电力电子技术课程实习报告.doc

《电力电子技术课程实习》 学 生 姓 名： 许丹阳 指导教师： 丁丽娜 祝开艳（1班） 学 号： 0918120123 专业名称： 自动化09-1 所在学院： 信息工程学院 时 间： 2012年6月4～10日 目录 1单相半波可控整流电路仿真 3 2 三相半波可控整流电路仿真 7 3 三相桥全控整流电路仿真 12 4 三相桥式有源逆变电路仿真 16 5 心得体会 18 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3－2所示。在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。 图3－2 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3－3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3－4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3－5所示。 3．负载RLC。根据负载要求设置。如图3－6所示。 4．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3－7所示。 四、模型仿真以及仿真波形分析 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Simulation，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。 电阻性负载时的仿真。 电阻性负载仿真图形： 调试出： α＝0°、α＝30°、α＝90°、α＝150°时仿真波形。 举例：当α＝30°电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压 2．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2Ω，L的值为0.01H，在负载并接二极管，仿真模型如图3－9所示。 电感性负载仿真图形： 调试出： 1、α＝0°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、 2、α＝90°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形 3、α＝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 举例：当α＝90°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压 五、仿真波形分析 将得到的波形进行理论分析，得出结论。 （1） 电阻性负载特性 在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管承受正向电压，在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流Id，负载上有输出电压和电流。 在ωt=π时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为0。 在电源电压负半波（π~2π区间），晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为0。 直到电压电源U2的下个周期的正半波，脉冲在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。 （2）阻-感性负载带续流二极管 在电源电压正半波，电压u2＞0，晶闸管uAK＞0。在ωt=α处触发晶闸管，使其导通，形成负载电流id，负载上有输出电压和电流，此间续流二极管VD承受反向阳极电压而关断。 在电源电压负半波，电感感应电压使续流