試驗(yàn)報(bào)告-電力電子課程設(shè)計(jì)-

電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告院系：電氣與電子工程學(xué)院班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 成績(jī)： 日期：2017年1月2日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)一晶閘管仿真實(shí)驗(yàn) 3\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)二單相橋式全控整流電路仿真實(shí)驗(yàn) 10\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)三三相橋式全控整流電路仿真實(shí)驗(yàn) 18\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)四Buck-Boost降壓-升壓斬波電路仿真實(shí)驗(yàn) 25\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)五相控式三相交流調(diào)壓電路仿真實(shí)驗(yàn) 31\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)六電壓型單相SPWM半橋逆變器電路仿真實(shí)驗(yàn) 39\o"CurrentDocument"實(shí)驗(yàn)七電壓型三相SPWM逆變器電路仿真實(shí)驗(yàn) 47實(shí)驗(yàn)一晶閘管仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆站чl管仿真模型模塊各參數(shù)的含義。理解晶閘管的特性。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：MATLAB/Simulink/PSB實(shí)驗(yàn)原理晶閘管測(cè)試電路如圖1-1所示。u2為電源電壓，ud為負(fù)載電壓，id為負(fù)載電流，uVT為晶閘管陽極與陰極間電壓。圖1-1晶閘管測(cè)試電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟動(dòng)Matlab，建立如圖1-2所示的晶閘管測(cè)試電路結(jié)構(gòu)模型圖。

圖1-2圖1-2帶電阻性負(fù)載的晶閘管仿真測(cè)試模型雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)，如圖1-3、1-4、1-5所示。ACVoltage fna法）]dealwirrusoia電1A.C1□]1s.essqvice.nFarameters圖1-3交流電壓源模塊參數(shù)orrs1fli：?iJifiThrri5i：OTiwl?]bms[LacO.F?ttostorrs1fli：?iJifiThrri5i：OTiwl?]bms[LacO.F?ttost白口口ListI皿5i：htoCt-sl4i.?tHbeL/LM11!?上"37BkifcafcutietalkEhL-?r?duhfTq!>]n!*.■「IhiTiIh?iiraalkiac-axtipila-i.DBl<iu上KT口i~irbo￡?IcutThj-riKta?m *Luatk■.eiti?e忙crnibl-iTeH.toiil+Eti4dlirturr力ITt5i5<：4Dice〔gn)tn。ln4Dc+-iTi?I.CLl?tnA]IMUTWQf!*SlK'XldI*SfttlO2?？贗II電二^JilitpidjLDta.圖1-4晶閘管模塊參數(shù)JUL-S4ITM?1(-rrt|D*5ili(MJUHIL口glJUL-S4ITM?1(-rrt|D*5ili(MJUHIL口gltiCTCitU*6三7Tim-MsELsreco^chdc']fotqmiTi-s0上由理rDsoLitt.3，L<tPqalCi仃lli>25.1nms[|J:|“pLiHdi.圖1-5脈沖發(fā)生器模塊參數(shù)固定時(shí)間間隔脈沖發(fā)生器的振幅設(shè)置為5V,周期與電源電壓一致，為0.02s（即頻率為50Hz）,脈沖寬度為2（即7.2°），初始相位（即控制角）設(shè)置為0.0025s（即45°）。串聯(lián)RLC分支模塊SeriesRLCBranch與并聯(lián)RLC分支模塊ParallelRLCBranch的參數(shù)設(shè)置方法如表1-1所示。表1-1RLC分支模塊的參數(shù)設(shè)置元件串聯(lián)RLC分支并聯(lián)RLC分支類別電阻數(shù)值電感數(shù)值電容數(shù)值電阻數(shù)值電感數(shù)值電容數(shù)值單個(gè)電阻R0infRinf0單個(gè)電感0LinfinfL0單個(gè)電容00CinfinfC在本系統(tǒng)模型中，雙擊SeriesRLCBranch模塊，設(shè)置參數(shù)如圖1-6所示。圖1-6負(fù)載模塊參數(shù)系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置如圖1-7所示。呼批t：I呼批t：IIh-lk]l?OT+l，EiTOT+口E1bdm七[EHL|=II.MI IisEiE”卜儲(chǔ)皿ClElT||"CdB(>k1:illJltr|'=lad?LLid-LTUCULI.I)■id^i?Jvr3-marrts'ljI4hIliiifiiaiKi>:ii=rc占ImI^Tibi-Rsifrehz-pI-Cowrit!a卜鼾*g|=Ci.CliftC-j-h,—[%,l?Efa.E9Jl*fal*E3ah1lfr+Si：4Tt11HQ：Jl.OS1&111*。：|l1Type:|*4td&134^ri?R二|迪lu”1q&E皆的fetLWJR-NeS ;JKhi daa:3*l*tjh-alaL4rznc，：1|￥~即Hin :|hDlajUwLui■iol,*TthTr：j4：|wLoJiLHa】sees咀說：|halo士讓心!!3DEdDEconml:|UEt：la3n.lzl靠|gztt-Lp圖1-7系統(tǒng)仿真參數(shù)運(yùn)行仿真模型系統(tǒng)即可得到控制角為45°時(shí)，電源電壓、觸發(fā)信號(hào)、流過晶閘管的電流、晶閘管陽極和陰極兩端電壓、負(fù)載電流、負(fù)載電壓的仿真波形，如圖1-8所示。

圖1-8控制角為45°時(shí)的仿真波形（帶電阻性負(fù)載）改變固定時(shí)間間隔脈沖發(fā)生器模塊的初始相位（即控制角）參數(shù)，可以得到不同控制角度下的仿真波形。例如將初始相位設(shè)置為0s，可以得到控制角為0°時(shí)的仿真波形，如圖1-9和1-10所示。F［七>■￡1ui.mDiJlt)_PuLiiMtO=”口Ltilid曲KEt)=d?rdruLi? mlnn>h?ooapol■tleu］I?chnlqo?Tiih丁isX4>?air4ri<4afoimsTiih丁isX4>?air4ri<4afoims由udth白itqH電t>L>a iOJIq覆乳L(zhǎng)s 也Tmpw幽IkdfL24d￡|：?D■?L*眥OI5111力i.■llMTftUKE'lLiQD.!?f4■。加］USlCtE4lilRMt31 仙］1^!:.圖1-9脈沖發(fā)生器模塊參數(shù)圖1-10控制角為0°時(shí)的仿真波形（帶電阻性負(fù)載）改變串聯(lián)RLC分支模塊的參數(shù)即可改變負(fù)載類型。例如，設(shè)置該模塊的參數(shù)R=1Q,L=0.01H,電容為inf，即為阻感性負(fù)載，如圖1-11所示。當(dāng)控制角設(shè)置為45°時(shí)的仿真波形如圖1-12所示。Fararnete^belEiauce(ariiis):圖1-11負(fù)載模塊參數(shù)

圖1-12控制角為45°時(shí)的仿真波形（帶阻感性負(fù)載）同理，在帶阻感性負(fù)載的情況下，改變固定時(shí)間間隔脈沖發(fā)生器模塊的初始相位（即控制角）參數(shù)，可以得到不同控制角度下的仿真波形。例如將初始相位設(shè)置為0.0075s，可以得到控制角為135°時(shí)的仿真波形，如圖1-13所示。圖1-13控制角為135°時(shí)的仿真波形（帶阻感性負(fù)載）實(shí)驗(yàn)二單相橋式全控整流電路仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉蜗鄻蚴饺卣麟娐贩抡婺Ｐ偷慕⒓澳K參數(shù)和仿真參數(shù)的設(shè)置。理解單相橋式全控整流電路的工作原理及仿真波形。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：MATLAB/Simulink/PSB實(shí)驗(yàn)原理單相橋式全控整流電路如圖2-1所示。u2為電源電壓，ud為負(fù)載電壓，id為負(fù)載電流，uVT為晶閘管陽極與陰極間電壓。圖2-1單相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟動(dòng)Matlab，建立如圖2-2所示的單相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)模型圖。圖2-2圖2-2單相橋式全控整流電路模型雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)，如圖2-3、2-4、2-5、2-6所示。ACTo]ioutev5白工口(liACTo]ioutev5白工口(liril)1dtb.]siuusDi'dal Td]tiftSDUtce.|"Fa.tA.Ti6tA：t￡圖2-3交流電壓源模塊參數(shù)ftdtliT(5?cs3：Fuliit1rpw.inpIltuiLt:Pu.htWidthftdtliT(5?cs3：Fuliit1rpw.inpIltuiLt:Pu.htWidth&ofDertoil:QK| ?皿rL|Hrlp&I11pillpUJ241.Lf(I>=『皿二?q1盯1_FuL￡411onI(I.J=AkpLJIldti：S￡4Tit〕=0kIlAFiq]￡6tjpA>lti>t6rtLtiaeltii>ooiipial-LtiDJra.]I:s>chn.lquau-swdTtna-halbsLiitbcewibdjJj?Jfaruxb泣Eli@iiT3hbL■al*j-xolu?t_.u^l]■Sarv3-i-lxx-idlxxa-ran4ndEd:Ede*ua?in*1h.■fax*dxd?pn]u?entwiHXin.dtxct?t?paxI:tan.ofi.■0白?1u-v-LTigai>rikLL■vt?pxalibt.⑴：l^ze53IU.L4.13QI1tine廠]TLtftTOUtTiCtDfMT白FiElC熊M4.5]一]FuIeijeDtT-iinrTint<745td圖2-4脈沖發(fā)生器1模塊參數(shù)脈沖的幅值為2V,周期為0.02s（即50Hz）,脈沖寬度為7.2°,初始相位（即控制角）為60°oQS?urceIBlockT?fcra>rl?-5：FmlKeS—PUJE4CtiJri±Al.i?￥ Oii+nalmjLses:IT(1>=FTrt3?n?Hy5_Fal3?15on式。=Am^-I:iIudaelse“0=0?DLdT>jJ3?lyttdttenliitsthr-cofpni-11tomlteehn:irar-Tifc-tistdisTccrnfttridtflfmusemtTiai.iua-ibLts+cd■匕血11亡外叩[電-g工瑜12N8fWi5l!l■口3丫05.&Wllbl白liLtil丸叩 QtW1UUH1i.iscie'itw-fMnniarcflsl>i3]-nE4TiTlftbJtstwsnlutT.?iniiLit曲,EL■■?iniiLit曲,EL■■FHdihl>c-fp-iT3ad^:JTali<i41dFK*亡目：|口加：SI“l(fā)Q,iBTi-E?t：U4-=IDT￡■EBniI?FTLXL-11圖2-5脈沖發(fā)生器2模塊參數(shù)脈沖發(fā)生器2的幅值也設(shè)置為2V,周期也為0.02s,脈沖寬度也為7.2°,初始相位設(shè)置為240°。脈沖發(fā)生器1和脈沖發(fā)生器2的初始相位相差180°,但兩者的控制角都是60°o圖2-6負(fù)載模塊參數(shù)系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置如圖2-7所示。圖2-7系統(tǒng)仿真參數(shù)運(yùn)行仿真模型系統(tǒng)即可得到控制角為60°時(shí)，電源電壓、觸發(fā)信號(hào)、負(fù)載電流、負(fù)載電

壓、流過晶閘管VT3的電流、晶閘管VT3陽極與陰極間電壓的仿真波形，如圖2-8所示。

圖2-8控制角為60°時(shí)的仿真波形（帶電阻性負(fù)載）改變固定時(shí)間間隔脈沖發(fā)生器模塊的初始相位角，即可得到不同工作情況下的仿真波形。圖2-9控制角為120°時(shí)的仿真波形（帶電阻性負(fù)載）改變串聯(lián)RLC分支模塊的參數(shù)即可改變負(fù)載類型。例如，設(shè)置負(fù)載模塊的參數(shù)R=10Q,L=0.04H,電容為inf,即為阻感性負(fù)載，當(dāng)晶閘管控制角取為90°時(shí)的仿真波形如圖2-10所示。此時(shí)脈沖發(fā)生器1的初始相位設(shè)置為90°（0.005s），將脈沖發(fā)生器2的初始相位設(shè)置為270°（0.015s）。圖2-10控制角為90°時(shí)的仿真波形（帶阻感性負(fù)載）同理，在帶阻感性負(fù)載的情況下，改變固定時(shí)間間隔脈沖發(fā)生器模塊的初始相位角即可得到不同工作情況下的仿真波形。例如將晶閘管控制角取為120°，即將脈沖發(fā)生器1的初始相位設(shè)置為120°（0.02/3s），將脈沖發(fā)生器2的初始相位設(shè)置為300°（0.05/3s），此時(shí)的仿真波形如圖2-11所示。

圖2-11控制角為120°時(shí)的仿真波形（帶阻感性負(fù)載）實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、總結(jié)單相橋式全控整流電路的控制規(guī)律。圖2-1單相橋式全控整流電路在單相橋式全控整流電路中，每一個(gè)導(dǎo)電回路中有2個(gè)晶閘管，即用2個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通以控制導(dǎo)電的回路。VTi和VT^組成一對(duì)橋臂，在u2正半周（即a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位）承受電壓u2，若在觸發(fā)角a處給晶閘管VT^和VT^施加觸發(fā)脈沖使其開通，電流從電源a端經(jīng)―、負(fù)載、VT^流回電源b端，匕=u2。在u2過零時(shí)關(guān)斷。假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，，；的平均值不變。負(fù)載中有電感時(shí)電流不能突變，電感對(duì)負(fù)載電流起平波作用，負(fù)載電感很大時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)且近似為一水平直線，u2過零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管VTx和巴仍流過電流乙，并不關(guān)斷。 2VT2和q組成另一對(duì)橋臂，在u2正半周承受反向電壓，至3,二兀+a時(shí)刻，給R和q施加觸發(fā)脈沖，因?yàn)閂T^和^本已經(jīng)承受正向電壓，故兩管導(dǎo)通，在U2過零時(shí)關(guān)斷。VT和VT導(dǎo)通后，VT和VT上施加反向電壓使其關(guān)斷。流過VT和VT的電流迅速轉(zhuǎn)移到2 3 14 1 4VT2和VT3上，此過程稱為換相，亦稱換流。在下一2九周期重復(fù)相同過程，如此循環(huán)。若4個(gè)晶閘管均不導(dǎo)通，則負(fù)載電流id為零，負(fù)載電壓ud也為零。實(shí)驗(yàn)三三相橋式全控整流電路仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆杖鄻蚴饺卣麟娐贩抡婺Ｐ偷慕⒓澳K參數(shù)和仿真參數(shù)的設(shè)置。理解三相橋式全控整流電路的工作原理及仿真波形。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：MATLAB/Simulink/PSB實(shí)驗(yàn)原理三相橋式全控整流電路如圖3-1所示。u2為電源電壓，ud為負(fù)載電壓，id為負(fù)載電流，uVT為晶閘管陽極與陰極間電壓。vq v幾 vi2圖3-1三相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟動(dòng)Matlab，建立如圖3-2所示的三相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)模型圖。

D4口昌口德電喧|勺之|卜■”5|jeD4口昌口德電喧|勺之|卜■”5|je―H國(guó)因田漂儲(chǔ)用團(tuán)舊介案圖3-2三相橋式全控整流電路模型I-Parameters雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)，如圖3-3、3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9所示。I-Parameters圖3-3交流電壓源Va模塊參數(shù)-ACVoltageSource(mask)(link)-]dsal2irius^id.a.1A.CTo]13.cesauice.nFarametersQKCULC41%lp1既pW1圖3-5交流電壓源Vc模塊參數(shù)[fl-LJind.3vl'lua-lljztt^cIltotu.zedtte60二仃nutat1口口yoI(seesPulsesareEtneratedalohaaeereesiftetth4LnarcsELiL!!工電工口一口ros土in：二ofiliaacfimiil：ktianiraltdR電土.Pb.rana1bvc圖3-6同步脈沖發(fā)生器模塊參數(shù)Outpulthecun3ia.ntzpecifL±d.hrthe'Constantua]ue!p-am電tRt.[fJConstant*va.Lu4Jizavftcior白口4f[nteiDrei<ecii：ifMianetersasI-!''iscux1realtheconstant"uaLajeasaj-Deit'iy.Dihet'wisejoulpat理nutvAththacuriaAtmanEtaiiEsithc>conEtmtviLue.IImin0JCanceL圖3-7觸發(fā)脈沖控制角常數(shù)設(shè)置OTitpaltheCQiiEtanlspecifiedbythaJConstantuajuepaianeter.If3Constantvalue3l3atectoiand."v-aciorpsnnflterias1一]「i=口與tieatthmconstantiralueasa1-Darray.Othennse..outnutanatrizwiththesanedini€xisioilsasth咤匚。xizstaiLtvaluu.MainCansti.ntuaIua-ERTnteruTetTgctoipaiametersast_IiSampl&tiM電：mr圖3-8觸發(fā)脈沖封鎖常數(shù)設(shè)置pSeriesJLLCDyanch(nask)(liidf)[hdIenentsaseriesRICbranch.也rittbl=ResistanceIClhns;):ImInductance(M:Celiacltance(F):irifMeasu.rem^n.imfforie圖3-9負(fù)載模塊參數(shù)系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置如圖3-10所示。

圖3-10系統(tǒng)仿真參數(shù)運(yùn)行仿真模型系統(tǒng)即可得到控制角為30°時(shí)，電源電壓、觸發(fā)信號(hào)、負(fù)載電流、負(fù)載電壓的仿真波形，如圖3-11所示。圖3-11控制角為30°時(shí)的仿真波形（帶電阻性負(fù)載）改變同步脈沖發(fā)生器模塊的控制角，即可得到不同工作情況下的仿真波形。例如將晶閘管控制角取為60°，即將觸發(fā)脈沖控制角常數(shù)設(shè)置為60，此時(shí)的仿真波形如圖3-12所示。

圖3-12控制角為60°時(shí)的仿真波形（帶電阻性負(fù)載）改變串聯(lián)RLC分支模塊的參數(shù)即可改變負(fù)載類型。例如，設(shè)置負(fù)載模塊的參數(shù)R=10Q,L=0.04H,電容為inf，即為阻感性負(fù)載，當(dāng)晶閘管控制角取為45°（將觸發(fā)脈沖控制角常數(shù)設(shè)置為45）時(shí)的仿真波形如圖3-13所示。圖3-13控制角為45°時(shí)的仿真波形（帶阻感性負(fù)載）同理，在帶阻感性負(fù)載的情況下，改變固定時(shí)間間隔脈沖發(fā)生器模塊的初始相位角即可得到不同工作情況下的仿真波形。例如將晶閘管控制角取為0°,即將觸發(fā)脈沖控制角常數(shù)設(shè)置為0，此時(shí)的仿真波形如圖3-14所示。圖3-14控制角為0°時(shí)的仿真波形（帶阻感性負(fù)載）實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、總結(jié)三相橋式全控整流電路的控制規(guī)律。1）每個(gè)時(shí)刻均需兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回路，其中一個(gè)晶閘管是共陰極組（將陰極連接在一起的三個(gè)晶閘管q、q、V｛稱為共陰極組）的，一個(gè)是共陽極組的（陽極連接在一起的三個(gè)晶閘管vt2、v，、vtj，且不能為同一相的晶閘管。（標(biāo)號(hào)同圖3-1）。2）對(duì)觸發(fā)脈沖的要求是六個(gè)晶閘管的脈沖按VT-VT2-VT-VT4-VT-VT6的順序，相位依次差60°，共陰極組和共陽極組的脈沖依次差120°，同一相的上下兩個(gè)橋臂，脈沖相差180°。3）在整流電路合閘啟動(dòng)過程中或電流斷續(xù)時(shí)，為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管均有脈沖。為此，可采用兩種方法：一種是使脈沖寬度大于60°（一般取80°?100°），稱為寬脈沖觸發(fā)；另一種方法是，在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，給前一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖，即用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60°，脈寬一般為20°?30°，稱為雙脈沖觸發(fā)。4）整流輸出的電壓即負(fù)載兩端的電壓應(yīng)該是兩相電壓相減后的波形，波頭uab、uc.ubc、uba、uca、ucb均為線電壓的一部分，整流輸出的電壓是上述線電壓的包絡(luò)線：相電壓的交點(diǎn)與線電壓的交點(diǎn)在同一角度位置上，故線電壓的交點(diǎn)也為自然換相點(diǎn)。同時(shí)可看出，三相橋式全控整流電壓在一個(gè)周期內(nèi)脈動(dòng)6次，脈動(dòng)頻率為650=300Hz，比三相半波時(shí)大一倍。5）三相橋式整流電路在任何瞬間僅有2個(gè)橋臂導(dǎo)通，其余4個(gè)橋臂的元件均承受著變化的反向電壓，晶閘管承受的反向最大電壓即為線電壓的峰值。實(shí)驗(yàn)四Buck-Boost降壓-升壓斬波電路仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誃uck-Boost降壓-升壓斬波電路仿真模型的建立及模塊參數(shù)和仿真參數(shù)的設(shè)置。理解Buck-Boost降壓-升壓斬波電路的工作原理及仿真波形。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：MATLAB/Simulink/PSB實(shí)驗(yàn)原理Buck-Boost降壓-升壓斬波電路如圖4-1所示。ug為IGBT門極觸發(fā)信號(hào)，iT為流過IGBT集電極的電流，iL集電極的電流，iL為流過儲(chǔ)能電感的電流電流，id為負(fù)載電流，ud為負(fù)載電壓。iD為流過二極管的電流，iC為流過儲(chǔ)能電容的圖4-1Buck-Boost圖4-1Buck-Boost降壓-升壓斬波電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟動(dòng)Matlab，建立如圖4-2所示的Buck-Boost降壓-升壓斬波電路結(jié)構(gòu)模型圖。圖4-2Buck-Boost圖4-2Buck-Boost降壓-升壓斬波電路模型雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)，如圖4-3、4-4、4-5、4-6、4-7所示。HCTaltaeeSource(na.sk)(liid:)[dealICToltaEesource.圖4-3直流電壓源模塊參數(shù)圖4-4脈沖發(fā)生器模塊參數(shù)-SeriesM.CDyanch(nask)(liidf)[nplenerLtsaseriesRLCbrwiuzh.I—Pavdriat&T￡R”1Mme日(Otms):圖4-5電感模塊參數(shù)i-Seri”liaiLCti(nasi)(1IasiIni]anamtca.cariasRLCbidMlxi-FdranaIni]anamtca.cariasRLCbidMlxi-Fdrana1bvcKuawtem電ntsHoneFararnet?rs三］QEQaricelHelp切11s |圖4-6電容模塊參數(shù)QKCancel匕Ip 1MpL廣 1圖4-7負(fù)載模塊參數(shù)系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置如圖4-8所示。圖4-8系統(tǒng)仿真參數(shù)運(yùn)行仿真模型系統(tǒng)即可得到IGBT門極觸發(fā)信號(hào)、流過IGBT集電極的電流、流過儲(chǔ)能電感的電流、流過二極管的電流、流過儲(chǔ)能電容的電流、負(fù)載電流、負(fù)載電壓的仿真波形，如圖4-9所示。

圖4-9Buck-Boost降壓-升壓斬波電路仿真波形改變IGBT觸發(fā)脈沖發(fā)生器模塊的周期或脈沖寬度，改變儲(chǔ)能電感或電容的大小，改變負(fù)載模塊的參數(shù)（或改變負(fù)載類型），即可得到不同工作情況下的仿真波形。例如將IGBT觸發(fā)脈沖的周期仍然設(shè)置為0.001s，但觸發(fā)脈沖寬度設(shè)置為20%，此時(shí)的仿真波形如圖4-10所示。圖4-10觸發(fā)脈沖寬度為20%時(shí)的仿真波形實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、總結(jié)Buck-Boost降壓-升壓斬波電路的工作原理。RR當(dāng)可控開關(guān)u處于通態(tài)時(shí)，電源E經(jīng)可控開關(guān)向電感L供電使其儲(chǔ)存能量。同時(shí)電容C維g持輸出電壓基本恒定并向負(fù)載R供電。此后，使u關(guān)斷，電感L中儲(chǔ)存的能量向負(fù)載釋放?？梢姡?fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反。根據(jù)穩(wěn)態(tài)時(shí)一個(gè)周期T內(nèi)電感L的a能量變化為0，可得出Eton=U/俎，可解出Uo=匚aE。改變占空比a，輸出電壓既可以比電源電壓高，也可■以比電源電壓低。當(dāng)0<a<1/2時(shí)為降壓，當(dāng)1/2<a<1時(shí)為升壓。實(shí)驗(yàn)五相控式三相交流調(diào)壓電路仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆障嗫厥饺嘟涣髡{(diào)壓電路仿真模型的建立及模塊參數(shù)和仿真參數(shù)的設(shè)置。理解相控式三相交流調(diào)壓電路的工作原理及仿真波形。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：MATLAB/Simulink/PSB實(shí)驗(yàn)原理相控式三相交流調(diào)壓電路如圖5-1所示。圖5-1相控式三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟動(dòng)Matlab，建立如圖5-2所示的相控式三相交流調(diào)壓電路結(jié)構(gòu)模型圖。

(a)三相反并聯(lián)晶閘管子系統(tǒng)(b)三相交流調(diào)壓電路模型圖5-2相控式三相交流調(diào)壓電路模型雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)，如圖5-3、5-4、5-5、5-6、5-7、5-8、5-9、5-10所示。圖5-3交流電壓源ua的模塊參數(shù)ACVollaceSource(mask)(link)IlealsiiiusDidalAC1/011aeeEource.FaramelersACVollaceSource(mask)(link)IlealsiiiusDidalAC1/011aeeEource.FaramelersOKCaracel:…蚪.一口Apply圖5-4交流電壓源ub的模塊參數(shù)圖5-5交流電壓源uc的模塊參數(shù)CorLEtan-l：CorLEtan-l：OutputtheconstantEpecifiedbythe'Cemstantvalue'"paiarTiei：er.IfJCorntantvalue,'isavectorand''In+eipretvectorparame+ereas1一工「'ison.trea-!：theccms+arLtvalueasa1_Harray.01herm衿outputama+rizwiththeEamediniHrLEiorLSasthecorLEtantvalue.M：iinISignaldatatypqsConstantvalue：匠Interpretvectorparametersas1-HSample+ime：|inf-xJ圖5-6控制角a常數(shù)模塊參數(shù)xJ0SdurceBlockFaraaeters：c—Constant-OutDuttheconstantSDecifiedb?thefConstantvalue^pasamater.If1Constantvalue'isavector：=md''Infaifpr&tvectorparametersasl-Tfisoibtreattheton匚tintvalu白白二口1一口arraF.Ci+h.4T^7ist：.ioutputgrnatriiwiththesarnedimensioilsastheconstantvalue.Sampletine：|inf圖5-7觸發(fā)脈沖封鎖常數(shù)模塊參數(shù)圖5-8三相V-I測(cè)量模塊參數(shù)圖5-9三相負(fù)載模塊參數(shù)FmictionBlc<ckFarueters：SyiLchronizel6-P-ulEeG?ner^torSrnchiCinized6-pulseEeneiator(mask)(1ink〕Usth.iaHocktofirethe6thjriatcrsofa.6-puLsecdilvertr.Theoutputisavectorof6pulses(0~l)individullItEyrLChrordzedonthe6comnuia.iiontoItaces.Pul3esa.xeceri.eratedilphadeE-reesaftertheincreasirLE2ero-crossinjeofthecorTinutatiorLtoItages.IPaiametersfreQuencyofsynclucinisationvolfaces(Hz.)poPulsewidthtdesrees5Doati1epulEinc圖5-10同步6脈沖發(fā)生器模塊參數(shù)系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置如圖5-11所示。圖5-11系統(tǒng)仿真參數(shù)運(yùn)行仿真模型系統(tǒng)即可得到三相電源電壓、三相電源電流、負(fù)載電壓uab、負(fù)載電壓ubc、負(fù)載電壓uca的仿真波形，如圖5-12所示。[4*曄 白圖5-12相控式三相交流調(diào)壓電路仿真波形（控制角為30°,阻感性負(fù)載）改變晶閘管的控制角，改變負(fù)載模塊的參數(shù)（或改變負(fù)載類型），即可得到不同工作情況下的仿真波形。例如將晶閘管控制角設(shè)置為30°，設(shè)置負(fù)載模塊的R=1Q，L=0H，C=inf，此時(shí)的仿真波形如圖5-13所示。圖5-13相控式三相交流調(diào)壓電路仿真波形（控制角為30°，電阻性負(fù)載）

實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、總結(jié)相控式三相交流調(diào)壓電路的工作原理。1）當(dāng)為電阻負(fù)載時(shí)，任一相在導(dǎo)通時(shí)必須和另一相構(gòu)成回路，同三相橋式全控整流電路，電流流通路徑中有兩個(gè)晶閘管，所以應(yīng)采用雙脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)。三相的觸發(fā)脈沖應(yīng)依次相差120°，同一相的兩個(gè)反并聯(lián)晶閘管觸發(fā)脈沖應(yīng)相差180°。因此同三相橋式全控整流電路，觸發(fā)脈沖順序也是V4—%，依次相差60°。把相電壓過零點(diǎn)定為觸發(fā)延遲角a的起點(diǎn)，三相三線電路中，兩相間導(dǎo)通是靠線電壓導(dǎo)通的，而線電壓超前相電壓30°，因此a角的移相范圍是0°?150°。在任一時(shí)刻，電路可以根據(jù)晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)分為三種情況：一種是三相中各有一個(gè)晶閘管導(dǎo)通，這時(shí)負(fù)載相電壓就是電源相電壓；另一種是兩相中各有一個(gè)晶閘管導(dǎo)通，另一相不導(dǎo)通，這時(shí)導(dǎo)通相的負(fù)載相電壓是電源線電壓的一半；第三種是三相晶閘管均不導(dǎo)通，這時(shí)負(fù)載電壓為零。電流波形中不含3的整數(shù)倍次諧波，因?yàn)樵谌鄬?duì)稱時(shí)，它們不能流過三相三線電路。2）當(dāng)為阻感負(fù)載、a=①時(shí)，負(fù)載電流最大且為正弦波，相當(dāng)于晶閘管全部被短接時(shí)的情況。一般來說，電感大時(shí)，諧波電流的含量要小一些。實(shí)驗(yàn)六電壓型單相SPWM半橋逆變器電

路仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针妷盒蛦蜗郤PWM半橋逆變器仿真模型的建立及模塊參數(shù)和仿真參數(shù)的設(shè)置。理解電壓型單相SPWM半橋逆變器的工作原理及仿真波形。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：MATLAB/Simulink/PSB實(shí)驗(yàn)原理電壓型單相SPWM半橋逆變器如圖6-1所示。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟動(dòng)Matlab，建立如圖6-2所示的電壓型單相SPWM半橋逆變器結(jié)構(gòu)模型圖。-Inix|-Inix|Flit!EditVih-a圖6-2電壓型單相SPWM半橋逆變器模型雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)，如圖圖6-2電壓型單相SPWM半橋逆變器模型雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)，如圖6-3、6-4、6-5、6-6、6-7所示。ElccliPox-aac-tcx-3：El/2—1DCVollagsSource(mask)(link)lealDCvoltaeesDuice.口|以O(shè)昌|名電亳?■k IIarmalPulsesSignalts)<PulsesSignalts)<QKApply圖6-3直流電壓源Ed/1-1模塊參數(shù)圖6-4直流電壓源Ed/1-2模塊參數(shù)圖6-5通用橋模塊參數(shù)圖6-6PWM發(fā)生器模塊參數(shù)-SeriesMj~Disjichtiaslr)111mJ1口blPtuuiE?二圖6-7負(fù)載模塊參數(shù)系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置如圖6-8所示。圖6-8圖6-8系統(tǒng)仿真參數(shù)/示。/示。運(yùn)行仿真模型系統(tǒng)即可得到輸出端負(fù)載電流和輸出端負(fù)載電壓的仿真波形，如圖6-9所圖6-9電壓型單相SPWM半橋逆變器仿真波形（輸出頻率為50Hz）在PWM發(fā)生器模塊中，將半橋逆變器輸出電壓頻率設(shè)置為200Hz,此時(shí)的仿真波形如圖6-10所示。圖6-10電壓型單相SPWM半橋逆變器仿真波形（輸出頻率為200Hz）改變PWM發(fā)生器模塊的輸出電壓頻率參數(shù)，或改變負(fù)載模塊的參數(shù)，即可得到不同工作情況下的仿真波形。例如將半橋逆變器輸出電壓頻率設(shè)置為25Hz，此時(shí)的仿真波形如圖6-11所示。

國(guó)國(guó)1聞：0圖6-11電壓型單相SPWM半橋逆變器仿真波形（輸出頻率為25Hz）實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、總結(jié)電壓型單相SPWM半橋逆變器的工作原理。如上圖。采用雙極性方式時(shí)，在ur的半個(gè)周期內(nèi)，三角波載波是有正有負(fù)，所得的PWM波也是有正有負(fù)。仍然在調(diào)制信號(hào)（和載波信號(hào)U的交點(diǎn)時(shí)刻控制各開關(guān)器件的通斷。在ur的正負(fù)半周，對(duì)各開關(guān)器件的控制規(guī)律相同。即當(dāng)ur>,時(shí)，給^以導(dǎo)通信號(hào)，給，以關(guān)斷信號(hào)，這時(shí)如io>0，則（通，如io<0，則D1通，不管哪種情況都是輸出電壓u。=Ud。當(dāng)ur<,時(shí)，給工以導(dǎo)通信號(hào)，給十以關(guān)斷信號(hào)，這時(shí)如io<0，則\通，如io>0，則D2通。。不管哪種情況都是uo=U。 ° °實(shí)驗(yàn)七電壓型三相SPWM逆變器電路仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针妷盒腿郤PWM逆變器電路仿真模型的建立及模塊參數(shù)和仿真參數(shù)的設(shè)置。理解電壓型三相SPWM逆變器電路的工作原理及仿真波形。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：MATLAB/Simulink/PSB實(shí)驗(yàn)原理電壓型三相SPWM逆變器電路如圖7-1所示。圖7-1電壓型三相SPWM逆變器電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟動(dòng)Matlab，建立如圖7-2所示的電壓型三相SPWM逆變器電路結(jié)構(gòu)模型圖。

圖7-2電壓型三相SPWM逆變器電路模型雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)，如圖7-3、7-4、7-5、7-6、7-7、7-8所示。圖7-3直流電壓源模塊參數(shù)