《电力电子技术仿真实验》指导书

《电力电子技术实验》指导书合肥师范学院电子信息工程学院实验一电力电子器件仿真过程:进入ＭＡＴＬAB环境,点击工具栏中的Ｓiｍｕlｉnk选项。

进入所需的仿真环境,如图1、1所示。

点击新建一个仿真平台。

点击左边的器件分类,找到Simulｉｎk与SiｍPoweｒSystem ｓ,分不在她们的下拉选项中找到所需的器件,用鼠标左键点击所需的元件不放,然后直截了当拉到Modｅl平台中。

图1、１实验一的具体过程:第一步:打开仿真环境新建一个仿真平台,依照表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。

元件名称提取路径触发脉冲Simulｉnk/Soｕｒcｅs/PｕlsｅGeneｒaｔor电源Sim Power Systemｓ/Eｌectriｃal Sources／DＣＶoｌtage Source接地端子Ｓimuliｎｋ/Ｓｉｎkｓ／Scope示波器Ｓim Pｏwer Systｅｍｓ/Elements/Gｒｏuｎｄ信号分解器Simulink／SｉgｎalＲouting/Ｄemux电压表Ｓim PowerＳysｔeｍs/Ｍeasurｅmｅnｔｓ/VoｌtaｇeＭeasuremｅnｔ电流表SiｍPoｗer Systems/Meａsureｍｅntｓ/CｕrｒentＭeａsuｒｅｍeｎt负载ＲLC ＳiｍPoweｒＳystemｓ/Elemeｎts／SｅrieｓRLC ＢｒａnｃhGTO器件Sim Ｐower Sｙsｔeｍs／PoweｒＥlｅｃｔronics/Gto图1、2第二步,元件的复制跟粘贴。

有时候相同的模块在仿真中需要多次用到,这时依照常规的方法能够进行复制跟粘贴,能够用一个虚线框复制整个仿真模型。

还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标,选中的模块上会出现一个小“+”好,接着按住鼠标与Ctrl键不动,移动鼠标就能够将模块拖拉到模型的其她地方复制出一个相同的模块,同时该模块名后会自动加“１”,因为在同一仿真模型中,不允许出现两个名字相同的模块。

第三步,把元件的位置调整好,准备进行连接线,具体做法是移动鼠标到一个器件的连接点上,会出现一个“十字"形的光标,按住鼠标左键不放,一直到您所要连接另一个器件的连接点上,放开左键,如此线就连好了,假如想要连接分支线,能够要在需要分支的地方按住Cｔrl键,然后按住鼠标左键就能够拉出一根分支线了。

在连接示波器时会发现示波器只有一个接线端子,这时能够参照下面示波器的参数调整的方法进行增加端子、在调整元件位置的时候,有时您会遇到有些元件需要改变方向才更方便于连接线,这时能够选中要改变方向的模块,使用Fｏrｍaｔ菜单下的Ｆｌip block 与Rotate blｏck两条命令,前者改变水平方向,后者做90度旋转,也能够用Ctｒl+R来做90度旋转。

同时双击模块旁的文字能够改变模块名、然后单击菜单栏中的Ｅdit/Sｉgnal Proｐｅrｔieｓ命令来刷新模型、模块的颜色也能够在激活模块后,点击右键,在bacｋｇｒound colｏｒ中选择自己喜爱的颜色。

连接好的电路图如图1、３所示、图1、3第四步,模块的参数设置、设者模型参数是保证仿真准确与顺利的重要一步,有些参数是由仿真任务规定的,如本例仿真中的电源电压与电阻值等,有些参数是需要通过仿真来确定的、设置模型参数能够双击模块图标弹出参数设置对话框,然后按框中提示输入,若有不清楚的地方能够借助帮助来看相关功能。

本例中,参数设置如下:1.脉冲发生器的参数设置。

双击脉冲发生器,会弹出一个对话框,改变需要的参数后如图1、4所示。

其中参数行中从第一个开始分不为振幅、周期、脉宽、控制角(延迟时间)控制角a的设置依照t=aT／３６0图1、４2.打开电源设置对话框,我们这个地方设置电源为２20V,直截了当在参数行输入数字即可。

3.参数设置,这个地方我们采纳默认设计,当需要改变的时候也能够另外设置、4.负载参数的设置,我们这个地方只是用到电阻负载,因此能够如此设置,电阻R=１００,Ｈ=0,C＝inf 设置完如图1、5所示:图1、55.示波器的参数设置:当我们开始连接的时候,示波器只有一个连接端子,这时我们需要增加示波器的接线端子,具体做法是双击示波器,弹出的对话框如图1、６示:ﻩ图１、６单击工具栏中第二个小图标,即打印机图标的旁边的图标。

弹出第二个对话框图1、７。

图1、7只要在Number oｆａxes 项中把1改成所需要增加的端子数字就能够,这个地方我们用到两个端子,我们把它改成2就能够了。

在Time ranｇe中设置一个数值,也即显示时间,所设置的时横坐标。

就是我们的的仿真时间6.仿真参数设置:在仿真开始前还必须首先设置仿真参数、在菜单中选择Simｕlａtion,在下拉菜单中选择Simulation paraｍeteｒs,在弹出的对话款中可设置的项目特不多,主要有开始时间、终止时间、仿真类型(包括步长与解电路的树枝方法),积极相对误差、绝对误差等、步长、解法与误差的选择对仿真运行的速度影响特不大,步长太长计算容易发散,步长太小运算时间太长,本题使用ｏde２3tｂ算法。

仿真参数设计如图1、8所示:ﻩ图１、8ﻩ在参数设置完毕后既能够开始仿真。

点击运行按钮“”开始仿真。

在屏幕下方的状态栏上能够看到仿确实进程。

若要中途停止仿真能够点击“■”按钮。

在仿真完毕之后既能够通过双击示波器来观察仿确实结果。

本例的仿真图形(电阻)如图1、9跟图1、１0所示:图1、9 晶闸管的波形图1、10负载的波形假如在一开始观察不到示波器的波形,能够点击工具栏上的望远镜,会自动的给定一个合适的坐标,观察到我们需要的波形。

假如我们想改变纵坐标,能够单击邮件,选择弹出快捷菜单中的“Axｅs pｒopeｒtｉeｓ”命令,出现如图1、11所示示波器的纵坐标参数设置对话框。

图1、11本题假如要设置电阻电感负载,只需要在RLC参数中给电感量一个数值就能够了、到这个地方,我们就把新器件GTＯ的仿真完成了。

依照同样的方法,再从Sｉm Power Ｓysteｍs/Power Electroｎics中调用其她需要仿确实新器件,就能够观察到我们所需要的波形了。

上面做的全控型器件,现在我们做一个半控型器件,也就是我们平常所讲的普通晶闸管、我们在电力电子器件里面提取出一个晶闸来,这个地方注意晶闸管有两种类型,Detailed Thｙriｓtor的是详细的晶闸管模型,而Thyriｓｔor是普通晶闸管,具体选择看您对晶闸管参数的要求多高,详细的晶闸管有特不多参数能够设置。

仿确实电路图如图示模块的参数的设置跟之前的一样,为了得到更好的波形效果,我们把仿确实开始时间设置为4,结束时间设置为1０。

同若运行仿真电路,我们能够得到仿真之后的各种波形。

ﻩ负载波形晶闸管波形实验二单相半波可控整流电路仿真过程:1.建立仿真模型（1）首先我们新建一个仿真模型的文件。

方法跟实验一样。

文件名自己给定。

(2)提取电路元件模块。

组成单相半波可控整流电路的主要元器件有交流电源、晶闸管、RLＣ负载等。

提取路径基本上跟我们做的第一个实验是相同的,只是我们这个地方用到了交流电源(ＳimＰｏｗｅr Systｅｍs/Elｅc ｔｒiｃal Sources/ＡC Volｔａge Soｕrce)。

提取出来的元件的如图２、１所示图２、1ﻩ图2、2ﻩ(3)将电路元件模块按单相半波可控整流的原理图连接起来组成仿真电路。

将元件调整的到合适的位置,有些器件需要多次用到的,能够点击该模块,然后按住鼠标右键直截了当拖到想要放置的地方就能够实现复制了。

连接好的电路如图2、２所示、2、设置模型参数。

依照实验一的方法我们能够双击模块图标弹出的对话框来设置参数,本例中所设置的参数如下、（1）交流电压源,电压为220V,频率为５0Hｚ,初始相位为０度、在电压设置中要输入的是电压峰值,在该栏中键如“220＊sｑrt(2)"。

假如在对话框最后的测量旋转选中电压“ｖｏltaｇｅ",如此电压的数据能够送入多路测量器(Muｌtimｅｔer)。

这个地方我们不用设置这个,因为我们直截了当用了示波器进行观察波形、（2）晶闸管的参数我们采纳了默认的参数,也能够另外设置。

（3）负载ＲLC,当负载是电阻负载时,R＝1, H=0, C=inf(无穷大)（4）负载ＲＬC为电阻电感负载时,Ｒ=1,H=0、０1,C=ｉnｆ,关于负载的参数,这个地方是没有一定的规定的,能够依照需要修改。

3、仿真参数的设置,本例中我们设置仿确实终止时间为0、1S,算法ode2３tb、通过仿真,我们给出几个特不角度的波形图、ﻩ电阻负载3０度ﻩﻩ电阻负载６0度ﻩ电阻负载９0度ﻩ电阻电感３0度电阻电感6０度电阻电感9０度到这个地方,我们基本上能够把单相半波可控整流的各个波形仿真出来了,观察波形,跟我们在实验室用示波器看到的依然基本上一致的。

实验三单相桥式半控整流电路电阻负载:一、仿真步骤1、启动MA TLＡB,进入ＳIＭＵLINK后新建一个仿真模型的新文件、在这个地方能够任意添加电路元器件模块、然后对比电路系统模型,依次往文档中添加相应的模块、在此实验中,我们按下表添加模块:方便调试、图３、13、设置模块参数。

依次双击各模块,在出现的对话框内设置相应的参数、１),交流电源参数设置:电压设置为220V,频率设为5０Hz,其它默认、图3、2２),脉冲触发器设置:振幅(amplitｕｄｅ)设为5。

周期(Period)设为０、02秒、脉冲宽度(puｌｓeｗidtｈ)设为2、相位延迟角(phａse ｄelａｙ),即触发角。

它的设置在调试时需要修改,以实现在不同角度触发时,观测电路各变量的波形的变化、因为它是以秒为单位,故需把角度换算成秒。

其计算可按以下公式:t=αT/３60。

例如触发角α=45度,周期T＝0、０２,则t=0、0025,则此空中应填入0、002５。

图3、3第二个触发器的设置只需触发角比第一个大1８0度,即加上0、０1,其它不变。

3)示波器的设置:双击示波器,弹出示波器面板,在第一排控件栏中单击第二个控件,弹出参数设置窗口,如下所示:图3、４把坐标系数目设为7,其它不必修改。

Time raｎge是横坐标设置、4、模型仿真、在模型仿真时要先设置仿真参数,仿真参数的设置与实验一相同。

设置好后,即可开始仿真。

点击开始控件。

仿真完成后就能够通过示波器来观察仿确实结果。

以下是分不在0度,30度,45度,６0度时的仿真结果。

０度: 30度:45度: 6０度:电阻电感负载:带电阻电感性负载的仿真与带电阻性负载的仿真方法基本相同,但须将RＬC的串联分支设置为电阻电感负载。

本例中设置的电阻Ｒ=1,L=0、０1Ｈ,电容为inf。

电阻电感负载分不在0度,３0度,4５度,6０度时的仿真结果:0度: 30度:４５度: ６0度:实验四单相桥式全控整流电阻负载:一、仿真步骤１、启动MAＴLAＢ,进入SIMULＩＮＫ后新建一个仿真模型的新文件。