第8章電力電子電路的計(jì)算機(jī)仿真

第8章電力電子電路的計(jì)算機(jī)仿真電力電子技術(shù)第8章電力電子電路的計(jì)算機(jī)仿真8.1建模與仿真8.2

常用仿真軟件及其特點(diǎn)8.3

典型電力電子器件的仿真模型及仿真實(shí)例8.1建模與仿真計(jì)算機(jī)仿真過程1.建模根據(jù)研究對象的基本物理規(guī)律，對物理系統(tǒng)寫出描述其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)方程，即數(shù)學(xué)模型的過程。2.實(shí)驗(yàn)仿真的過程是利用模型對系統(tǒng)方程進(jìn)行求解，即實(shí)驗(yàn)的過程。對于數(shù)學(xué)仿真而言，其過程就是利用適當(dāng)?shù)某绦蛘Z言將所研究的物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型編制成程序，并向其輸入不同的條件進(jìn)行計(jì)算的過程。8.2常用仿真軟件及其特點(diǎn)8.2.1常用工具電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

硬件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)—計(jì)算機(jī)仿真作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的一個(gè)組成部分

屬于軟件設(shè)計(jì)的范疇8.3典型電力電子器件的仿真模型及仿真實(shí)例8.3.1MATLABSimulink/PowerSystem工具箱簡介Simulink工具箱的功能是在MATLAB環(huán)境下，把一系列模塊連接起來，構(gòu)成負(fù)載的系統(tǒng)模型，它是MathWorks公司與1990年推出的產(chǎn)品；電力系統(tǒng)仿真工具箱(PowerSystemBlockset)是在Simulink環(huán)境下使用的仿真工具箱，其功能非常強(qiáng)大，可用于電路、電力電子系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域的仿真，它提供了一種類似電路搭建的方法用于系統(tǒng)的建模。8.3典型電力電子器件的仿真模型及仿真實(shí)例8.3.1.1Simulink工具箱簡介3．晶閘管在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)晶閘管的仿真模型由一個(gè)電阻Ron、一個(gè)電感Lon、一個(gè)直流電壓源Uf和一個(gè)開關(guān)串聯(lián)組成。開關(guān)受邏輯信號控制，該邏輯信號由電壓Vak、電流Iak和門極觸發(fā)信號g決定。晶閘管仿真模型原理晶閘管模塊的圖標(biāo)帶緩沖電路的圖標(biāo)不帶緩沖電路的圖標(biāo)晶閘管元件參數(shù)設(shè)置ResistanceRon：晶閘管元件內(nèi)電阻RonInductanceLon：晶閘管元件內(nèi)電感LonForwardvoltageVf（V）：晶閘管元件的正向管壓降VfInitialcurrentIc（A）：初始電流IcSnubberresistanceRs（ohms）：緩沖電阻RsSnubbercapacitanceCs（F）：緩沖電容Cs晶閘管仿真舉例-單相半波整流器模型Pulse的參數(shù)設(shè)置對話框仿真參數(shù)：選擇ode23tb算法，將相對誤差設(shè)置為1e-3開始仿真時(shí)間設(shè)置為0，停止仿真時(shí)間設(shè)置為0.1晶閘管模塊設(shè)置：Ron=0.001Ω；Lon=0H；Vf=0.8V；Rs=20Ω；Cs=4e—6F；串聯(lián)RLC元件模塊和接地模塊到Thyristor模型R=1Ω；L=0.01H2晶閘管三相橋式整流器及其仿真晶閘管三相橋式整流器構(gòu)成晶閘管三相橋式整流器的仿真模型（1）整流橋模型通用橋臂模塊（UniversalBridge）A、B、C端子：分別為三相交流電源的相電壓輸入端子；Pulses端子：為觸發(fā)脈沖輸入端子，如果選擇為電力二極管，無此端子；＋、－端子：分別為整流器的輸出和輸入端子，在建模時(shí)需要構(gòu)成回路。通用橋臂模塊參數(shù)設(shè)置Numberofbridgearms：橋臂數(shù)量，可以選擇1、2、3相橋臂，構(gòu)成不同形式的整流器。Portconfiguration：端口形式設(shè)。SnubberresistanceRs(ohms):緩沖電阻Rs。SnubbercapacitanceCs(F):緩沖電容Cs。ResistanceRon（ohms）：晶閘管的內(nèi)電阻Ron，單位為Ω。InductanceLon（H）：晶閘管的內(nèi)電感Lon，單位為H，電感不能設(shè)置為0。ForwardvoltageVf（v）:晶閘管元件的正向管壓降Vf，單位為V。Measurements：測量可以選擇5中形式，即無（None）裝置電壓（Devicevoltages）裝置電流（Devicecurrents）三相線電壓與輸出平均電壓（UABUBCUCAUDC）或所有電壓電流（Allvoltagesandcurrents）選擇之后需要通過萬用表模塊（Multimeter）顯示。（2）同步脈沖觸發(fā)器同步脈沖觸發(fā)器用于觸發(fā)三相全控整流橋的6個(gè)晶閘管，同步6脈沖觸發(fā)器可以給出雙脈沖,雙脈沖間隔為60°,觸發(fā)器輸出的1～6號脈沖依次送給三相全控整流橋?qū)?yīng)編號的6個(gè)晶閘管.同步脈沖觸發(fā)器包括同步電源和六脈沖觸發(fā)器兩個(gè)部分alpha_deg：此端子為脈沖觸發(fā)角控制信號輸入；AB,BC,CA：三相電源的三相線電壓輸入即Vab,Vbc,andVca；Block：觸發(fā)器控制端，輸入為“0”時(shí)開放觸發(fā)器，輸入大于零時(shí)封鎖觸發(fā)器；Pulses：6脈沖輸出信號。alpha_deg為30度時(shí)雙6脈沖同步觸發(fā)器的輸入輸出信號6脈沖同步觸發(fā)器參數(shù)設(shè)置Frequencyofsynchronizationvoltages(Hz)：同步電壓頻率（赫茲）；Pulsewidth(degre