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1、吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计目 录摘 要IABSTRACTII第1章 前言11.1 设计目的11.2 设计的主要内容11.3 电力电子技术简介11.4 MATLAB在电力电子中的应用1第2章 单相半波可控整流电路仿真32.1单相半波可控整流电路（电阻性负载）32.1.1建立仿真模型32.1.2仿真参数设置42.1.3仿真结果42.2 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）52.2.1原理图52.2.2建立仿真模型62.2.3仿真参数设置62.2.4仿真结果7第3章 单相全控桥式整流电路仿真83.1单相全控桥可控整流电路（电阻性负载）83.1.1建立仿真模型83.1.2仿真参数设置9
2、3.1.3 仿真结果93.2单相全控桥可控整流电路（阻-感性负载）113.2.1建立仿真模型113.2.2仿真参数设置123.2.3 仿真结果12第4章 三相全控桥式整流电路仿真144.1三相全控桥式可控整流电路（电阻性负载）144.1.1建立仿真模型144.1.2仿真参数设置154.1.3 仿真结果154.2三相全控桥式可控整流电路（阻-感性负载）174.2.1建立仿真模型174.2.2仿真参数设置174.2.3 仿真结果18总 结19致 谢20参考文献21摘 要电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术，使电能可以交换和控制，产生了现代各种高效节能的新型电源和交直流调速装置，为工业生产，交通
3、运输，楼宇办公家庭自动化提供了现代化的高新技术，提高了生产效率和人们的生活质量，使人类社会生产生活发生了巨大变化。电力电子技术由于电力电子器件自身的非关联性，给电力电子电路和系统的分析了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析和分段线性化处理的方法来研究电力电子电路。现代计算机仿真技术为电力电子电路和系统的分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子电路系统的分析和设计变得更加容易和有效。MATLAB软件是由美国Math Works公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算软件系统被誉为“巨人肩上的工具”MATLAB早期主要用于控制系统的仿真，经过不断扩展已经成为包含通信电气工程优化控制等诸多领域的
4、科学计算软件，可以用于电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真。因此本课题在MATLAB的基础上进行电力电子变流电路的仿真，运用现代仿真技术研究和比较各种电力电子变流电路。关键词：MATLAB,电力电子技术,仿真1ABSTRACTElectronic technology, power electronic technology is applied in the electric field, the electric energy can be exchanged and control, the new power of all modern energy-efficient and DC
5、speed regulating device, as industrial production, transportation, building a home automation provides high new technology modernization, improve the production efficiency and the quality of life of people, the dramatic changes in human social life and production. Power electronic technology, power
6、electronic devices due to the non relevance itself, to power electronic circuits and systems analysis of some of the complexities and difficulties, analyzes common waveform and piecewise linearization method to study the power electronic circuit. Provides a new method for the analysis of power elect
7、ronic circuits and systems of modern computer simulation technology, makes the analysis and design of power electronic circuits and complex system more easily and effectively. The MATLAB software is introduced by American Math Works company for numerical computing and graphics processing in scientif
8、ic computing software system known as the giants shoulder early MATLAB mainly used in the simulation of control system, through continuous expansion has become including optimizing control communication electrical engineering and many other fields of scientific computing software, can be used for si
9、mulation of power electronic circuit and electric drive control system. So the research of simulation of power electronic converter circuit based on MATLAB, using the technology of simulation and comparison of various power electronic converter circuit.Keywords: MATLAB, power electronics technology,
10、 simulation1 第1章 前言1.1 设计目的1. 要求对电力电子技术有较全面和深刻的理解。2. 通过此次课程设计，使所学的电力电子技术进行全面的复习和总结，巩固所学的理论知识。3. 通过理论与实践相结合，提高分析问题和解决问题的能力。4. 学会使用规范、标准及有关设计资料。5. 初步掌握设计步骤和基本内容，掌握编写设计说明书的基本方法。6. 在绘制MATLAB仿真图得到了初步锻炼。1.2 设计的主要内容 1.建立单相半波可控整流电路仿真模型。 2.建立单相全控桥式整流电路仿真模型。 3.建立三相全控桥式整流电路仿真模型。1.3 电力电子技术简介电力电子技术是一种电能处理技术(Elec
11、trical Energy Processing)，即采用功率半导体器件（电力电子器件）和线路对电能进行转换(conversion)、控制(control)和高效利用(efficient use)的一门技术。广泛应用于各种电源系统、电气传动自动化系统及电力系统等工业生产和民用部门。主要研究内容（Power Electronics contents)：电力电子器件、电力电子电路、电力电子装置。1.4 MATLAB在电力电子中的应用MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建
12、模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。在本次电力电子技术仿真设计中，我们主要应用到matlab里的simulink工具库里的一些小工具模块，还有simulink power工具库。通过MATLAB，树立模型仿真，让我们清楚的了解电力电子技术的各种技巧。电力电子技巧仿真的所有原件模子都包括在MATLAB的电力体系模块中。第2章 单相半波可控整流电路仿真2.1单相半波可控整流电路（电
13、阻性负载）单相半波可控整流电流（电阻性负载）原理图，晶闸管作为开关元件，变压器t器变换电压和隔离的作用，用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电压u2为50Hz正弦波波形如图所示，其有效值为u2，如图2-1。图2-1单相半波可控整流电路（电阻性负载）2.1.1建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，如图2-2。 图2-2单相半波可控整流电阻负载仿真电路2.1.2仿真参数设置选择ode45s算法，相对误差选择1e-3，开始时间为0，结束时间为0.1s。选择电源参数频率为50Hz，电压峰值为220v。R=1选择晶闸管参数R=0.0001，L=0,Vf=0，Ic=0，R
14、s=10，Cs=47e-62.1.3仿真结果设置触发脉冲分别为30、60。与其产生的相应波形分别如图2-3、图2-4、。在波形图中第一通道波为输出电流和电压波形（因为R=1所以电压和电流重合），第二通道波为晶闸管电压波形，第三通道波为脉冲和输入电压波形。图2-3触发角= 30图2-4触发角= 602.2 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）2.2.1原理图单相半波阻-感性负载整流电路图如2-5所示，当负载中感抗远远大于电阻时成为阻-感性负载，属于阻-感性负载的有机的励磁线圈和负载串联电抗器等。阻-感性负载的等效电路可以用一个电感和电阻的串联电路来表示。图2-5单相半波可控整流电路（阻-感负载）
15、2.2.2建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，整体模型如图2-6。图2-6单相半波可控整流阻感负载仿真电路2.2.3仿真参数设置选择ode45s算法，相对误差为1e-3，开始时间为0，结束时间为0.1s。选择R=1，L=0.1H。选择电源频率为50Hz，电压峰值为220v。选择晶闸管参数，R=0.0001，L=0,Vf=0，Ic=0，Rs=10，Cs=47e-6。2.2.4仿真结果设置触发脉冲分别为30、60。与其产生的相应波形分别如图2-7、图2-8。在波形图中第一通道波为输出电流（脉动小的）和电压（脉动大的）波形，第二通道波为晶闸管电压波形，第三通道波为脉冲和输入电压波形。图2-7触发角= 30图2-8触发角= 60第3章 单相全控桥式整流电路仿真3.1单相全控桥可控整流电路（电阻性负载）单相全控桥可控整流电路的原理图如图3
