,二次侧电流,负载电流,晶闸管VT1电压,二极管VD4电压,
二极管VD4电流波形图
4.三相半波可控整流电路
电阻负载接线图(0°)
三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形(电阻0°)
三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形(电阻30°)
阻感负载接线图(30°)
三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形(阻感30°)
阻感负载+续流二极管接线图(30°)
三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形(阻感+续流二极管30°)5.三相全控整流电路
电阻负载接线图(30°导通角)
三相输入输出电压对比,晶闸管1电压,输出电流电压图形(30°)
阻感负载接线图(30°导通角)
三相输入输出电压对比,晶闸管1电压,输出电流电压图形(30°)
阻感负载+续流二极管接线图(30°导通角)
三相输入输出电压对比,晶闸管1电压,输出电流电压图形(30°)6 降压BUCK电路
降压斩波电路(电流连续)接线图
BUCK变换器电感电流连续时仿真波形
BUCK变换器电感电流断续时仿真波形7 升压Boost电路
升压Boost变换器仿真接线图
升压Boost变换器连续工作
升压Boost变换器断续工作
8 单相全桥方波逆变电路
单相全桥方波电阻负载逆变电路接线图
电阻负载逆变器直流侧电流,输出交流电压电流方波波形
单相全桥方波阻感负载逆变电路接线图
阻感负载逆变器直流侧电流,输出交流电压电流方波波形9 三相方波逆变电路
三相方波逆变电路接线图
三相方波逆变电路仿真波形(感性无功=100Var)
三相方波逆变电路仿真波形(感性无功=1000Var)10单极性的PWM方式下的单相全桥逆变电路
单极性的PWM方式下的单相全桥逆变电路接线图在下:
输出电压,电流和直流侧电流波形。