電力電子MatLab仿真設(shè)計

1、前言MATLAB的簡介MATLAB是一種適用于工程應(yīng)用的各領(lǐng)域分析設(shè)計與復雜計算的科學計算軟件，由美國 MathWOrkS公司于1984年正式推出，1988年退出3. X(DOS)版本,19992年推出4. X(WindoWS) 版本;19997年腿5.1 (WindoWS)版本,2000年下半年,MathWOrkS公司推出了他們的最新 產(chǎn)品MTLAB6.0 (R12)試用版，并于2001年初推出了正式版。隨著版本的升級，容不斷擴 充，功能更加強大。近幾年來，Mathworks公司將推出MATLAB語言運用于系統(tǒng)仿真和實時 運行等方面，取得了很多成績，更擴大了它的應(yīng)用前景。WVTLAB已成為美

2、國和其他發(fā)達國 家大學教學和科學研究中最常見而且必不可少的工具。MATLAB是“矩陣實驗室” (MatriX LaboratOry)的縮寫，它是一種以矩陣運算為基礎(chǔ) 的交互式程序語言，著重針對科學計算、工程計算和繪圖的需要。在MATLAB中，每個變量 代表一個矩陣，可以有n*m個元素，每個元素都被看做復數(shù)摸索有的運算都對矩陣和復數(shù)有 效，輸入算式立即可得結(jié)果，無需編譯。MATLAB強大而簡易的做圖功能，能根據(jù)輸入數(shù)據(jù) 自動確定坐標繪圖，能自定義多種坐標系(極坐標系、對數(shù)坐標系等)，訥訥感繪制三維坐 標中的曲線和曲面，可設(shè)置不同的顏色、線形、視角等。如果數(shù)據(jù)齊全，MATLAB通常只需 要一條命令

3、即可做圖，功能豐富，可擴展性強。MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴展部分, 基本部分包括矩陣的運算和各種變換、代數(shù)和超越方程的求解、數(shù)據(jù)處理和傅立葉變換及數(shù) 值積分風，可以滿足大學理工科學生的計算需要，擴展部分稱為工具箱，它實際上便用 MATLAB的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的問題，或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算 法?，F(xiàn)在已經(jīng)有控制系統(tǒng)、信號處理、圖象處理、系統(tǒng)辨識、模糊集合、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及小波 分析等多種工具箱，并且向公式推倒、系統(tǒng)仿真和實時運行等領(lǐng)域發(fā)展。山VrLAB語言的難 點是函數(shù)較多，僅基本部分就有七百多個，其中常用的有二三百個。MATLAB在國外的大學中，特別是數(shù)值計算應(yīng)用最

4、廣的電氣信息類學科中，已成為每個 學生都應(yīng)該掌握的工具。MATLAB大大提高了課程教學、解題作業(yè)、分析研究的效率。頁腳SlMULlNK仿真工具簡介SlMLlLlNK是MathWOrkS公司開發(fā)的MTLAB仿真工具之一，其主要功能是實現(xiàn)動態(tài)系 統(tǒng)建模 ' 仿真與分析.SBfLlLINK支持線性系統(tǒng)仿真和非線性系統(tǒng)仿真；可以進行連續(xù)系統(tǒng)仿 真，也可以進行離散系統(tǒng)仿真，或者兩者混合的系統(tǒng)仿真；同時也支持具有多種采樣速率的采 樣系統(tǒng)仿真.利用SIMLILINK對系統(tǒng)進行仿真與分析，可以對系統(tǒng)進行適當?shù)膶崟r修正或者按 照仿真的最佳效果來調(diào)試及確定控制系統(tǒng)的參數(shù)，以提高系統(tǒng)的性能，減少設(shè)計系統(tǒng)過程

5、中 反復修改時間，從而實現(xiàn)高效率地開發(fā)實際系統(tǒng)的目標.SIMLILlNK最早出現(xiàn)在MATLB4. 0版的核心執(zhí)行文件中.在MTLAB4. 2版以后， SIMLlLINK則以MATLAB的工具包形式出現(xiàn)，需要單獨安裝.在MATLAB5. 0版中，SIMULINK為 2.0 版，在 MATLB5. 3 版中，SIMULlNK 升級為 3.0 版，而在 MATLAB6. 1 版中，SlMULINK 則升 級為4. 1版.本書只對SlMIlLINK4. 1版進行介紹.SIMLILINK4. 1版是用來建模、分析和仿真各種動態(tài)系統(tǒng)的交互環(huán)境,包括連續(xù)系統(tǒng)、 離散系統(tǒng)和混雜系統(tǒng).SIMULINK提供了采用

6、鼠標拖動的方法建立系統(tǒng)框圖模型的圖形交互 界面.SlMlILINK提供了大量的功能模塊以方便擁護快速地建立系統(tǒng)模型.建模時只需要使 用鼠標拖動庫中的功能模塊并將它們連接起來.使用者可以通過將模塊組成字子系統(tǒng)來建立 多級模型.SIMLILlNK對模塊和連接的數(shù)目沒有限制.SlMLlLINK還支持Stateflow,用來仿真 事件驅(qū)動過程.SIMLlLINK框圖提供了交互性很強的非線性仿真環(huán)境,可以通過下拉菜單執(zhí)行仿真，或 使用命令進行批處理.仿真結(jié)果可以在運行的同時通過示波器或圖形窗口顯示.SIMLILlNK的開放式結(jié)構(gòu)允許用戶擴展仿真環(huán)境的功能.如用MATLB、FORTRAN和C代 碼生成自定

7、義塊庫，并擁有自己的圖標和界面，或者將用戶原來由FORTRAN或C語言編寫的代 碼連接起來.由于SlMULINK可以直接利用MATLAB的數(shù)學、圖形和編程功能，用戶可以直接在SIMULINK 下完成數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化參數(shù)等工作.工具箱提供的高級的設(shè)計和分析能力可以通過 SlMULlNK的屏紘手段在仿真過程中執(zhí)行.SIMULlNK的模型庫可以通過專用元件集進一步擴 展MATLB6. 5. 1有兩光盤，其中第二幫助文件，把第一碟放進光驅(qū)，系統(tǒng)會自動進入安裝 程序。在安裝過程只要輸入用戶名稱、公司及產(chǎn)品注冊碼等。安裝完之后，在WindOWS桌面上會自動生成MATLAB的快捷方式圖標。腑訕M副實驗一電力電

8、子器件仿真過程:首先點擊桌面的MTLAB圖標，進入MATLAB環(huán)境，點擊工具欄中的SimUlink迂SimUhnk Library BrOWSer進入我們所需的仿真環(huán)境，如圖1.1所示。點擊File/New/Mode 1新建一個仿真平臺。這時 我們可以在上一步SinlUIink環(huán)境中拉我們所需的元件到Model平臺中，具體做法是點擊左 邊的器件分類，這里我們一般只用到SinlUIink跟SiinPOWerSyStemS兩個，分別在他們的下 拉選項中找到我們所需的器件，用鼠標左鍵點擊所需的元件不放，然后直接拉到MOdel平臺 中。FiIe Edit VieW HelPDe- 'v<

9、k.i,r-c : HUJTl Cri c 1 dexi vt i vc :ddt .SimUlinkCOntinUOUSDiSCOntinUitieSDiSCretel%dd閏翅型I3IJI須lMdth OPerdtlosMOdel VerifiCatiOnMOdeI-Wide UtiIitieSPOrtS & SubsystemsSignal AttribUteSSignal RoUtingSinkSSourcesIlSer-Defined FUnCtiOnSduZdtY = Ax+Buy = CX+Du1s+1DeriVa t i*e工Ilt egra. torState-SPa

10、CeTransfer FCnAerOsPaCe BlocksetCDMA ReferenCe BlocksetCclrrInWrlicatiOnS BIOCkSetCOntrol System TOOlbOXDSP BlOCkSetDialS & GaUgeS BlOCksetEmbedded Target for Infieon C166?Embedded Taraet for(")Traapor t Del ayVari ableTranSPOrt DeIayZ<r-PoloIOtOrOIa MPC5ZJ圖1. 1實驗一的具體過程：第一步：我們首先按照之前的方法打開

11、仿真環(huán)境新建一個仿真平臺，現(xiàn)在我們先仿真新 器件GTo的工作原理，按照下表，根據(jù)表中的路徑找到我們所需的器件跟連接器。頁腳元件名稱提取路徑觸發(fā)脈沖SimUIinkSourcesPUlSe GeneratOr電源SinI POWer SyStemS/Electrical Sources/ DC VoItageSOUrCe示波器SimUIink/Sinks/Scope接地端子SinI POWer SyStemS/Elements/GrOUnd信號分解器SimUIink/Signal ROUting/Demux電壓表SinI POWer SyStemS/Measurements/ VOltage M

12、eaSUrement電流表SinI POWer SyStemS/Measurements/CUrrent MeaSUrement負載RLCSim POWer SyStemS/Elements/ SerieS RLC BranChGTO器件SinI POWer SyStemS/Power EleCtrOniCs/cto提取出來的器件模型如圖1.2所示:圖1.2第二步，元件的復制跟粘貼。有時候相同的模塊在仿真中需要多次用到，這時按照我們常規(guī) 的方法可以進行復制跟粘貼，可以用一個虛線框復制整個仿真模型。還有一個常用方便的方 法是在選中模塊的同時按下Ctrl鍵拖拉鼠標，選中的模塊上會出現(xiàn)一個小&quo

13、t;+ ”好，繼續(xù)按 住鼠標和CtrI鍵不動，移動鼠標就可以將模塊拖拉到模型的其他地方復制出一個相同的模 塊，同時該模塊名后會自動加“1”，因為在同一仿真模型中，不允許出現(xiàn)兩個名字相同的模 塊。第三步，我們把元件的位置調(diào)整好，準備進行連接線，具體做法是移動鼠標到一個器件 的連接點上，會出現(xiàn)一個''十字”形的光標，按住鼠標左鍵不敖，一直到你所要連接另一個 器件的連接點上，放開左鍵，這樣線就連好了，如果想要連接分支線，可以要在需要分支的 地方按住Ctrl鍵，然后按住鼠標左鍵就可以拉出一根分支線了。在連接示波器時會發(fā)現(xiàn)示波器只有一個接線端子，這時可以參照下面示波器的參數(shù)調(diào)整的方 法進

14、行增加端子。在調(diào)整元件位置的時候，有時你會遇到有些元件需要改變方向才更方便于 連接線，這時可以選中要改變方向的模塊，使用FOrmat菜單下的FIiP block和ROtate block 兩條命令，前者改變水平方向，后者做90度旋轉(zhuǎn)，也可以用Ctrl÷R來做90度旋轉(zhuǎn)。同時 雙擊模塊旁的文字可以改變模塊名。然后單擊菜單欄中的Edit/SignaI PrOPertieS命令來 刷新模型。模塊的顏色也可以在激活模塊后，點擊右鍵，在background CoIOr中選擇自己 喜歡的顏色。連接好的電路圖如圖1.3所示。9McadLOdd currents吉-=LPUISeOeneraiorP

15、UISeOeneraiorSCOPe Au1=22ov(9-C3 kLoad VoItage3SCoPe B頁腳圖1.3第四步，模塊的參數(shù)設(shè)置。設(shè)者模型參數(shù)是保證仿真準確和順利的重要一步，有些參數(shù) 是由仿真任務(wù)規(guī)定的，如本例仿真中的電源電壓與電阻值等，有些參數(shù)是需要通過仿真來確 定的。設(shè)置模型參數(shù)可以雙擊模塊圖標彈出參數(shù)設(shè)置對話框，然后按框中提示輸入，若有不 清楚的地方可以借助幫助來看相關(guān)功能。本例中，參數(shù)設(shè)置如下：1. 脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置。雙擊脈沖發(fā)生器，會彈出一個對話框，改變需要的參數(shù)后 如圖1.4所示。其中參數(shù)行中從第一個開始分別為振幅、周期、脈寬、控制角 （延遲時間）控制角a的設(shè)置按

16、照t=aT360圖1.42. 打開電源設(shè)置對話框，我們這里設(shè)置電源為220V,直接在參數(shù)行輸入數(shù)字即可。3. 新器件GTO的參數(shù)設(shè)置，這里我們釆用默認設(shè)計，當需要改變的時候也可以另外設(shè) 置。4. 負載參數(shù)的設(shè)置，我們這里只是用到電阻負載，所以可以這樣設(shè)置，電阻R=IOO, H=O,C=inf設(shè)置完如圖1.5所示：圖155. 示波器的參數(shù)設(shè)置：當我們開始連接的時候，示波器只有一個連接端子，這時我們 需要增加示波器的接線端子，具體做法是雙擊示波器，彈出的對話框如圖1.6示：圖16單擊工具欄中第二個小圖標，即打印機圖標的旁邊的圖標。彈出第二個對話框2圖1.70圖1.7只要在NUmber Of axe

17、s項中把1改成所需要增加的端子數(shù)字就可以，這里我們用到兩 個端子，我們把它改成2就可以了。在TinIe range中設(shè)置一個數(shù)值，也即顯示時間， 所設(shè)置的時橫坐標。就是我們的的仿真時間6. 仿真參數(shù)設(shè)置：在仿真開始前還必須首先設(shè)置仿真參數(shù)。在菜單中選擇Simulation, 在下拉菜單中選擇SimUlatiOn parameters,在彈出的對話款中可設(shè)置的項目很多， 主要有開始時間、終止時間、仿真類型（包括步長和解電路的樹枝方法），積極相 對誤差、絕對誤差等。步長、解法和誤差的選擇對仿真運行的速度影響很大，步長 太長計算容易發(fā)散，步長太小運算時間太長，本題使用ode23tb算法。仿真參數(shù)設(shè)

18、計如圖1. 8所示：圖1.8在參數(shù)設(shè)置完畢后既可以開始仿真。點擊運行按鈕“卜“開始仿真。在屏慕下方的狀態(tài)欄上可以看到仿真的進程。若要中途停止仿真可以點擊按鈕。在仿真完畢之后既可以通過雙擊示波器來觀察仿真的結(jié)果。本例的仿真圖形（電阻）如圖19跟圖1. 10所示:圖19晶閘管的波形圖1. 10負載的波形如果在一開始觀察不到示波器的波形，可以點擊工具欄上的望遠鏡，會自動的紿定一個合適 的坐標，觀察到我們需要的波形。如果我們想改變縱坐標，可以單擊，選擇彈岀快捷菜單中 的“Axes properties"命令，出現(xiàn)如圖L 11所示示波器的縱坐標參數(shù)設(shè)置對話框。本題如果要設(shè)置電阻電感負載，只需要

19、在RLC參數(shù)中給電感量一個數(shù)值就可以了。到這里，我們就把新器件GTO的仿真完成了。按照同樣的方法，再從SinI POWer SyStemS/Power EIeCtI'onics中調(diào)用其他需要仿真的新器件，就可以觀察到我們所需要的波 形了。上面做的全控型器件，現(xiàn)在我們做一個半控型器件，也就是我們平時所說的普通晶閘 管。我們在電力電子器件里面提取出一個晶閘來，這里注意晶閘管有兩種類型，Detailed ThyriStOr的是詳細的晶閘管模型，而ThyriStOr是普通晶閘管，具體選擇看你對晶閘管參 數(shù)的要求多高，詳細的晶閘管有很多參數(shù)可以設(shè)置。仿真的電路圖如圖示模塊的參數(shù)的設(shè)置跟之前的一樣

20、，為了得到更好的波形效果，我們把仿真的開始時間 設(shè)置為4.結(jié)束時間設(shè)置為IOo同若運行仿真電路，我們可以得到仿真之后的各種波形。岳自I刁0型葩圍遛 STir(½ ote: 069W1口兇色固Q隔妙血!！爵 i)5ceZ丿 SCOPCI1 口兇IalPPa 逐噪1Vb3d-OJ20)10)O10)45 S 78910TmeofX 0Vak3coOTjrrcoffscl: O提取出來的元件的如圖2. 1所示負載波形晶閘管波形實驗二單相半波可控整流電路仿真過程：L建立仿真模型（1）首先我們新建一個仿真模型的文件。方法跟實驗一樣。文件名自己給定。（2）提取電路元件模塊。組成單相半波可控整流電

21、路的主要元器件有交流電源.晶閘 管.RLC負載等。提取路徑基本上跟我們做的第一個實驗是相同的，只是我們這里用到了交Sources/ AC VOltage SOUrCe)。流電源(Sim POWer SyStemS/Electrical圖2. 1圖2. 2（3）將電路元件模塊按單相半波可控整流的原理圖連接起來組成仿真電路。將元件調(diào) 整的到合適的位置，有些器件需要多次用到的，可以點擊該模塊，然后按住鼠標右鍵直接拖 到想要放置的地方就可以實現(xiàn)復制了。連接好的電路如圖2.2所示。2. 設(shè)置模型參數(shù)。根據(jù)實驗一的方法我們可以雙擊模塊圖標彈出的對話框來設(shè)置參數(shù)，本 例中所設(shè)置的參數(shù)如下。<1） 交流

22、電壓源，電壓為220V,頻率為50Hz,初始相位為0度。在電壓設(shè)置中要輸入的是電壓峰值,在該欄中鍵如"220*sqrt（2）S如果在對話框最后的測 量旋轉(zhuǎn)選中電壓"voltage”，這樣電壓的數(shù)據(jù)可以送入多路測量器 （MUItimeter）O這里我們不用設(shè)置這個，因為我們直接用了示波器進行觀察 波形。（2）晶閘管的參數(shù)我們采用了默認的參數(shù)，也可以另外設(shè)置。<3） 負載RLC,當負載是電阻負載時，R=l, H=O, C=Inf （無窮大）（4）負載RLC為電阻電感負載時，R=l, H=O. 01, C=inf,關(guān)于負載的參數(shù)，這 里是沒有一定的規(guī)定的，可以根據(jù)需要修改。

23、3仿真參數(shù)的設(shè)置，本例中我們設(shè)置仿真的終止時間為0. 1S,算法ode23tb.通過仿真，我 們紿出幾個特殊角度的波形圖。電阻負載30度電阻負載60度電阻負載90度電阻電感30度電阻電感60度電阻電感90度到這里，我們基本上可以把單相半波可控整流的各個波形仿真出來了，觀察波形，跟我們 在實驗室用示波器看到的還是基本上一致的。實驗三單相橋式半控整流電路電阻負載：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。在這里可以任意添加電路 元器件模塊。然后對照電路系統(tǒng)模型，依次往文檔中添加相應(yīng)的模塊。在此實驗中，我們按 下表添加模塊：序號元器件名稱提取元器件位置數(shù)量1交

24、流電源SimPOWerSyStemS / EleCtriCaI SOUrSe / C VOltageSOUrSe12脈沖觸發(fā)器SimUIink / SOUrCeS / PUISe GeneratOr23晶閘管模型SimPOWerSyStemS /Power EIeCtrOniCS /Detailed ThyriStOr24二極管模型SimPOWerSyStemS /Power EleCtrOniCS /Diode25電流表模型SimPOWerSyStemS /Measurements /Curi'ent MeaSUrenIent16電壓表模型SimPOWerSyStemS /Measu

25、rements / VOltage MeaSUrement27信號分解模型SimUI ink /Signal ROUting /Demus18RLC串聯(lián)電路SimPOWerSyStemS /Elements /Series RLC Branch19示波器模型SimUIink /Sinks /Scope12.添加好模塊后，要對各元器件進行布局。一個良好的布局面板，更有利于閱讀系統(tǒng)模型 及方便調(diào)試。頁腳圖3. 13. 設(shè)置模塊參數(shù)。依次雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對話框設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。1) ,交流電源參數(shù)設(shè)置：電壓設(shè)置為220V,頻率設(shè)為50Hz.其它默認。圖3.22) ,脈沖觸發(fā)器設(shè)置：振幅(ampli

26、tude)設(shè)為5。周期(Period)設(shè)為0. 02秒。脈沖寬度 (PUISe Width)設(shè)為20相位延遲角(PhaSe delay),即竝發(fā)角。它的設(shè)置在調(diào)試時需要 修改，以實現(xiàn)在不同角度觸發(fā)時，觀測電路各變量的波形的變化。因為它是以秒為單位，故 需把角度換算成秒。其計算可按以下公式：t= T360o例如觸發(fā)角a =45度，周期T=O. 02,則t=0. 0025,則此空中應(yīng)填入0.0025。第二個觸發(fā)器的設(shè)置只需觸發(fā)角比第一個大180度，即加上0.0h其它不變。3）示波器的設(shè)置：雙擊示波器，彈出示波器面板，在第一排控件欄中單擊第二個控件，彈 出參數(shù)設(shè)置窗口，如下所示：把坐標系數(shù)目設(shè)為7,

27、其它不必修改。TinIe range是橫坐標設(shè)置。4. 模型仿真。在模型仿真時要先設(shè)置仿真參數(shù)，仿真參數(shù)的設(shè)置與實驗一相同。設(shè)置好后, 即可開始仿真。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(jié)果。以下是分別在0度，30度，45度，60度時的仿真結(jié)果。0度：30度:45度:60 t：SCOPefZ j×g PPP nnB S 觸發(fā)信號1匚D觸發(fā)信號250D觸發(fā)信號1mm電源電壓5500口口口匚觸發(fā)信號2O OooO O O5 4 2負載電流4020-A O Ooo0500電遞電壓負載電流濟過晶閘箸電疏400晶閘管端電壓負載電壓0.020.06 0.085000-500400

28、20002000硫過見閘莒電流400200晶閘管端電壓負載電壓Time offset: 0Time offset: 0電阻電感負載: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(shè)置 為電阻電感負載。本例中設(shè)置的電阻R=l, L=O. OlH,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(jié)果：0度：30度:45度：60度:實驗四單相橋式全控整流電阻負載：一、仿真步驟1.啟動MATLAB,進入SlMULINK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：頁腳圖4. 12.參數(shù)設(shè)置。各模塊參數(shù)的設(shè)置基本與上一實驗相同，但要注意觸

29、發(fā)脈沖的給定。互為對角的兩個示波器 的控制角設(shè)置必須相同，否則就會燒壞晶閘管。二.模型仿真設(shè)置好后，即可開始仿真。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(jié)果。 以下是分別在O度，30度，45度，60度時的仿真結(jié)果。0度：30度：60度:45度:BJ因回-1¾傷囤；P00 ABISCnPe500O5005005004002005005000.06500x；5004002005005005°眥信劄17Jv /1VZln IKU 9 I 7,J 1UV y utj*V 7 XuTEX.旦射發(fā)涪號1樹發(fā)信弓2Iirne Out- 0對發(fā)信號2品河管諦電壓W 醫(yī)流過晶範

30、營電流負或電魔電源電壓002 QM 006003負瑟電壓流過顯間管電流電泯電壓安戎克壓0.08 0.150。IID G.C2 Iw4Tirfe Offcet- 0頁腳為電阻電感負載。本例中設(shè)置的電阻R=l, L=0. 01H,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(jié)果：0度：30度:H與苗a卑冃碗顯題SI- '(ll×lS<OPCCoPet發(fā)佰號1鼬發(fā)信號2ft÷S 號 245度:60度:XiopeIirre0實驗五三相半波整流電路電阻負載：一、仿真步驟1.啟動MATLAB,進入SlMULINK后新建一個仿真模型的新文件。并布置好

31、各元器件。如下 圖所示：圖6. 12.參數(shù)設(shè)置。電源參數(shù)設(shè)置：電壓設(shè)置為380V,頻率設(shè)為50Hz。要注意初相角的設(shè)置，a相的電壓源設(shè) 為O, b相的電壓源設(shè)為-120, C相的電壓源設(shè)為-240o負載參數(shù)設(shè)置：電阻設(shè)為1,電感為0,電容無窮大inf。脈沖參數(shù)設(shè)置：觸發(fā)信號的參數(shù)設(shè)置是本例的難點。本例中有三個觸發(fā)脈沖，由電路原理可 知觸發(fā)角依次相差120度。因為電源電壓頻率為50Hz,故周期設(shè)置為0. 02s,脈寬可設(shè)為2, 振幅設(shè)為5。延遲角的設(shè)置要特別注意，在三相電路中，觸發(fā)延時時間并不是直接從a換算 過來，由于a角的零位定在自然換相角，所以在計算相位延時時間時要增加30度相位。因 此當a

32、=0度時，延時時間應(yīng)設(shè)為0.0033。其計算可按以下公式：t= ( +30) T360<>觸發(fā)角a=0度時，延遲角依次設(shè)置為：0. 00167, 0. 00837, 0.01507觸發(fā)角a=30度時，延遲角依次設(shè)置為:0.0033, 0.01, 0.0167觸發(fā)角a=45度時，延遲角依次設(shè)置為：0. 00417, 0.01087, 0.01757觸發(fā)角a=60度時，延遲角依次設(shè)置為：0. 005, 0.0117, 0.0184晶閘管參數(shù)設(shè)置：BZLocfk ax aae t ex 2»: TbLyX i s tux圖6.2二、模型仿真設(shè)置好后，即可開始仿真。選擇算法為od

33、e23tb, StOP time設(shè)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(jié)果。以下是分別在0度，30度，45度，60度時的仿真結(jié)果。0度：30度：貝腳電阻電感負載：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(shè)置 為電阻電感負載。本例中設(shè)置的電阻R=l, L=O. OlH,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(jié)果：0度:30度:XOl一超同瑞<C觀頤©西詹歐縱QQ畫酚iLIO<IO,二mEMP-1/ V(.1 (/(*<>(、TZ* >>CJL 、；)( ?

34、 X1Ms劣省>-o-CDtH-§LEq=2CDPu>3q>喑>Uc3q%應(yīng)09實驗六三相橋式半控整流電路三相橋式半控整流電路廣泛應(yīng)用于中等容!的整流裝置或要求不可逆的電力拖動 中，完整的三相橋式半控整流電路由三個晶閘管和三個二極管、三相電源。觸發(fā)器等組 成。根據(jù)原理圖，我們調(diào)用出三個電源，三個晶閘管，三個二極管，為了實現(xiàn)仿真，我 們還需要調(diào)用出觸發(fā)脈沖，電流表，電壓表，信號分解器跟信號合成器（MUX）跟示波 器。各個元器件的模塊提取路徑跟之前介紹的提取路徑一樣，提取出來的元件跟布局如 圖7. 1所不FUbePUISeZ£ 丄W nThyfIctoI

35、B nIrlyr tor1Vj &=t Ground Jw<O&d7 川SVCa頁腳圖7. 1根據(jù)原理圖，我們連接仿真電路。連接好的電路如圖7. 2所示I1-GK»5Id7® Mb41Pu!.PMUfelTtW )CP>4DlOdQOPul5t2DIodSCO&&圖7.2參數(shù)設(shè)置：1. 電源參數(shù)設(shè)置：三相電源的電壓峰值電壓為380V,可表示為"220*sqrt(2)", 頻率為50Hz,相位分別為0度，-120度，-240度。2. 負載參數(shù)設(shè)置：電阻R=IO H=O C=inf 電阻電感R=IO H=0. 01

36、 C = inf 脈沖參數(shù)設(shè)置：觸發(fā)信號的參數(shù)設(shè)置是本例的難點。本例中有三個觸發(fā)脈沖，由 寬可設(shè)為2,振幅設(shè)為5。延遲角的設(shè)置要特別注意，在三相電路中，觸發(fā)延時 時間并不是直接從a換算過來，由于a角的零位定在自然換相角，所以在計算相 位延時時間時要增加30度相位。因此當a=0度時，延時時間應(yīng)設(shè)為0.0033。 其計算可按以下公式：t= ( +30) T360o觸發(fā)角a=0度時,延遲角依次設(shè)置為：0. 00167, 0.00837, 0.01507 觸發(fā)角a=30度時，延遲角依次設(shè)置為：0.0033, 0.01, 0.0167 觸發(fā)角a=45度時，延遲角依次設(shè)置為：0.00417, 0.0108

37、7, 0.01757 觸發(fā)角a=60度時，延遲角依次設(shè)置為:0. 005, 0.0117, 0.01843. 晶閘管采用默認的參數(shù)設(shè)置4. 仿真參數(shù)設(shè)置：打開設(shè)置窗口，選擇ode23t b算法，將相對誤差設(shè)置Le-3,開始 時間為0,停止時間為0. 050設(shè)置好各個參數(shù)后，單擊運行按鈕，就可以進行仿真了。下面我們給出幾個特殊角的 波形。電阻負載0度L- XiI膚旨歷QQ號謫圄罔咼煬電阻負載30度電阻負載60度電阻電感負載60度電阻電感負載0度本個仿真要注意對脈沖觸發(fā)時間的設(shè)置要準確,電阻電感負載30度而且對示波器的坐標要調(diào)整好。實驗七三相橋式全控整流電阻負載：一、仿真步驟1. 啟動MTLBf進

38、入SIMULlNK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：圖8. 12. 參數(shù)設(shè)置。電源參數(shù)設(shè)置：電壓設(shè)置為380V,頻率設(shè)為50Hz。要注意初相角的設(shè)置，a相的電壓源設(shè) 為0, b相的電壓源設(shè)為-120, C相的電壓源設(shè)為-240O負載參數(shù)設(shè)置：電阻設(shè)為1,電感為0,電容無窮大inf。通用變換器橋的設(shè)置：(1>,模塊的功能：通用變換器橋模塊是由6個功率開關(guān)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(jié)構(gòu)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、MOSFET-DiOde 橋、IGBT-Diode

39、橋、 IcIeaI SWitCh橋，橋的結(jié)構(gòu)有單相.兩相和三相。(2) ,仿真模塊的圖標、輸入和輸岀。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(jié)構(gòu)。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 (PUISe)M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(shè)置如下圖。BlOCk ParaMeters： thyrister COnVertOrVniVerSaI Bridge GnaSk) (link)Thi

40、S block implement a bridge Of elected POWer electrordcs devices. SerieS KC SnUbber CLrCUits are COnneCted in Parallel *ith each SWitCh device. PreSS Help for SUggeSted SnUbber ValUeS when the InOdel isdi seretized. FOr most applications the internal induetance LOn Of diodes and thyri Stors ShOUld be

41、 Set to ZerONUmber Of bridge arms： 3SnUbber resitance RS (OhnIS)50-SnUbber CaPaCitance CS (F)Ple-6POWer EIeCtmiu deviCeIThyriStOrSROn (OhjnS)jlle-3LOn (H)l 二FOrWard VOltage Vf (V)sMeaSUremen tsOKCanCelHeIPpiy圖8.2（4）,同步6脈沖觸發(fā)器的參數(shù)設(shè)置 該模塊有5個輸入端，其圖標如圖所示。alpha-degBCIlsesCABlockSynCh 6izd6 Pulse G電nerator"alpha deg”是移相控制角信號輸入端，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