MATLAB仿真作業(yè)

1、西 安 工 程 大 學MATLAB在電氣工程中的應用仿真綜合設計作業(yè)學院： 電子信息學院 班級： 電氣093班 姓名： 劉 東 東 學號： 40903040330 2011年 12月 15日MATLAB電力電子仿真實驗實驗一 三相橋式全控整流電路1、純電阻負載時的仿真原理圖一觸發(fā)角為 0 度時的各支路電壓（VT1 - VT6）、電流波形 及 輸出電壓、電流波形觸發(fā)角為 30 度時的各支路電壓（VT1 - VT6）、電流波形 及 輸出電壓、電流波形 觸發(fā)角為 60 度時的各支路電壓、電流波形（VT1 - VT6） 及 輸出電壓、電流波形 觸發(fā)角為 60 度時的各支路電壓、電流波形（VT1 - V

2、T6） 及 輸出電壓、電流波形 純電阻負載時的仿真原理圖二一、仿真步驟1啟動MATLAB，進入SIMULINK后新建一個仿真模型的新文件。并布置好各元器件。如下圖所示：2參數(shù)設置。電源參數(shù)設置：電壓設置為380V，頻率設為50Hz。要注意初相角的設置，a相的電壓源設為0，b相的電壓源設為-120，c相的電壓源設為-240。負載參數(shù)設置：電阻設為1，電感為0，電容無窮大inf。通用變換器橋的設置：（1），模塊的功能：通用變換器橋模塊是由6個功率開關元件組成的橋式通用三相變換器模塊。功率電子元件的類別和變換器的結構可通過對話框進行選擇。功率電子元件和變換器的類型有Diode橋、Thyristor橋

3、、MOSFET-Diode橋、IGBTDiode橋、Ideal Switch橋，橋的結構有單相、兩相和三相。（2），仿真模塊的圖標、輸入和輸出。通用變換器橋模塊的圖標如右圖所示。模塊的輸入和輸出取決于所選擇的變換器橋的結構。當A、B、C被選擇為輸入端，則直流DC（+，-）端就是輸出端。當A、B、C被選擇為輸出端，則直流DC（+，-）端就是輸入端。除二極管橋外，其它橋的“g（pulse）”輸入端可接受來自外部模塊的觸發(fā)信號。（3），通用變換器橋仿真模塊的參數(shù)：本例中個參數(shù)設置如下圖。（4），同步6脈沖觸發(fā)器的參數(shù)設置該模塊有5個輸入端，其圖標如圖所示。“alpha_deg”是移相控制角信號輸入端

4、，單位為度。該輸入端可與“常數(shù)”模塊相連，也可與控制系統(tǒng)中的控制器輸出端相連，從而對觸發(fā)脈沖進行移相控制。輸入端AB、BC、CA是同步線電壓的輸入端，同步線電壓就是連到三相交流電壓的線電壓。輸入端Block為觸發(fā)器模塊的使能端，用與觸發(fā)器模塊的開通與封鎖操作，當施加大于0的信號時，觸發(fā)脈沖被封鎖。該模塊為一個六維脈沖向量，它包含6個觸發(fā)脈沖，移相控制角的起始點為同步電壓的零點，pulses為輸出觸發(fā)信號端。同步6脈沖觸發(fā)器參數(shù)設置對話框如果所示，可以設置同步電壓的頻率跟脈沖寬度，如果勾選了“Double pulsing”觸發(fā)器就能給出間隔60度的雙脈沖。（5），常數(shù)模塊參數(shù)設置：常數(shù)模塊圖標如

5、右圖所示，該模塊只有一個輸出端，在本例中只要改變對話框中數(shù)值的大小，即可改變觸發(fā)控制角的大小。其參數(shù)對話框如下所示。設置好后，即可開始仿真。選擇算法為ode23tb，stop time設為0.1。點擊開始控件。仿真完成后就可以通過示波器來觀察仿真的結果。以下是分別在0度，30度，45度，60度時的仿真結果。0度觸發(fā)角： 30度觸發(fā)角：45度觸發(fā)角： 60度觸發(fā)角：2、阻感負載時的仿真模型原理圖一觸發(fā)角為0 度時的各支路電壓、電流波形（VT1 - VT6） 及 輸出電壓、電流波形 觸發(fā)角為 30 度時的各支路電壓、電流波形（VT1 - VT6） 及 輸出電壓、電流波形 觸發(fā)角為 60 度時的各支

6、路電壓、電流波形（VT1 - VT6） 及 輸出電壓、電流波形 觸發(fā)角為 90 度時的各支路電壓、電流波形（VT1 - VT6） 及 輸出電壓、電流波形 阻感負載時的仿真模型原理圖二帶電阻電感性負載的仿真與帶電阻性負載的仿真方法基本相同，但須將RLC的串聯(lián)分支設置為電阻電感負載。本例中設置的電阻R45，L1H，電容為inf。電阻電感負載分別在0度，30度，45度，60度時的仿真結果：0度觸發(fā)角： 30度觸發(fā)角：45度觸發(fā)角： 60度觸發(fā)角：實驗二 BUCK電路仿真模型一電感L取0.001H,濾波電容取0.1F時的輸出電流、電壓波形及流過續(xù)流二極管的電壓、電流波形電感L取0.001H,濾波電容取

7、0.01F時的輸出電流、電壓波形及流過續(xù)流二極管的電壓、電流波形 電感L取0.001H,濾波電容取0.001F時的輸出電流、電壓波形及流過續(xù)流二極管的電壓、電流波形電感L取0.01H,濾波電容取0.1F時的輸出電流、電壓波形及流過續(xù)流二極管的電壓、電流波形電感L取0.01H,濾波電容取0.01F時的輸出電流、電壓波形及流過續(xù)流二極管的電壓、電流波形電感L取0.01H,濾波電容取0.001F時的輸出電流、電壓波形及流過續(xù)流二極管的電壓、電流波形 降壓斬波BUCK電路仿真模型二在開關器件V導通時，有電流經(jīng)電感L向負載供電，在V關斷時，電感L釋放儲能，維持負載電流，電流經(jīng) 圖4-1 原理圖負載和二極

8、管VD形成回路。調(diào)節(jié)開關器件V的通斷周期，可以調(diào)整負載側輸出電流和電壓的大小。負載側輸出電壓的平均值為： 式中T為V開關周期,為導通時間，為占空比。降壓變流器的主電路的設計除要選擇開關器件和二極管外，還需要確定電感L的參數(shù)，電感參數(shù)的計算是復雜的，但采用仿真很方便。仿真的模型線路如下圖所示。降壓斬波電路模型在模型中采用了IGBT,IGBT的驅(qū)動信號由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生，設定脈沖發(fā)生器的脈沖周期和脈沖寬度可以調(diào)節(jié)脈沖占空比。模型中連接多個示波器，用于觀察線路中各部分電壓和電流波形，并通過傅立葉分析來檢測輸出電壓的直流分量和諧波。1. 設直流降壓變流器電源電壓E=200V，輸出電壓=100V，電阻負載為5。設計電感值。仿真步驟如下：（1） 在模型中設置參數(shù)，設置電源E電壓為200V，電阻的阻值為5，脈沖發(fā)生器脈沖周期T=0.2ms,脈沖寬度為50%，IGBT和二極管的參數(shù)可以保持默認值。（2）設置仿真時間為0.02s，算法采用ode15s。啟動仿真，仿真波形如下。二極管兩端電壓和電流圖所示二極管兩端電壓（圖上部），可也看到，在二極管關斷瞬間由于電感di/dt作用使二極管兩端出現(xiàn)尖峰。導通期間電感L釋放儲能，維持負載電流，電流下降（圖下部）。輸出電壓、電流及直流電