电力电子专业技术实验报告
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电力电子技术实验报告
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电力电子技术实验报告
11 级自动化专业三班学号 1162510337 姓名张龙飞
实验1 三相桥式可控整流电路工作原理仿真
一、实验目的
加深对三相桥式可控整流电路工作原理的理解,学会使用仿真软件MATLAB 中的SIMULINK模块,搭建三相桥式可控整流电路模型,以及如何构建三相桥式驱动电路——6脉冲驱动发生器,并利用仿真模型,分析三相桥式整流电路在不同触发延迟角 、不同性质负载下的电流、输出电压波形,学会用Fourier分析模块分析相电流的谐波情况。
二、实验系统组成及工作原理
触
发器6路触发脉冲
负
载
整流变压器
同步变压器
三相桥式全控整流原理电路
三、实验所需软、硬件设备及仪器
(1)计算机(装有windows XP以上操作系统);
(2)MATLAB 6.1版本以上软件;
四、实验内容
三相桥式全控整流电路,电源相电压为220V,整流变压器输出电压为100V (相电压),观察整流器在不同负载,不同触发延迟角时,整流电路输出电压、
电流波形,测量整流输出电压平均值,并观察整流器交流侧电流波形和分析其主要次谐波。
(1)电阻负载(Ω=5L R ,30=α°)
(2)感性负载(Ω=5L R ,H 01.0=L ,60=α°) (3)容性负载(Ω=2L R ,μF 500=C ,0=α°)
五、实验结果
三相桥式可控整流电路实验图:
电阻负载:
Scope1:
Scope2:
Scope3:
Scope4:
Scope5:
Scope6:
Scope7:
感性负载:
Scope1:
Scope2:
Scope4:
Scope5:
Scope6:
容性负载:
Scope1:
Scope2:
Scope3:
Scope4:
Scope5:
Scope6:
Scope7:
六、课后思考与总结
(1)撰写仿真实验报告;
(2)思考不同负载下的三相整流桥的工作原理区别及外特性的特点。 答:
工作原理区别:
当60α≤时,
d u 波形连续,电路的工作情况与带电 阻 负载时十分相似,各晶闸管的通断情况、输出整流电压d u 波形、晶闸管承 受的电压波形等都一样。区别在于由于负载不同,同样的整流输出电压加到 负载上,得到的负载电流d i 波形不同,电阻负载时d i 波形与d u 波形形状一样。 而阻感负载时,由于电感的作用,使得负载电流波形变得平直,当电感足够
大
的时候,负载电流的波形可近似为一条水平线。当60α>时,阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同,电阻负载时d u 波形不会出现负的部分,而阻感负载时,由于电感L 的作用,d u 波形会出现负的部分。若电感L 值足够大,
d u 中正负面积基本相等,d u 平均值近似为零。
外特性:
带阻感负载时或带电阻负载60α≤时: 平均值:
23223
1
6sin () 2.34cos 3
d U U td t U π
απ
α
ωωαπ
++=
=⎰
带电阻负载且60α>时,
平均值:22.34[1cos()]3
d U U π
α=++
输出电流平均值:/d d I U R =
带电阻负载时三相桥式全控整流电路α角的移相范围是120度。 带阻感负载时,三相桥式全控整流电路的α角移相范围是90度。 最大电压22FM U U = 最大反向电压22.45RM U U =
实验2 直-直变流器工作原理仿真
一、实验目的
理解降压(BUCK )变流器的连续工作模式和断续工作模式的工作原理。学会使用仿真软件MATLAB 中的SIMULINK 模块,构建BUCK 变换器仿真模型,并分析和观察负载连续和断续以及不同占空比下,变换器各部分电压和电流波形,并通过Fourier 分析直流输出电压的直流分量和谐波。 二、实验系统组成及工作原理
开关器件VT
L
VD
负载
E
直流降压变流器使负载侧电压低于电源电压,其原理图如上图所示。在开关器件VT 导通时有电流经电感L 向负载供电;当VT 关断时,电感L 释放储能,维持负载电流,电流经过负载和二极管VD 形成回路。调节开关器件VT 的通断周期,可以调整负载侧输出电流和电压的大小。负载侧输出电压的平均值为
DE E T
t U on
R ==
三、实验所需软、硬件设备及仪器
(1)计算机(装有windows XP 以上操作系统); (2)MATLAB 6.1版本以上软件; 四、实验内容
设直流降压变流器电源电压V 200=E ,输出电压V 100=o U ,电阻负载为
Ω5。观察IGBT 和二极管的电流波形,并设计电感和输出滤波电容值。
五、步骤及方法
仿真步骤如下:
(1)在模型中设置参数,设置电源E 电压为200V ,电阻的阻值为5Ω,脉冲发生器脉冲周期ms T 2.0=,脉冲宽度为50%,IGBT 和二极管的参数可以保持默认值。
(2)设置仿真时间为0.002s ,算法采用ode15s 。启动仿真。 (3)仿真结果。 六、实验结果
Buck 变换器实验图:
Scope1: