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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划开关电源matlab仿真设计报告课程设计(综合实验)报告(XX-XX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0711班学号：学生姓名：谭荣指导教师：姚蜀军设计周数：成绩：日期：XX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
2、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*2课程设计总结或结论*21参考文献*22一、课程设计的任务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。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。建立单相全控桥式整流电路仿真模型
3、：1、对教材P47图2-5、P48图2-6进行验证。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。建(来自:写论文网:开关电源matlab仿真设计报告)立P54图所示的三相全控桥式整流电路仿真模型，假设三相交流线电压有效值为380伏，直流侧负载电阻为1欧姆，电感为20mH。改变交流侧电感、晶闸管触发角，观察交流电压、直流电压与交流电流的波形。建立P106图所示的升降压斩波电路仿真模型，假设E?15V，L?，开关频率fs?20kHz。改变占空比，观察电感上电压、电流波形的变化情况。在P153图所示的三相桥式SPWM逆变电路中，假设Ud?500V，三相负
4、载电阻R?2?，负载电感L?10mH，开关频率fs?1kHz。并假设三相负载中含有电源，U相电源电压eU?50V(50V为峰值，频率为50Hz，相位为0?，三相互差120?)。若每相电流有效值为35A，请确定幅值调制率ma的取值。若ma取为，每相电流有效值为35A，则直流侧电压应取何值？画出uUN、eU与iU的波形。实现滞环比较方式PWM电流跟踪控制的仿真。以有源电力滤波系统的总体设计与仿真研究为例，给同学演示并讲解有源电力滤波系统主电路、谐波检测电路、控制策略与补偿特性，进而详细讲解电力电子仿真的若干方面问题。二、前言目前电力电子技术发展迅猛，直流开关电源应用广泛。为了实现电源装置的高性能、
5、高效率、高可靠性，减小体积和重量，必须实现功率器件的软开关，因此，软开关技术得到了广泛的关注。应用计算机仿真来研究电力电子装置，有利于提高研究效率，降低研发成本。基于MATLAB/SIMULINK软件的电力电子电路仿真，更有助与初学者学习电力电子，加深对各种电路器件原理的理解。本文介绍了基于MATLAB/SIMULINK的几个基本电力电子电路仿真分析。三、报告正文1、建立单相半波可控整流电路仿真模型：对教材P43图2-1、P44图2-2和P46图2-4进行验证。A、单相半波可控整流电路：按照书上43页的图2-1，用simulink进行仿真，电路图如下：图中PulseGeneration1产生晶
6、闸管的触发脉冲Vg，可通过更改其设置中的Phasedelay项的值改变触发角；示波器Scope1记录了交流电源侧电压U2，触发脉冲Vg，负载电压Ud，晶闸管两端电压Uvt的波形。当控制触发角=60时，仿真的波形结果如下：通过改变PulseGeneration1中Phasedelay项的值改变触发角的值，得：当=120时的仿真结果波形图如下：当=180时的仿真结果波形图如下：从中可以看出此时晶闸管在整个周期中不导通、Ud=0，所以单相半波可控整流电路的触发角的范围是0到180。目录1课程设计说明.1课程设计内容.1课程设计要求.12Matlab介绍.2Matlab主要功能.2Matlab/Sim
7、ulink的使用.2Matlab/Simulink的启动方法.23系统构建与仿真.3晶闸管元件应用系统的建模与仿真实例.3可关断晶闸管元件组成的Buck变换器仿真.5晶闸管单相交流调压电路的建模和仿真.7晶闸管三相桥式整流器的建模和仿真.8绝缘栅双极型晶体管构成的Boost直流变换器仿真.104课程设计总结.125参考资料.131课程设计说明课程设计内容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和与仿真方法；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；(3)相位控制的晶闸管单相机癌瘤调压器带电阻负载时系统的建模与仿真；晶闸管三相桥式整
8、流带电阻负载时系统的建模与仿真；绝缘栅双极型晶体管元件的仿真模型及一个有IGBT元件组成的Boost变换器的建模与仿真；课程设计要求了解和掌握MATLAB软件的仿真功能；完成相应系统模型的建模、参数设置及仿真调试；写出设计报告；2Matlab介绍是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。版本，高级技术计算语言和交互式环境可以较使用传统的编程语言更快地解决技术计算问题.主要功能交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题；此高级语言可用于技术计算；此开发环境可对代
9、码、文件和数据进行管理；各种工具可用于构建自定义图形用户界面；各种函数可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言集成；数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等；二维和三维图形函数可用于可视化数据；Matlab/Simulink的使用Simulink是Matlab软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与Matlab语言的主要区别在于、它与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入的，从而使得用户可以把更多的经历系统模型的构建而非语言的编程上。所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些功能分类的基本系统模块，用户只需要知道这些模块的输入、输
10、出及模块的的功能，而不必考察模块内部是怎样实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型，进而进行仿真与分析。Matlab/Simulink的启动方法启动Matlab后，单击Matlab主窗口模块按钮Browser窗口；在Matlab的命令窗口输入“Simulink”，结果是将在桌面上出现一个称为SimulinkLibraryBrowser的窗口，来打开SimulinkLibrary3系统构建与仿真晶闸管元件应用系统的建模与仿真实例晶闸管是一种可以通过门极信号触发导通的半导体器件。晶闸管仿真模型由一个电阻R、一个电感L、一个直流电压源V，和一个开关串联组成。开关受
11、逻辑信号控制，该逻辑信号由电压、电流和门极触发信号决定。晶闸管元件的符号和仿真模型如图3-1所示。图3-1晶闸管元件的符号和仿真模型晶闸管模块还包括一个RC串联缓冲电路，它通常与晶闸管并联。缓冲电路的R和C值可以设置，当指定C=inf时，缓冲电路为纯电阻；当指定R=0时，缓冲电路为纯电容；当指定R=inf或C=0时，缓冲电路去除。如图3-2所示(a)带缓冲电路的图标(b)不带缓冲电路的图标图3-2晶闸管模块的图标晶闸管单相半波可控整流电路图及原理如下：ud图3-3单相半波可控整流电路图如上图所示，当晶闸管VT处于断态时，电路中电流Id=0，负载上的电压为0，U2全部加在VT两端，在触发角处，触
12、发VT使其导通，U2加于负载两端，由于电感L的存在使电流id不能突变，id从0开始增加同时L的感应电动势试图阻止id增加，这时交流电源一方面供给电阻R消耗的能量，一方面供给电感L吸收的电磁能量，到U2由正变负的过零点处处id已经处于减小的过程中，但尚未降到零，因此VT仍处于导通状态，当id减小至零，VT关断并承受反向压降，电感L延迟了VT的关断时刻使Ud波形出现负的部分。下面以一个单相半波整流器为例，来说明晶闸管元件应用系统的建模与仿真方法。建模及仿真步骤如下：打开Matlab软件：双击图标“”，打开SimulinkLibraryBrowser，点击文“File”下的“NewModel”，新建一个模型窗口，命名为“A1”；在SimulinkLibraryBrowser下面的搜索窗口分别输入相应模块的英文单词，将相应的模块添加到A1中，这些模块的名称分别是：交流电压源、脉冲发生器、晶闸管、示波器、电压测量模块、电流测量模块，Demux、RLC串联电路模块；适当连接后，可以得到仿真模型电路如下图3-4所示：图3-4单相半波整
