電力電子技術(shù)MatLab仿真

1、本文前言MATLAB的簡(jiǎn)介MATLA匿一種適用于工程應(yīng)用的各領(lǐng)域分析設(shè)計(jì)與復(fù)雜計(jì)算的科學(xué)計(jì)算軟件,由美國(guó)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MATLAB6.0(R12)試用版,并于2001年初推出了正式版.隨著版本的升級(jí),內(nèi)容不斷擴(kuò)充,功能更增強(qiáng)大.近幾年來(lái),Mathworks公司將推出MATLA即言運(yùn)用于系統(tǒng)仿真和實(shí)時(shí)運(yùn)行等方面,取得了很多成績(jī),更擴(kuò)大了它的應(yīng)用前景.MATLABB成為美國(guó)和其他興旺國(guó)家

2、大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中最常見(jiàn)而且必不可少的工具.MATLAB1矩陣實(shí)驗(yàn)室(MatrixLaboratory)的縮寫,它是一種以矩陣運(yùn)算為根底的交互式程序語(yǔ)言,著重針對(duì)科學(xué)計(jì)算、工程計(jì)算和繪圖的需要.在MATLAB,每個(gè)變量代表一個(gè)矩陣,可以有n*m個(gè)元素,每個(gè)元素都被看做復(fù)數(shù)摸索有的運(yùn)算都對(duì)矩陣和復(fù)數(shù)有效,輸入算式立即可得結(jié)果,無(wú)需編譯.MATLAB雖大而簡(jiǎn)易的做圖功能,能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)確定坐標(biāo)繪圖,能自定義多種坐標(biāo)系(極坐標(biāo)系、對(duì)數(shù)坐標(biāo)系等),訥訥感繪制三維坐標(biāo)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!常只需要一條命令即可做圖,功能豐富,可擴(kuò)展性強(qiáng).MATL

3、ABt件包括根本局部和專業(yè)擴(kuò)展局部,根本局部包括矩陣的運(yùn)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(fēng),可以滿足大學(xué)理工科學(xué)生的計(jì)算需要,擴(kuò)展局部稱為工具箱,它實(shí)際上使用MATLAB勺根本語(yǔ)句編成的各種子程序集,用于解決某一方面的問(wèn)題,或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法.現(xiàn)在已經(jīng)有限制系統(tǒng)、信號(hào)處理、圖象處理、系統(tǒng)辨識(shí)、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(shí)時(shí)運(yùn)行等領(lǐng)域開(kāi)展.MATLABg言的難點(diǎn)是函數(shù)較多,僅根本局部就有七百多個(gè),其中常用的有二三百個(gè).MATLAEBE國(guó)內(nèi)外的大學(xué)中,特別是數(shù)值計(jì)算應(yīng)用最廣的電氣信息類學(xué)科中,已成為每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該掌握的

4、工具.MATLABt大提升了課程教學(xué)、解題作業(yè)、分析研究的效率.SIMULINK仿真工具簡(jiǎn)介SIMULINK是Mathworks公司開(kāi)發(fā)的MATLAB仿真工具之一,其主要功能是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真與分析.SIMULINK支持線性系統(tǒng)仿真和非線性系統(tǒng)仿真；可以進(jìn)行連續(xù)系統(tǒng)仿真,也可以進(jìn)行離散系統(tǒng)仿真,或者兩者混合白系統(tǒng)仿真；同時(shí)也支持具有多種采樣速率的采樣系統(tǒng)仿真.利用SIMULINK對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真與分析,可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)修正或者根據(jù)仿真的最正確效果來(lái)調(diào)試及確定限制系統(tǒng)的參數(shù),以提升系統(tǒng)的性能,減少設(shè)計(jì)系統(tǒng)過(guò)程中反復(fù)修改時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)高效率地開(kāi)發(fā)實(shí)際系統(tǒng)的目標(biāo).SIMULINK最早出現(xiàn)

5、在MATLAB4.0版的核心執(zhí)行文件中.在MATLAB4.2版以后,SIMULINK那么以MATLAB的工具包形式出現(xiàn),需要單獨(dú)安裝.在MATLAB5.0版中,SIMULINK為2.0版,在MATLAB5.3版中,SIMULINK升級(jí)為3.0版,而在MATLAB6.1版中,SIMULINK那么升級(jí)為4.1版.本書(shū)只對(duì)SIMULINK4.1版進(jìn)行介紹.SIMULINK4.1版是用來(lái)建模、分析和仿真各種動(dòng)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提供了采用鼠標(biāo)拖動(dòng)的方法建立系統(tǒng)框圖模型的圖形交互界面.SIMULINK提供了大量的功能模塊以方便擁護(hù)快速地建立系統(tǒng)模型.建模時(shí)

6、只需要使用鼠標(biāo)拖動(dòng)庫(kù)中的功能模塊并將它們連接起來(lái).使用者可以通過(guò)將模塊組成字子系統(tǒng)來(lái)建立多級(jí)模型.SIMULINK對(duì)模塊和連接的數(shù)目沒(méi)有限制.SIMULINK還支持Stateflow,用來(lái)仿真事件驅(qū)動(dòng)過(guò)程.SIMULINK框圖提供了交互性很強(qiáng)的非線性仿真環(huán)境,可以通過(guò)下拉菜單執(zhí)行仿真,或使用命令進(jìn)行批處理.仿真結(jié)果可以在運(yùn)行的同時(shí)通過(guò)示波器或圖形窗口顯示SIMULINK的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)允許用戶擴(kuò)展仿真環(huán)境的功能如用MATLAB、FORTRANC代碼生成自定義塊庫(kù),并擁有自己的圖標(biāo)和界面,或者將用戶原來(lái)由FORTRANC語(yǔ)言編寫的代碼連接起來(lái).由于SIMULINK可以直接利用MATLAB的數(shù)學(xué)、圖形

7、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(jí)的設(shè)計(jì)和分析水平可以通過(guò)SIMULINK的屏蔽手段在仿真過(guò)程中執(zhí)行.SIMULINK的模型庫(kù)可以通過(guò)專用元件集進(jìn)步擴(kuò)展MATLAB6.5.1有兩張光盤,其中第二張幫助文件,把第一張碟放進(jìn)光驅(qū),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入安裝程序.在安裝過(guò)程只要輸入用戶名稱、公司及產(chǎn)品注冊(cè)碼等.安裝完之后,在Windows桌面上會(huì)自動(dòng)生成MATLAB的快捷方式圖標(biāo).實(shí)驗(yàn)一電力電子器件仿真過(guò)程：首先點(diǎn)擊桌面的MATLAB圖標(biāo),進(jìn)入MATLAB環(huán)境,點(diǎn)擊工具欄中的Simulink選項(xiàng)時(shí).進(jìn)入我們所需的仿真環(huán)境,如圖1.1所示.點(diǎn)擊File/

8、New/Model新建一個(gè)仿真平臺(tái).這時(shí)我們可以在上一步Simulink環(huán)境中拉我們所需的元件到Model平臺(tái)中,具體做法是點(diǎn)擊左邊的器件分類,這里我們一般只用到Simulink跟SimPowerSystems兩個(gè),分別在他們的下拉選項(xiàng)中找到我們所需的器件,用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊所需的元件不放,然后直接拉到Model圖1.1實(shí)驗(yàn)一的具體過(guò)程：第一步：我們首先根據(jù)之前的方法翻開(kāi)仿真環(huán)境新建一個(gè)仿真平臺(tái),現(xiàn)在我們先仿真新器件GTO的工作原理,根據(jù)下表,根據(jù)表中的路徑找到我們所需的器件跟連接器.元件名稱提取路徑觸發(fā)脈沖Simulink/Sources/PulseGenerator電源SimPowerSyst

9、ems/ElectricalSources/dcVoltageSource示波器Simulink/Sinks/Scope接地端子SimPowerSystems/Elements/Ground信號(hào)分解器Simulink/SignalRouting/Demux電壓表SimPowerSystems/Measurements/VoltageMeasurement電流表SimPowerSystems/Measurements/CurrentMeasurement負(fù)載RLCSimPowerSystems/Elements/SeriesrlcBranchGTO器件SimPowerSystems/PowerE

10、lectronics/Gto提取出來(lái)的器件模型如圖1.2所示:圖1.2第二步,元件的復(fù)制跟粘貼.有時(shí)候相同的模塊在仿真中需要屢次用到,這時(shí)根據(jù)我們常規(guī)的方法可以進(jìn)行復(fù)制跟粘貼,可以用一個(gè)虛線框復(fù)制整個(gè)仿真模型.還有一個(gè)常用方便的方法是在選中模塊的同時(shí)按下Ctrl鍵拖拉鼠標(biāo),選中的模塊上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小“+好,繼續(xù)按住鼠標(biāo)和Ctrl鍵不動(dòng),移動(dòng)鼠標(biāo)就可以將模塊拖拉到模型的其他地方復(fù)制出一個(gè)相同的模塊,同時(shí)該模塊名后會(huì)自動(dòng)加“1,由于在同一仿真模型中,不允許出現(xiàn)兩個(gè)名字相同的模塊.第三步,我們把元件的位置調(diào)整好,準(zhǔn)備進(jìn)行連接線,具體做法是移動(dòng)鼠標(biāo)到一個(gè)器件的連接點(diǎn)上,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“十字形的光標(biāo),按住鼠標(biāo)

11、左鍵不放,一直到你所要連接另一個(gè)器件的連接點(diǎn)上,放開(kāi)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(biāo)左鍵就可以拉出一根分支線了.在連接示波器時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)示波器只有一個(gè)接線端子,這時(shí)可以參照下面示波器的參數(shù)調(diào)整的方法進(jìn)行增加端子.在調(diào)整元件位置的時(shí)候,有時(shí)你會(huì)遇到有些元件需要改變方向才更方便于連接線,這時(shí)可以選中要改變方向的模塊,使用Format菜單下的Flipblock和Rotateblock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(lái)彳990度旋轉(zhuǎn).同時(shí)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/SignalPr

12、operties命令來(lái)刷新模型.模塊的顏色也可以在激活模塊后,點(diǎn)擊右鍵,在backgroundcolor中選擇自己喜歡的顏色.連接好的電路圖如圖1.3所示.MLllacd耳cop虺a,.wadLewdcunrent2=220V圖1.3Pul*L巾mdvoltage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(zhǔn)確和順利的重要一步,有些參數(shù)有些參數(shù)是需要通過(guò)仿真來(lái)確然后按框中提示輸入,假設(shè)有不是由仿真任務(wù)規(guī)定的,如本例仿真中的電源電壓與電阻值等,定的.設(shè)置模型參數(shù)可以雙擊模塊圖標(biāo)彈出參數(shù)設(shè)置對(duì)話框,清楚的地方可以借助幫助來(lái)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

13、器,會(huì)彈出一個(gè)對(duì)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(gè)開(kāi)始分別為振幅、周期、脈寬、限制角延遲時(shí)間限制角a的設(shè)置根據(jù)t=aT/360圖1.42 .翻開(kāi)電源設(shè)置對(duì)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,這里我們采用默認(rèn)設(shè)計(jì),當(dāng)需要改變的時(shí)候也可以另外設(shè)置.4 .負(fù)載參數(shù)的設(shè)置,我們這里只是用到電阻負(fù)載,所以可以這樣設(shè)置,電阻R=100,H=0,C=inf設(shè)置完如圖1.5所示：圖1.55 .示波器的參數(shù)設(shè)置：當(dāng)我們開(kāi)始連接的時(shí)候,示波器只有一個(gè)連接端子,這時(shí)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(duì)話框如圖1.6

14、示:圖1.6單擊工具欄中第二個(gè)小圖標(biāo),即打印機(jī)圖標(biāo)的旁邊的圖標(biāo).彈出第二個(gè)對(duì)話框2圖1.7.圖1.7只要在Numberofaxes項(xiàng)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(gè)端子,我們把它改成2就可以了.在Timerange中設(shè)置一個(gè)數(shù)值,也即顯示時(shí)間,所設(shè)置的時(shí)橫坐標(biāo).就是我們的的仿真時(shí)間6 .仿真參數(shù)設(shè)置：在仿真開(kāi)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Simulationparameters,在彈出的對(duì)話款中可設(shè)置的工程很多,主要有開(kāi)始時(shí)間、終止時(shí)間、仿真類型包括步長(zhǎng)和解電路的樹(shù)枝方法,積極相對(duì)誤差、絕對(duì)誤差等.步長(zhǎng)、解法和誤差的選擇對(duì)仿

15、真運(yùn)行的速度影響很大,步長(zhǎng)太長(zhǎng)計(jì)算容易發(fā)散,步長(zhǎng)太小運(yùn)算時(shí)間太長(zhǎng),此題使用ode23tb算法.仿真參數(shù)設(shè)計(jì)如圖1.8所示：卜開(kāi)始仿真.在屏幕下方的圖1.8在參數(shù)設(shè)置完畢后既可以開(kāi)始仿真.點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕狀態(tài)欄上可以看到仿真的進(jìn)程.假設(shè)要中途停止仿真可以點(diǎn)擊按鈕.在仿真完畢之后既可以通過(guò)雙擊示波器來(lái)觀察仿真的結(jié)果.本例的仿真圖形電阻如圖1.9跟圖1.10所示:圖1.9晶閘管的波形圖1.10負(fù)載的波形如果在一開(kāi)始觀察不到示波器的波形,可以點(diǎn)擊工具欄上的望遠(yuǎn)鏡,會(huì)自動(dòng)的給定一個(gè)適宜的坐標(biāo),觀察到我們需要的波形.如果我們想改變縱坐標(biāo),可以單擊郵件,選擇彈出快捷菜單中的Axesproperties命令,出現(xiàn)

16、如圖1.11所示示波器的縱坐標(biāo)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框.圖1.11此題如果要設(shè)置電阻電感負(fù)載,只需要在RLC參數(shù)中給電感量一個(gè)數(shù)值就可以了.到這里,我們就把新器件GTO的仿真完成了.根據(jù)同樣的方法,再?gòu)腟imPowerSystems/PowerElectronics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(gè)半控型器件,也就是我們平時(shí)所說(shuō)的普通晶閘管.我們?cè)陔娏﹄娮悠骷锩嫣崛〕鲆粋€(gè)晶閘來(lái),這里注意晶閘管有兩種類型,DetailedThyristor的是詳細(xì)的晶閘管模型,而Thyristor是普通晶閘管,具體選擇看你對(duì)晶閘管參數(shù)的要求多高,詳細(xì)的晶閘管有

17、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,為了得到更好的波形效果,我們把仿真的開(kāi)始時(shí)間設(shè)置為4,結(jié)束時(shí)間設(shè)置為10.同假設(shè)運(yùn)行仿真電路,我們可以得到仿真之后的各種波形.負(fù)載波形晶閘管波形實(shí)驗(yàn)二單相半波可控整流電路仿真過(guò)程：1 .建立仿真模型(1) 首先我們新建一個(gè)仿真模型的文件.方法跟實(shí)驗(yàn)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路的主要元器件有交流電源、晶閘管、RLC負(fù)載等.提取路徑根本上跟我們做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是相同的,只是我們這里用到了交流電源(SimPowerSystems/ElectricalSources/ACVoltageSource

18、).提取出來(lái)的元件的如圖2.1所示wl-fft,z由昨中,/r十u3&.er：-際工曲gig,Uf疆ki總與K1JCBnEFAlU血占題6回4-S-T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(lái)組成仿真電路.將元件調(diào)整的到適宜的位置,有些器件需要屢次用到的,可以點(diǎn)擊該模塊,然后按住鼠標(biāo)右鍵直接拖到想要放置的地方就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)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(shí)驗(yàn)一的方法我們可以雙擊模塊圖標(biāo)彈出的對(duì)話框來(lái)設(shè)置參數(shù),本例中所設(shè)置的參數(shù)如下.(1) 交流電壓源,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

19、“220*sqrt(2).如果在對(duì)話框最后的測(cè)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(cè)量器(Multimeter).這里我們不用設(shè)置這個(gè),由于我們直接用了示波器進(jìn)行觀察波形.(2) 晶閘管的參數(shù)我們采用了默認(rèn)的參數(shù),也可以另外設(shè)置.(3) 負(fù)載RLC,當(dāng)負(fù)載是電阻負(fù)載時(shí),R=1,H=0,C=inf(無(wú)窮大)(4) 負(fù)載RLC為電阻電感負(fù)載時(shí),R=1,H=0.01,C=inf,關(guān)于負(fù)載的參數(shù),這里是沒(méi)有一定的規(guī)定的,可以根據(jù)需要修改.3 .仿真參數(shù)的設(shè)置,本例中我們?cè)O(shè)置仿真的終止時(shí)間為0.1S,算法ode23tb.通過(guò)仿真,我們給出幾個(gè)特殊角度的波形圖.電阻負(fù)載30度電阻負(fù)載

20、60度電阻負(fù)載90度電阻電感30度電阻電感60度電阻電感90度觀察波形,跟我們到這里,我們根本上可以把單相半波可控整流的各個(gè)波形仿真出來(lái)了,在實(shí)驗(yàn)室用示波器看到的還是根本上一致的.實(shí)驗(yàn)三單相橋式半控整流電路電阻負(fù)載：2.添加好模塊后,要對(duì)各元器件進(jìn)行布局.一個(gè)良好的布局面板,更有利于閱讀系統(tǒng)模型及方便調(diào)試.一、仿真步驟1.啟動(dòng)MATLAB,進(jìn)入SIMULINK后新建一個(gè)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(duì)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(shí)驗(yàn)中,我們按下表添加模塊：序號(hào)兀器件名稱提取兀器件位置數(shù)量1交流電源Simpowersystems/Electrical

21、Sourse/ACVoltagesourse12脈沖觸發(fā)器Simulink/Sources/PulseGenerator23晶閘管模型Simpowersystems/PowerElectronics/DetailedThyristor24二極管模型Simpowersystems/PowerElectronics/Diode25電流表模型Simpowersystems/Measurements/CurrentMeasurement16電壓表模型Simpowersystems/Measurements/VoltageMeasurement27信號(hào)分解模型Simulink/SignalRouting

22、/Demus18RLC串聯(lián)電路Simpowersystems/Elements/SeriesRLCBranch19示波器模型Simulink/Sinks/Scope13 .設(shè)置模塊參數(shù).依次雙擊各模塊,在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)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(rèn).2),脈沖觸發(fā)器設(shè)置：振幅(amplitude)設(shè)為5.周期(Period)設(shè)為0.02秒.脈沖寬度(pulsewidth)設(shè)為2.相位延遲角(phasedelay),即觸發(fā)角.它的設(shè)置在調(diào)試時(shí)需要修改,以實(shí)現(xiàn)在不同角度觸發(fā)時(shí),觀測(cè)電路各變量的波形的變化.由于它是以秒為單位,故需把角度換算成秒

23、.其計(jì)算可按以下公式：t=aT/360.例如觸發(fā)角a=45度,周期T=0.02,那么t=0.0025,那么此空中應(yīng)填入0.0025.圖3.3第二個(gè)觸發(fā)器的設(shè)置只需觸發(fā)角比第一個(gè)大180度,即加上0.01,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(gè)控件,彈出參數(shù)設(shè)置窗口,如下所示：圖3.4把坐標(biāo)系數(shù)目設(shè)為7,其它不必修改.Timerange是橫坐標(biāo)設(shè)置.4 .模型仿真.在模型仿真時(shí)要先設(shè)置仿真參數(shù),仿真參數(shù)的設(shè)置與實(shí)驗(yàn)一相同.設(shè)置好后,即可開(kāi)始仿真.點(diǎn)擊開(kāi)始控件.仿真完成后就可以通過(guò)示波器來(lái)觀察仿真的結(jié)果.以下是分別在0度,30度,45度,60度時(shí)的仿真結(jié)

24、果.0度：30度:45度:60度:電阻電感負(fù)載：帶電阻電感性負(fù)載的仿真與帶電阻性負(fù)載的仿真方法根本相同,但須將RLC的串聯(lián)分支設(shè)置為電阻電感負(fù)載.本例中設(shè)置的電阻R=1,L=0.01H,電容為inf.電阻電感負(fù)載分別在0度,30度,45度,60度時(shí)的仿真結(jié)果：0度:30度:觸發(fā)恬號(hào)1觸左后與1觸意信號(hào)2吁nri流過(guò)晶畫管電流200晶可等端電壓500血磷里總負(fù)載電壓nH400TimCofficl2UU100imeoffset45度：60度:實(shí)驗(yàn)四單相橋式全控整流電阻負(fù)載：一、仿真步驟1 .啟動(dòng)MATLAB,進(jìn)入SIMULINK后新建一個(gè)仿真模型的新文件.并布置好各元器件.如下列圖所示：圖4.12

25、 .參數(shù)設(shè)置.各模塊參數(shù)的設(shè)置根本與上一實(shí)驗(yàn)相同,但要注意觸發(fā)脈沖的給定.互為對(duì)角的兩個(gè)示波器的限制角設(shè)置必須相同,否那么就會(huì)燒壞晶閘管.二、模型仿真設(shè)置好后,即可開(kāi)始仿真.點(diǎn)擊開(kāi)始控件.仿真完成后就可以通過(guò)示波器來(lái)觀察仿真的結(jié)果.以下是分別在0度,30度,45度,60度時(shí)的仿真結(jié)果.0度：30度:45度:60度:但須將RLC的串聯(lián)分支設(shè)置inf.電阻電感負(fù)載:帶電阻電感性負(fù)載的仿真與帶電阻性負(fù)載的仿真方法根本相同,為電阻電感負(fù)載.本例中設(shè)置的電阻R=1,L=0.01H,電容為電阻電感負(fù)載分別在0度,30度,45度,60度時(shí)的仿真結(jié)果:0度:30度:45度:實(shí)驗(yàn)五三相半波整流電路電阻負(fù)載:、仿

26、真步驟1 .啟動(dòng)MATLAB,進(jìn)入SIMULINK后新建一個(gè)仿真模型的新文件.并布置好各元器件.如下列圖所示：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50Hzo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-240.負(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻設(shè)為1,電感為0,電容無(wú)窮大info脈沖參數(shù)設(shè)置：觸發(fā)信號(hào)的參數(shù)設(shè)置是本例的難點(diǎn).本例中有三個(gè)觸發(fā)脈沖,由電路原理可知觸發(fā)角依次相差120度.由于電源電壓頻率為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(shí)時(shí)間并不是直接從a換算過(guò)來(lái),由于a角的

27、零位定在自然換相角,所以在計(jì)算相位延時(shí)時(shí)間時(shí)要增加30度相位.因此當(dāng)a=0度時(shí),延時(shí)時(shí)間應(yīng)設(shè)為0.0033.其計(jì)算可按以下公式：t=(a+30)T/360.觸發(fā)角a=0度時(shí),延遲角依次設(shè)置為：0.00167,0.00837,0.01507觸發(fā)角a=30度時(shí),延遲角依次設(shè)置為：0.0033,0.01,0.0167觸發(fā)角a=45度時(shí),延遲角依次設(shè)置為：0.00417,0.01087,0.01757觸發(fā)角a=60度時(shí),延遲角依次設(shè)置為：0.005,0.0117,0.0184晶閘管參數(shù)設(shè)置:二、模型仿真設(shè)置好后,即可開(kāi)始仿真.選擇算法為ode23tb,stoptime設(shè)為0.1.點(diǎn)擊開(kāi)始控件.仿真完成

28、后就可以通過(guò)示波器來(lái)觀察仿真的結(jié)果.以下是分別在0度,30度,45度,60度時(shí)的仿真結(jié)果.0度:30度:-2L045度:60度:目圖Q*超篇通型后窗QQ用A逼加B電阻電感負(fù)載：帶電阻電感性負(fù)載的仿真與帶電阻性負(fù)載的仿真方法根本相同,但須將RLC的串聯(lián)分支設(shè)置為電阻電感負(fù)載.本例中設(shè)置的電阻R=1,L=0.01H,電容為inf.電阻電感負(fù)載分別在0度,30度,45度,60度時(shí)的仿真結(jié)果：0度：30度:45度：60度:實(shí)驗(yàn)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)用于中等容量的整流裝置或要求不可逆的電力拖動(dòng)中,完整的三相橋式半控整流電路由三個(gè)晶閘管和三個(gè)二極管、三相電源.觸發(fā)器等組成.根據(jù)原

29、理圖,我們調(diào)用出三個(gè)電源,三個(gè)晶閘管,三個(gè)二極管,為了實(shí)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(hào)分解器跟信號(hào)合成器Mux跟示波器.各個(gè)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(lái)的元件跟布局如圖7.1所示皿Puls*PulseHThiynilorSThyiistoiilThyristormyQ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所示邈遇廿圖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(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻R=10H=0C=inf電

30、阻電感R=10H=0.01C=inf脈沖參數(shù)設(shè)置：觸發(fā)信號(hào)的參數(shù)設(shè)置是本例的難點(diǎn).本例中有三個(gè)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(shí)時(shí)間并不是直接從a換算過(guò)來(lái),由于a角的零位定在自然換相角,所以在計(jì)算相位延時(shí)時(shí)間時(shí)要增加30度相位.因此當(dāng)a=0度時(shí),延時(shí)時(shí)間應(yīng)設(shè)為0.0033.其計(jì)算可按以下公式：t=(a+30)T/360.觸發(fā)角a=0度時(shí),延遲角依次設(shè)置為：0.00167,0.00837,0.01507觸發(fā)角a=30度時(shí),延遲角依次設(shè)置為：0.0033,0.01,0.0167觸發(fā)角a=45度時(shí),延遲角依次設(shè)置為：0.00417,0.01087,0.

31、01757觸發(fā)角a=60度時(shí),延遲角依次設(shè)置為：0.005,0.0117,0.01843. 晶閘管采用默認(rèn)的參數(shù)設(shè)置4. 仿真參數(shù)設(shè)置：翻開(kāi)設(shè)置窗口,選才iode23tb算法,將相對(duì)誤差設(shè)置Le-3,開(kāi)始時(shí)間為0,停止時(shí)間為0.05.設(shè)置好各個(gè)參數(shù)后,單擊運(yùn)行按鈕,就可以進(jìn)行仿真了.下面我們給出幾個(gè)特殊角的波形.電阻負(fù)載0度觸生s?nn晶到云的#出任5000.02.匚晝邕了分|我望唱|國(guó)電阻負(fù)載30度電阻負(fù)載60度電阻電感負(fù)載60度JScwe乂量圖月月I前唱唱I日回毋u.n(!h4UI9-電阻電感負(fù)載0度uon電阻電感負(fù)載30度本個(gè)仿真要注意對(duì)脈沖觸發(fā)時(shí)間的設(shè)置要準(zhǔn)確,而且對(duì)示波器的坐標(biāo)要調(diào)整

32、好.實(shí)驗(yàn)七三相橋式全控整流電阻負(fù)載:一、仿真步驟1.啟動(dòng)MATLAB,進(jìn)入SIMULINK后新建一個(gè)仿真模型的新文件.并布置好各元器件.如下列圖所示：.一一.一.一一一卜IE兇10R導(dǎo)|扁*口i|隨凈：勒B*b%JU-：Hat葭料土鬣且虔ByniQLbwJflrFj|lv凸,BrftEDIkjFidthjnizgd6-Fulsegenerator“alpha_deg是移相限制角信號(hào)輸入端,單位為度.該輸入端可與“常數(shù)模塊相連,也可與限制系統(tǒng)中的限制器輸出端相連,從而對(duì)觸發(fā)脈沖進(jìn)行移相限制.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)

33、器模塊的使能端,用與觸發(fā)器模塊的開(kāi)通與封鎖操作,當(dāng)施加大于0的信號(hào)時(shí),觸發(fā)脈沖被封鎖.該模塊為一個(gè)六維脈沖向量,它包含6個(gè)觸發(fā)脈沖,移相限制角的起始點(diǎn)為同步電壓的零點(diǎn),pulses為輸出觸發(fā)信號(hào)端.同步6脈沖觸發(fā)器參數(shù)設(shè)置對(duì)話框如果所示,可以設(shè)置同步電壓的頻率跟脈沖寬度,如果勾選了“Doublepulsing觸發(fā)器就能給出間隔60度的雙脈沖.BJflrkParameters:SynchronizedSynchronizediterator(m且wkClink)Useihisblocktofirethe&thyristorsofa6-pulseconverter.Thoutputi5*sector6pulses由一1)synchr