张兴高等电力电子技术第6章电力电子技术Matlab仿真.pdf

高 等 电 力 电 子 技 术 第六章 电力电子技术Matlab仿真 基本内容 1 电力电子典型器件的Matlab仿真 2 电力电子典型电路的Matlab仿真 3 电力电子典型系统的仿真 高 等 电 力 电 子 技 术 1.电力电子典型器件的Matlab仿真 每一个具体的电力电子电路均是由元器件组成的，这些元器件既包括 各种线性器件如电容、电感、电阻等，也包括各种非线性器件如二极管、 晶体管、 、 、 、 等。 SCR MOSFET IGBT MCT Matlab使用的电力电子器件模型是简化的宏模型，它只要求器件的外特性 与实际器件特性基本相符，而没有考虑器件内部的细微结构。 本节主要讨论功率电力二极管在Matlab 中的仿真实现过程。 高 等 电 力 电 子 技 术 1.电力电子典型器件的Matlab仿真 电力二极管的仿真 1．电力二极管元件的基本特性 电力二极管是一种具有单向导电性的半导体器件，即正向导通、反向 阻断，它属于不可控器件。 电力二极管的伏安特性曲线  电力二极管的伏安特性主要是指其静特性 高 等 电 力 电 子 技 术 1.电力电子典型器件的Matlab仿真 2．电力二极管元件的Matlab仿真模型 电力二极管的仿真原理模型如图 其模型由一个电阻Ron、一个电感Lon、一个直 流电压源Vf和一个开关串联组成。开关受电压 电力二极管的仿真原理模型 Vak与电流Iak逻辑信号控制。 电力二极管仿真模型 在SimPower Systems工具箱的 Power Electronic库中，名称为Diode 它有一个输入(a)和两个输出（k、m），分别对应电力 二极管的阳极端子、阴极端子和测量信号端子 电力二极管仿真模型 高 等 电 力 电 子 技 术 1.电力电子典型器件的Matlab仿真 3．电力二极管元件仿真模型的参数设置 打开电力二极管模型的参数设置对话框 Resistance Ron（Ohms）：电力二极管 元件内电阻，单位为Ω。当电感参数设 另外，在仿真含有电力二极管的 置为0时，内电阻不能为0； 电路时，必须使用刚性积分算法 Inductance Lon（H）：电力二极管元 件内电感，单位为H。当电阻参数设置为 。通常可使用ode23tb或者 0时，内电感Lon不能为0； ode15s算法，以获得较快的仿真 Forward voltage Vf（V）：电力二极 速度。 管元件正向压降，单位为V； Initial current Ic（A）：初始电流 ，单位为A。初始值的设置是一个复杂的 工作，通常将Ic设为0； 高 等 电 力 电 子 技 术 1.电力电子典型器件的Matlab仿真 4．电力二极管元件的仿真实例 下面以单相半波整流器为例，说明电力二极管元件应用系统的建模与仿真方 法。 1）电力二极管单相半波整流器的建模步骤如下： ① 建立一个新的模型窗口，命名为Diode（文件名在符合语法的情况下可任 意命名）； ② 打开