Matlab电气仿真设计
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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: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。
matlab电气仿真实例MATLAB电气仿真实例在本文中,我们将探讨MATLAB在电气仿真领域中的应用。
通过一个具体的实例,我们将展示如何使用MATLAB进行电气系统的建模、分析和仿真。
1. 引言电气系统的建模和仿真对于设计和分析电路、控制系统、电力系统等具有重要意义。
传统的电气仿真方法需要手动编写大量的数学方程,并且计算过程繁琐。
而MATLAB提供了一种快速、简便且高效的方式来实现电气仿真。
2. 问题描述假设我们有一个简化的直流电机系统。
系统包括一个直流电机、一个电阻和一个电压源。
我们想要分析在给定电压下电机的转速以及电机周围的电压和电流的变化情况。
3. 建立电气系统模型首先,我们需要建立电气系统的数学模型。
在本例中,我们使用电路定律(基尔霍夫定律和欧姆定律)来建立模型。
根据基尔霍夫定律,我们可以得到电路的电流方程:I = \frac{V}{R}其中,I是电流,V是电压,R是电阻。
根据欧姆定律,我们可以得到电机的速度与电压之间的关系:\omega = \frac{V}{K}其中,ω是电机的角速度,V是电压,K是电机的转速常数。
基于这些方程,我们可以进一步建立系统的状态空间模型:\begin{bmatrix} \dot{\omega} \\ \dot{I} \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 0 & \frac{-1}{K} \\ 0 & \frac{-1}{R}\end{bmatrix} \begin{bmatrix} \omega \\ I \end{bmatrix} +\begin{bmatrix} \frac{1}{K} \\ 0 \end{bmatrix} V其中,\dot{\omega}和\dot{I}分别表示电机速度和电流的导数。
4. MATLAB仿真现在我们可以使用MATLAB进行仿真了。
首先,我们需要定义系统的参数和初始条件。
例如,我们可以选择电压源电压为12V,电阻为1Ω,转速常数为10。
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现一、引言电路仿真是电子工程领域中重要的工具之一,在电子电路设计过程中起着至关重要的作用。
而基于Matlab的电路实时仿真平台则是利用Matlab软件对电路进行仿真实验的重要应用之一。
本文将介绍基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现过程。
二、电路仿真平台的设计与实现1. 平台功能需求分析基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现主要包含以下功能需求:(1)电路建模:能够支持电路元件的建模以及电路的连接和布线。
(2)仿真参数设置:能够设置仿真的时间范围、步长等参数。
(3)仿真结果分析:能够实时显示电路中各个元件的电压、电流、功率等参数,并提供结果分析的功能。
(4)实验控制:能够控制实验的开始、暂停、恢复、停止等操作。
(5)数据记录与导出:能够记录仿真实验过程中的数据,并支持数据导出为Excel或其他格式。
2. 平台设计与实现基于以上功能需求,我们设计了一套基于Matlab的电路实时仿真平台。
平台的实现主要分为以下几个模块:(1)电路建模模块:利用Matlab提供的图形用户界面工具,搭建了一个电路建模界面。
用户可以通过该界面选择电路元件,并将元件进行连线和布线,从而实现电路的建模。
在建模过程中,用户还可以设置元件的参数和初始条件。
(2)仿真参数设置模块:通过设定仿真的时间范围、步长等参数,用户可以对仿真实验进行灵活的配置,以满足不同的需求。
(3)仿真运行模块:在完成电路建模和参数设置后,用户可以点击“运行”按钮,开始进行仿真实验。
平台利用Matlab强大的计算能力,根据电路模型和仿真参数进行实时的仿真计算,并实时绘制出电路中各个元件的电压、电流曲线等。
用户可以通过切换窗口或界面,实时观察仿真结果。
(4)实验控制模块:平台提供了开始、暂停、恢复、停止等操作按钮,用户可以根据需要自由控制仿真实验的进行。
例如,在观察到关键数据点时,用户可以暂停仿真实验,通过对元件参数的调整,进一步优化电路设计。
电气工程自动化在matlab仿真应用摘要:MATLAB是多学科多工作平台的大型科技应用软件。
它包含众多的工具各异的工具箱,现如今,仿真软件的种类非常的多,而MATLAB正是由于其强大的功能,所以在许多的领域得到了广泛的应用。
因此,本文主要就电气工程自动化在matlab仿真应用为课题进行探讨分析,以供参考。
关键词:电气工程自动化;matlab仿真;应用前言电气工程及其自动化主要涉及的是自动控制原理、现代控制理论、电力电子技术、电力系统分析、电力拖动等等,这些涉及的方面理论性强,且较难掌握。
为了改善这些情况,可以利用MATLAB进行模拟仿真,从而在设计、开发电子产品等工作时,可以仿真计算以及计算机模拟自己所设计的电路,进一步的对参数和配置进行优化。
一 Matlab 概述Matlab能够构建出一个高科技环境,在这个环境中可以实现高科技计算,具有更好的交互式友好界面,并且还可以实现一种交互式的程序设计。
Matlab将各种强大的功能集成到一个可视化窗口中,在这种环境中不仅可以实现矩阵计算和数值分析,还能够进行非线性动态系统的建模与方针,将所应用的科学数据已可视化窗口的形式进行交互,使数据运算能够更为直观的展现出来,在工程设计以及科学研究领域实现数值运算与处理,是一套完整而全面的科学解决方案,并且不会受到诸如C、Fortran等程序语言在程序设计与编辑方面的的制约,是当前国际主流的计算软件。
二 Matlab 在电力系统仿真领域中的应用基于负荷元件构成及特性和配电网络的Matlab建模技术,基于实际测量数据和特殊负荷模型参数辨识软件,对国家电网公司所属五大区域电网的负荷点特性进行了普查和详细调查,建立了我国负荷特性和Matlab模型参数库,为电网的仿真计算提供了技术依据。
实际工程中的电源不可能是理想的交流或直流电,电源经常会出现波动或突变,而这种波动或突变在有些情况下是不能被忽略的。
在实际工程中,电力系统经常用到非交流性电源或直流电源,类如雷电冲击电流实验等。
Matlab在工程设计与仿真中的应用案例近年来,Matlab(全称Matrix Laboratory)在工程设计与仿真中的应用越来越广泛。
Matlab是一款功能强大的计算软件,具有矩阵计算、数据处理和可视化等多种功能。
本文将通过几个实际案例,展示Matlab在工程设计与仿真中的应用。
一、电路设计与仿真电路设计是工程领域中重要的一环,而Matlab提供了强大的电路设计与仿真工具。
以滤波器设计为例,Matlab配备了丰富的滤波器设计函数,可以根据特定的滤波系数和频响要求,快速设计出满足需求的滤波器。
同时,Matlab还支持频域仿真,可以对信号进行傅里叶变换和滤波操作,以实现不同的信号处理需求。
二、机械系统建模与控制在机械系统建模与控制方面,Matlab也发挥了重要的作用。
例如,在机械结构设计中,Matlab可以通过有限元分析建立结构的数值模型,对结构的强度、刚度等进行分析与求解。
同时,Matlab还支持控制系统建模与仿真,可以通过控制系统的设计,提高机械系统的性能和稳定性。
三、通信系统设计与仿真通信系统设计与仿真是Matlab应用的另一个重要领域。
例如,在无线通信系统设计中,Matlab提供了丰富的信号处理工具,可以对传输信号进行调制、解调和通道编码等操作,实现数据的可靠传输。
此外,Matlab还支持多输入多输出系统的建模与仿真,可以分析和优化系统的传输性能。
四、图像处理与计算机视觉近年来,图像处理和计算机视觉成为热门的研究领域。
而Matlab提供了一系列的图像处理函数与工具箱,可以进行图像的滤波、分割、特征提取和目标识别等操作。
通过Matlab的强大功能,研究人员可以开展多样化的图像处理与计算机视觉应用,如人脸识别、车牌识别等。
五、仿真与优化算法Matlab凭借其强大的数值计算能力和优化算法,成为工程设计中的重要辅助工具。
例如,在电力系统中,Matlab可以应用潮流计算和稳定性分析等算法,发现潮流分布、电压质量等问题,优化电力系统的稳定性和效率。
电气专业MATLAB仿真实验实验一、二 MATLAB 基础实验一.实验目的1. 熟悉MATLAB 的运行环境极其基本操作。
2. 掌握MATLAB 的基本运算。
二.实验内容1.了解MATLAB 语言环境。
(1) MATLAB 的变量精度。
键入: a=pi ;b=exp(1);使用命令format 改变显示变量精度,观察变量a 、b 的显示值。
(2) 变量查询。
变量查询命令有who 、whos ,用于查询变量并作记录。
(3) 联机帮助。
使用help 命令,查找sqrt()函数和abs()函数的使用方法。
2. 掌握矩阵和数组的基本运算。
(1)在MATLAB 命令窗口中生成矩阵A ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡=194375A 。
①将矩阵A 的第2行第3列元素的值修改为8;②将矩阵A 的第1行的前2个元素的值修改为1、2。
程序:A=[5 7 3;4 9 1]①A(2,3)=8②A([1],[1,2])=[1 2](2)计算矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡897473535与⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡638976242之和。
程序:B=[5 3 5;3 7 4;7 9 8]+[2 4 2;6 7 9;8 3 6](3)求⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-+-+-++=i i i i i i i i i i x 44934967235741725384的共轭转置。
程序:x=[4+8i,3+5i,2-7i,1+4i,7-5i;3+2i,7-6i,9+4i,3-9i,4+4i]y=x ’(4)计算⎥⎦⎤⎢⎣⎡=572396a 与⎥⎦⎤⎢⎣⎡=864142b 的数组乘积。
程序:a=[6 9 3;2 7 5]b=[2 4 1;4 6 8]; a.*b实验三、四 矩阵和数组的基本运算一.实验目的1. 掌握MATLAB 的基本运算。
2. 掌握MATLAB 的关系运算和逻辑运算。
二.实验内容(1)对于B AX =,如果⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=753467294A ,⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=282637B ,求解X 。
目录前言 (2)1.主电路设计 (4)1.1.设计目的及任务 (4)1.2.设计内容及要求 (4)1.3.设计结果 (4)1.4.设计原理 (4)1.5.建模仿真 (8)2开环仿真 (11)2.1.电阻性负载仿真波形 (11)2.1.1.波形分析 (12)2.2.阻感性负载 (13)2.2.1.波形分析 (13)2.3.阻感性负载 (14)2.3.1.波形分析 (14)3.闭环控制的仿真 (14)3.1闭环控制的实现步骤 (14)3.2闭环控制下的仿真电路图 (15)3.2.1输出波形 (15)3.3谐波分析 (18)4.设计体会 (20)参考文献 (21)摘要本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。
由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系,交流调压电路可以带电阻性负载,也可以带电感性负载等。
交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路,通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。
在电源的每半个周期内触发一次晶闸管,使之导通。
与相控整流电路一样,通过控制晶闸管开通时所对应的相位,可以方便的调节交流输出电压的有效值,从而达到交流调压的目的。
其晶闸管可以利用电源自然换相,无需强迫关掉电路,并可实现电压的平滑调节,系统响应速度较快,但它也存在深控时功率因数较低,易产生高次谐波等缺点。
以对单相交流调压电路的MATLAB闭环控制的仿真为例,介绍了基于MATLAB 的Simulink仿真中建立仿真模型的方法,以及如何利用仿真模型进行实际调压电路波形分析。
通过对比电路仿真结果和理论计算结果,二者完全吻合,论证了MATLAB中的Simulink仿真工具可以很方便地创建和维护一个完整的模型,评估不同算法和结构并验证系统性能。
关键词:交流;调压;晶闸管;闭环控制;仿真引言MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算工具,作为强大的科学计算平台,它几乎可以满足所有的计算要求。
matlab2021 simscape electrical 用法在Matlab 2021中,Simscape Electrical是一种模型化和仿真电气电子系统的工具。
它允许您建模和分析电路、电机、传感器、电力系统和其他电气设备。
使用Simscape Electrical,您可以按照实际物理原理以基于组件的方式建模系统。
这些组件包括电阻、电感、电容、变压器、电机、传感器和电源等。
您还可以将它们组合成电路、电机驱动系统或整个电力系统。
为了使用Simscape Electrical,您需要在Matlab中设置并加载Simscape Electrical库。
然后,您可以使用Simscape Electrical工具箱中提供的组件来构建您的电气系统模型。
以下是使用Simscape Electrical的一般步骤:1. 设置和加载Simscape Electrical库:a. 打开Matlab,并使用命令窗口输入“simscapeelectricallibs”来设置Simscape Electrical库路径。
b. 使用"Simscape Electrical" > "Library Browser"打开Simscape Electrical库浏览器。
2. 建立电气系统模型:a. 在Simscape Electrical库浏览器中选择合适的组件,并拖放它们到模型编辑器中。
b. 连接组件以构建电路、电机驱动系统或电力系统。
3. 配置和调整组件参数:a. 通过双击组件打开参数设置对话框,或在模型编辑器的参数面板中修改组件参数。
b. 根据您的需求配置各个组件的参数,如电阻、电感、电容的数值,电机的额定功率等。
4. 运行仿真:a. 在模型编辑器中点击“Run”按钮来运行仿真。
b. 查看仿真结果,如电流、电压、功率等,或绘制波形图。
此外,Simscape Electrical还提供了更高级的功能,如故障诊断、控制系统设计、参数优化和代码生成等。
matlab在电气工程及其自动化专业中的仿真应用MATLAB在电气工程及其自动化专业中是最常用的仿真工具之一。
以下是MATLAB在电气工程及其自动化专业中的常见应用:
1. 电路仿真:MATLAB是一个强大的电路仿真工具,在电路分析和设计方面有广泛应用,包括传输线、滤波器、放大器、功率电子器件等。
2. 电机控制仿真:电机控制仿真是电气工程的重点之一,MATLAB中可以利用Simulink工具箱实现电机控制仿真,包括交流电机、直流电机、步进电机等的控制。
3. 信号处理仿真:MATLAB在信号处理方面的优势是无可比拟的,可以进行数字信号处理、滤波器设计、图像处理等方面的仿真。
4. 智能电网仿真:随着智能电网的普及和推广,MATLAB上也推出了针对智能电网的仿真工具箱,可以进行智能电网的负载预测、电力系统仿真、稳定性分析等。
5. 电力系统仿真:MATLAB中的工具箱可以模拟电力系统的动态行为、稳态操作、电流干扰等,非常适合电力系统的建模和仿真。
总之,MATLAB在电气工程及其自动化专业中有着广泛的应用,其强大的数值
计算和仿真功能使其成为电气工程专业中必不可少的工具之一。
大连海事大学题目:电气系统的计算机辅助设计姓名:学号:学院:轮机工程学院专业班级:电气工程及其自动化(4)班指导老师:郑忠玖王宁设计任务(一)一、实验目的:1、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤;2、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法;3、利用Matlab/Simulink 在整流电路方面的仿真设计。
二、实验原理:220V 50HZ交流电源经变压器降压,输出交流24V 50HZ是交流电。
经单相桥式整流电路加LC滤波电路后,由于电感和电容的作用,输出电压和电流无法突变,使输出电压波形在一定的电压附近形成正弦脉动。
三、实验内容:1、单相桥式整流(1)设计要求:a)单相桥式整流加LC滤波电路,电源为220V,50Hz;b)整流电路输入为24V;c)负载为10Ω阻性负载;d)滤波电感L=100mH,滤波电容C=200uF;(2)设计电路图:(3)仿真结果波形图:(4) 仿真结果分析:timev o l t a g e /c u r r e n t单项桥式整流加LC 滤波电路VT3输出波形timev o l t a g e /c u r r e n t单项桥式整流加LC 滤波电路VT4输出timev o l t a g e单相桥式整流加LC 滤波电路输出波形1.在变压器输出正弦波的正半周期,二极管VT1和二极管VT4导通,二极管VT2和二极管VT3被施以反压而截止;在变压器输出正弦波的负半周期,二极管VT2和二极管VT3导通,二极管VT1和二极管VT4施以反压而截止。
由于电路中二极管的作用,负载两端的电压极性一定,达到整流的目的。
2.二极管导通时管压降理想为零,电流波形与负载输出电流波形保持一致;二极管截止时,二极管承受反压,电压波形与变压器输出的负半周期的电压波形相一致,电流为零。
3.由于电感和电容的作用,输出电压和电流不能突变。
使输出电压波形形成正弦脉动。
设计任务(二)一、实验目的1、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法;2、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤;3、利用Matlab/Simulink 在一阶、二阶电路、变压器方面进行仿真设计。
二、实验原理1、通过对电感充电放电的过程,对一阶直流激励电路进行研究。
2、通过对电容、电感充电放电的过程,对二阶直流激励RLC电路进行研究。
3、二阶RLC交流激励下动态响应的研究。
4、变压器稳态运行的分析。
三、实验内容1、一阶直流激励RL充放电电路的研究(学号尾数为双数) (1)设计要求:a)自行设计电路,设计电路参数;b)自行选择所需显示的曲线,结果;c)根据仿真结果写出分析和结论;(2)实验参数设置:(3) 电路设计图:(4) 仿真结果波形图:(5)仿真结果分析:由对理想开关的控制可知,在t=0.1s 时开关闭合给电感充电,电感初始储能为0,电压迅速上升,其电压变化率最大,随着充电的进行,电感储能增加,电感中电压趋近U =12V 。
当电感充满电之后,相当于短路,其两端电压为零,通过的电流最大。
在放电过程中,电感两端电压逐渐减小,后趋于稳定值0V 。
当电感放电过程中电流变化很快,放完电之后通过的电流为零。
负载两端的电压在电感充电和放电过程中分别呈现先快速上升再缓慢上升和先快速下降和缓慢下降的趋势最终趋于稳态分别为12V 和0V 。
c u r r e n tv o l t a g etimev o l t a ge2、二阶RLC直流激励下动态响应的研究(1)设计要求:a)自行设计电路,设计电路参数;b)自行选择所需显示的曲线,结果;c)根据仿真结果写出分析和结论;d)过阻尼情况(学号尾数为双数)(2)电路设计图c u r r e n t二阶RLC 直流激励下动态响应的研究(过阻尼)电感电流输出波形v o l t a g ec u r r e n ttime二阶RLC 直流激励下动态响应的研究(过阻尼)电感电压输出波形v o l a t a g e(3) 仿真波形图:(4) 仿真结果分析:由图可见,由于电路处于过阻尼状态,电感电压逐渐上升,无震荡,最终趋于稳态。
二阶RLC 交流激励下动态响应的研究(全体学生) (1)设计要求:a) 自行设计电路,设计电路参数; b) 自行选择所需显示的曲线,结果; c)根据仿真结果写出分析和结论;(2)设计电路图:(3)仿真波形图:(4)仿真结果分析:二阶RLC交流激励的动态响应电感两端电压,电流波形为正弦波,其中,电流滞后于电压;电容两端电压为正弦波,而通过的电流在起始时刻波动之后趋于稳定值为零。
4、变压器(无饱和,采用线性变压器模型)的稳态分析(1)设计要求:变压器(无饱和,采用线性变压器模型)的稳态分析:一台10kVA,60Hz,380V/220V单相变压器,原、副边的漏阻抗分别为:Zp=0.14+j0.22Ω, Zs=0.035+j0.055Ω;励磁阻抗:Zm=30+j310Ω;负载阻抗:ZL=4+j5Ω。
要求:利用Simulink建立仿真模型,计算在高压侧施加额定电压时,a)分别计算原、副边的电流的有效值;b)副边的负载上电压的有效值;(2)实验参数设置:变压器原,副变参数计算:原边:Ω副边:Ω励磁支路:ΩΩ变压器及负载参数配置:(3)电路设计图及其仿真结果:(4)仿真结果分析:变压器为380V/220V 10KVA 60HZ理论计算原副边变比为1.727。
由于原、副边的漏阻抗分别为:Zp=0.14+j0.22Ω, Zs=0.035+j0.055Ω,励磁阻抗Zm=30+j310Ω,负载阻抗ZL=4+j5Ω,所以实际变压器存在铁耗和铜耗等使得实际变压器原副边变比为1.64左右,负载两端的电压达不到期望值220V。
尽管电路图设计与变压器二次侧折算到一次侧的T形等效电路还是不同的,因此在实际参数折算的时候要区分开;变压器参数配置时选择分数形式比小数形式更加准确;变压器负载参数配置是要注意下图所示的电感初始电流的设置,如若勾选即将电感初始电流设置为0则在变压器仿真运行时将会出现下图所示的警告。
设计任务(三)一、实验目的:1、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法;2、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤;3、利用Matlab/Simulink 在整流、逆变、斩波等电力电子技术方面的仿真设计;二、实验原理1、三相桥式整流电路,晶闸管导通顺序为VT1—VT6,VT1—VT2,VT2—VT3,VT3—VT4,VT4—VT5,VT5—VT6。
带阻感性负载时,若电感足够大,则负载电流不断续。
负载输出波形随着触发角的变化而变化。
2、三相PWM逆变电路,将直流电逆变为交流电。
电压型逆变电路,直流侧为直流电压源,或并联大电容相当于电压源。
由于直流电源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关,输出电流波形和相位因负载情况的不同而不同。
3、buck降压电路,是一个DC-DC变换器或者称为斩波电路,将直流电变为可调电压的直流电。
通过Pulse Generator对开关器件的控制,实现直流-直流降压的作用,并且通过调整占空比可以改变输出电压平均值。
4、boost升压电路,是一个DC-DC变换器或者称为斩波电路,将直流电变为可调电压的直流电。
通过Pulse Generator对开关器件的控制,实现直流-直流升压的作用,并且通过调整占空比可以改变输出电压平均值。
三、实验内容1、三相桥式整流电路(晶闸管)分析(1)设计要求:已知:3个交流电源,U = 220 +(学号%10 )×10V,50Hz;串联负载分别为:R = 1Ω,L= 1mH;要求:利用Simulink建立仿真模型,观察:(a) 各个晶闸管的电压;(b) 负载上的电流、电压。
模型和曲线要有标注;(2)电路设计图:(3) 仿真波形图:触发角:control angle=0°timev o l t a g eub :负载电压输出波形timec u r r e n tib:负载电流输出波形触发角:control angle=30°usw1timetimev o l t a g eub :负载电压输出波形timec u r r e n tib:负载电流输出波形触发角:control angle=60°timev o l t a g eub:负载电压输出波形timec ur r e n tib :负载电流输出波形time(4) 仿真结果分析三相桥式整流电路,如图分别选取触发角为0°、30°、60°的情形。
当触发角为0°时,总的整流输出电压为线电压在正半周的包络线;当触发角小于60°整流输出电压的每一段线电压推迟相应的角度,总的平均值降低,负载电压波形不会出现负的部分;当触发角等于60°时负载电压波形为临界状态。
由理论可知当触发角大于60°时负载电压波形会出现负的部分。
带阻感负载时,三相桥式整流电路触发角的移相范围为90°。
由于电感作用,使得负载电流变得较为平直,当电感足够大的时候,负载电流的波形可以近似为一条直线。
各晶闸管电压波形相同,由于导通时刻依次延迟60°故相位互差usw1usw4time60°。
2、三相PWM逆变(IGBT)(1)设计要求:已知:直流电压源电压U = 100 +(学号%10)×5V,输出频率50Hz;负载分别为:= 2+j1Ω;要求:利用Simulink建立仿真模型,观察:负载上的电流、电压。
模型和曲线要有标注。
(2)电路设计图:(3)实验参数设置:根据实验要求中的设计提示对电路各器件参数进行设置,如上图所示:a)两个直流电压源串联,中间接地;(每个电压源根据学号设为110V)b)整流桥的桥臂数选3,ABC为输出;c)PWM发生器位于Extra Library 的Discrete Control Blocks,载波频率取输出频率的20倍;d)需要Powergui模块;其中PWM发生器载波频率为1000HZ,调制比为0.4,负载输出频率为50HZ;三相桥桥臂为3,电力电子器件选IGBT,其他参数默认;(4)仿真波形图:Ub1: Three-Phase Series RLC BranchUb2: Three-Phase Series RLC BranchtimeUb3: Three-Phase Series RLC BranchIb1: Three-Phase Series RLC BranchtimeIb3: Three-Phase Series RLC Branch(5)仿真结果分析:如图为电压型逆变电路,直流侧为直流电压源,交流侧输出电压波形为方波,电流波形由负载的阻抗角决定。