电力电子技术实习报告

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1、目录第一章 MATLAB 基础2第二章 MATLAB/Simulink/Power System 工具箱简介2第三章 电力电子电路仿真 2实习一 单相半波可控整流电路仿真 2一、电路原理图二、建立仿真模型三、设置模型参数3四、模型仿真5五、仿真及波形分析7实习二 三相半波可控整流电路仿真 7一、电路原理图7二、建立仿真模型-8三、设置模型参数-8四、模型仿真-9五、仿真及波形分析13实习三 三相桥式全控整流电路仿真 13一、电路原理图13二、建立仿真模型14三、设置模型参数14四、模型仿真17五、仿真及波形分析20实习四 三相桥式有源逆变电路仿真 20一、电路原理图20二、建立仿真模型21三、

2、设置模型参数21四、模型仿真21五、仿真及波形分析23第四章 实习总结23学院(系):信息工程学院 专业班级:自动化09-2姓名：李东东学号:0905130206第1章MATLAB基础第二章MATLAB/Simulink/Power System 工具箱简介Simulink工具箱的功能是在MATLAB环境下，把一系列模块连接起来，构成复杂的系 统模型；电力系统(PowerSystem)仿真工具箱是在Simulink环境下使用的仿真工具箱，其功 能非常强大，可用于电路、电力电子系统、电动机系统、电力传输等领域的仿真，它提供了 一种类似电路搭建的方法，用于系统的建模。本章以MATLAB6. 1版本

3、为基础，首先概述Simulink和PowerSystem工具箱所包含的 模块资源和Simulink / PowerSystem的模型窗口；其次介绍Simulink / PowerSystem模块的 基本操作。第三章电力电子电路仿真运用现代仿真技术是学习、研究和设计电力电子电路的高效便捷的方法。实习一 单相半波可控整流电路仿真一、电路原理图单相半波可控整流电路如图所示。电路由交流电源、晶闸管、负载以及触发电路组成。 改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。该电路的仿真过程可以分为建立 仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。二、建立仿真模型1. 建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB

4、的菜单栏上点击File，选择New，再在 弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，如图32所示。在这个平台上可 以绘制电路的仿真模型。图32仿真模型窗口2. 提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击!图标调出模型库浏览器，在 模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成单相半波整流电路的元器件有交流电源、晶闸 管、RLC负载。3. 将电路元器件模块按单相整流的原理图连接起来组成仿真电路。如图33所示三、设置模型参数设置模型参数时保证仿真准确和顺利的重要一步。有些参数由仿真任务决定，如电压、 电流等，有些参数是需要通过仿真来确定的。设置模型参数可以双击模块图标，弹出参数设 置对话

5、框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。在本例中，参数 设置如下：1. 交流电源。电压为220V,频率为50Hz,初始相位为0，如图34所示2. 晶闸管。晶闸管直接使用了模型的默认参数，也可以另外设置，如图35所示3. 负载RLC。根据负载要求设置。如图36所示T Block Paraielers: Series RLC BranchSeries ELi二 lirannh Cmask) (LirJi)InpL HfTiHsnt s a.bi-axi:h of fiLC 已1已口1己1 讥旨Use + he E ranch 七yp e p：=llam e4 er +o a

6、dd or r emoue e 1 emexL-l e f xom +he b rmhParanuterzOKCane e1Help2LPP174. 晶闸管的触发电路。本实习晶闸管的触发采用简单的脉冲发生器来产生。控制角以脉冲的延迟时间来表示，如图37所示Source Block Parameters: Pulse Generalor四、模型仿真在模型开始仿真前还必须首先设置仿真参数。在菜单中选择Simulatio n,在下拉菜单中 选择Simulation parameters，在弹出的对话框中设置的项目很多。主要有开始时间、终止时 间、仿真类型等。本实习的仿真参数设置如图3 8所示在参数设

7、置完毕后即可以开始仿真。在菜单Simulation下选择Start,立即开始仿真，若 要中途停止仿真可以选择Stop。在仿真计算完成后即可以通过示波器来观察仿真的结果。在需要观察的点上放置示波 器，双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形。1. 电阻性负载时的仿真波形。调试出：a=0、a=30、a=90、a=150。时仿真波形。电源电压触发脉冲负载两端电压电流Tim已 offset: 102. 电阻电感负载接续流二极管时的仿真。如果要研究电感性负载时电路工作情况，只需重新设置负载参数。设R的值为2Q, L的值为0.01H，在负载并接二极管，仿真模型如图39所示Voluga Measurem

8、ent调试出：1、a=0时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、2、a=90。时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形3、a=90。时晶闸管、二极管两端电压及流过晶闸管、二极管电流波形电源电压五、仿真波形分析带纯电阻负载输出电压要比带阻感负载输出电压的平均值要大，因为带阻感负载的电路 中有阻感，阻感阻碍电流减小，使电源电压过零变负的时候，仍有电流，电流的大小与电感 的大小有关系。带纯电阻负载与带电感有续流二极管的输出电压的波形一样，不同的是电流 的波形。实习二 三相半波可控整流电路仿真一、三相半波可控整流电路原理图 三相半波可控整流电路原理图如图所示。二、建立仿真模型1. 建立一个仿

9、真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在 弹出菜单中选择Model,这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真 模型。2. 提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击!图标调出模型库浏览器，在 模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。3. 将电路元器件模块按三相半波可控整流电路原理图连接起来组成仿真电路。如图3 23所示三、设置模型参数双击模块图标弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助 help帮助。仿真参数的设置与前相同。四、模型仿真在参数设置完毕后即可以开始仿真。在菜单Simulation下选择Start，立即开始仿真

10、，若 要中途停止仿真可以选择Stop。1 电阻性负载时的仿真波形。调试出：a=30时输出电压和电流波形，流过晶闸管电流及晶闸管两端电压波形牡饋电压25D2. 电阻电感负载时的仿真。如果要研究电感性负载时电路工作情况，只需重新设置负载参数。调试出：a=30。时输出电压和电流波形2DD輸出电E2D0ZI 100150-50200Q10 02ora0 040 050 070 08a=90时输出电压和电流波形-1W电源电压晒0-2E0-4TO崭出电压21501DD900Time offset 0a=60。时流过晶闸管电流及晶闸管两端电压波形10100.010.05QD7电邂电圧晶闻営範10JD.02T

11、ime aifsrf 03. 电阻电感负载接续流二极管学院（系）:信息工程学院 专业班级:自动化09-2姓名：李东东学号:0905130206在负载两端并接二极管，仿真模型如图324所示。调试出：a=0时输出电压、电流以及晶闸管两端电压波形a=60时输出电压、电流以及晶闸管两端电压波形学院（系）:信息工程学院 专业班级:自动化09-2姓名：李东东学号:0905130206a=12 0时输出电压、电流以及晶闸管两端电压波形五、仿真波形分析在带纯电阻负载的波形中：由于是三相整流，输出电压和电流是每相输出的包络线。输 出电压和电流波形相同。由于是电阻负载，所以对电流的阻碍小，没有续流的作用，所以 U

12、d电压不可能出现负值。在阻感负载的波形中：负载为阻感负载时，由于电感的作用，对电流有续流作用。当 触发角小于30度时，整流电压波形与电阻负载时相同，因为这两种负载情况下，负载电流 均连续。当触发角大于30度时，电流不连续，输出电压出现负值。当触发角为90度时， Ud波形中正负面积相等，Ud的平均值为零。在阻感负载接续流二极管的波形中：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流 不发生突变。所以Ud有负值的情况，但当加上续流二极管时，当u2过零变负时，VDR导 通，ud为零，所以不存在为负值的情况。但输出电流为连续的。实习三三相桥式全控整流电路仿真一、三相桥式全控整流电路原理图三相桥式全控整流

13、电路原理图如图325所示VTj VTS VT5 *vt4vt6vt2 d2二、建立仿真模型1. 建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在 弹出菜单中选择Model,这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真 模型。2. 提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击I图标调出模型库浏览器，在 模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。3. 将电路元器件模块按三相桥式全控整流电路原理图连接起来组成仿真电路。如图3 26所示。TijMinijciU!口pq:so1Tb tt-Fh-ste 护-Ha*aurrrrintK：-CACfah卫 flTrittfiWi bad*三、设置模型参数双击模块图标弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。仿真参数的设置与前相同。四、模型仿真在参数设置完毕后即可以开始仿真。在菜单Simulation下选择Start，立即开始仿真，若 要中途停止仿真可以选择Stop。在仿真计算完成后即可以通过示波器来观察仿真的结果。在需要观察的点上放置示波 器，双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形。1 电阻性负载时的仿真波形。