交流調(diào)壓和直流變換仿真

交流調(diào)壓和直流變換仿真5.1交流調(diào)壓仿真5.2直流變換器仿真5.3輸入與輸出隔離的直流變換器仿真精選ppt5.1交流調(diào)壓仿真

5.1.1單相交流調(diào)壓仿真

單相交流調(diào)壓電路是交流調(diào)壓中最基本的電路，它由兩只反并聯(lián)的晶閘管組成，如圖4.1(a)所示。圖中兩只普通晶閘管VT1和VT2分別作正負(fù)半周的開關(guān)，當(dāng)一個(gè)晶閘管導(dǎo)通時(shí)，它的管壓降成為另一個(gè)晶閘管的反壓使之阻斷，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自然換流。

單相交流調(diào)壓仿真模型如圖5-1所示。精選ppt仿真結(jié)果如圖5-2所示。精選ppt精選ppt精選ppt參數(shù)保持不變，只不過把脈沖寬度改為10，仿真結(jié)果如圖5-6所示。精選ppt5.1.2三相交流調(diào)壓仿真

三相晶閘管交流調(diào)壓器主電路有帶中線星形、無中線星形、三相二線可控、三相半控等諸種聯(lián)結(jié)，它們各有特點(diǎn)，分別適應(yīng)不同的場合。

下面僅對諧波較小用得最多的三相全波Y形連接的調(diào)壓電路進(jìn)行仿真。仿真模型如圖5-7所示。精選ppt精選ppt按照第一章改造模塊的方法，打開同步6脈沖觸發(fā)模塊，如圖5-8所示。在同步6脈沖觸發(fā)模塊輸出脈沖pulses的前端加個(gè)TransportDelay模塊（路徑為：Simulink/ContinuousTransportDelay/），如圖5-9所示。精選pptTransportDelay模塊參數(shù)設(shè)定如圖5-10所示。同步6脈沖觸發(fā)裝置的參數(shù)設(shè)定如圖5-11所示，采用雙脈沖觸發(fā)方式。之所以把Timedelay參數(shù)設(shè)定為0.01833，是0.02s為一個(gè)周期360°，而330°的時(shí)間為0.01833s，也即延遲330°。精選ppt2.系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置

仿真選擇算法為ode23tb，仿真開始時(shí)間為0，結(jié)束時(shí)間為5.0s。為了使仿真順利進(jìn)行，把最大步長Maxsetpsize設(shè)定為1e-4。仿真結(jié)果如圖5-12所示。精選ppt5.2直流變換器仿真

直流變換器是在直流電源與負(fù)載之間接一由電力半導(dǎo)體器件構(gòu)成的直流開關(guān)，用它控制主電路的接通與斷開，以將恒定的直流“斬”成斷續(xù)(離散)的方波，然后經(jīng)濾波變?yōu)殡妷嚎烧{(diào)的直流電供給負(fù)載。它是一種直流電壓幅值的變換裝置，亦稱斬波器。斬波器有降壓式、升壓式、升/降壓式等幾種形式。

5.2.1降壓式(buck)斬波器仿真

降壓式(buck)斬波器仿真模型如圖所示。精選ppt脈沖寬度分別為50、20、80仿真結(jié)果如圖5-14（a）、（b）、（c）所示。精選ppt5.2.2升壓式(boost)斬波器仿真

升壓式斬波器的仿真模型如圖5-17所示。精選ppt仿真算法采用ode23tb，仿真時(shí)間為10s。仿真結(jié)果如圖5-18所示。從仿真結(jié)果可以看出，穩(wěn)態(tài)后，負(fù)載兩端電壓接近200V，而電源電壓為100V，負(fù)載兩端電壓升高。精選ppt5.2.3升/降壓斬波器仿真

升/降壓斬波器仿真模型如圖5-19所示。精選ppt仿真算法采用ode23tb，仿真時(shí)間為10s。脈沖寬度為20、50、60時(shí)仿真結(jié)果如圖5-20（a）、（b）、（c）所示。精選ppt5.3輸入與輸出隔離的直流變換器仿真

下面就介紹幾種直流變換器仿真。

5.3.1單端反激式電路仿真精選ppt精選ppt精選ppt下面進(jìn)行單端反激式電路仿真。

單端反激式電路仿真模型如圖5-24所示。1.主電路建模和參數(shù)設(shè)置主電路主要有直流電源，一個(gè)IGBT管、二極管、電容和變壓器以及負(fù)載組成，直流電參數(shù)設(shè)置為100V。負(fù)載為純電阻10?，電容參數(shù)為1e-6，二極管和IGBT管參數(shù)為默認(rèn)值。精選ppt變壓器模塊（LinerTransformer）參數(shù)設(shè)置如圖5-25所示。變壓器一次側(cè)參數(shù)的電壓和二次側(cè)的電壓關(guān)系就是變壓器一次側(cè)匝數(shù)和二次側(cè)匝數(shù)的關(guān)系，在一次側(cè)和二次側(cè)電壓確定的基礎(chǔ)上，變壓器功率大小決定了變壓器一、二次側(cè)電流的大小。因?yàn)橹绷麟娫吹碾妷簽?00V，所以把一次側(cè)電壓設(shè)定為100，而把二次側(cè)電壓設(shè)為50V，是為了表明此變壓器匝數(shù)之比為2:1。注意變壓器的頻率設(shè)定與觸發(fā)脈沖的周期設(shè)定要一致。由于單端反激式電路涉及到變壓器同名端，在搭建仿真模型時(shí)，必須按圖5-24正確連接。2.控制電路的仿真模型控制電路的仿真模型主要有一個(gè)脈沖觸發(fā)器通向IGBT，參數(shù)設(shè)置為：峰值為1，周期為0.02s，相位延遲時(shí)間為0。3.測量模塊的選擇從仿真模型可以看出，本次仿真主要測量負(fù)載兩端電壓和負(fù)載電流。精選ppt仿真算法采用ode23tb，仿真時(shí)間為10s，脈沖寬度為50、20、80時(shí)仿真結(jié)果如圖5-26（a）、（b）、（c）所示。精選ppt5.3.2單端正激式變換電路仿真

單端正激式變換電路原理圖如圖5-29所示，與反激式的區(qū)別在于變壓器的同名端極性，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，二次側(cè)感應(yīng)電壓，二極管導(dǎo)通，做變壓器運(yùn)行，向負(fù)載立即傳遞電腦，開關(guān)管斷開時(shí)，由于開關(guān)管導(dǎo)通和工作相位相同，故稱為正激式。其輸出的平均電壓為精選ppt單端正激式變換電路仿真模型如圖5-30所示。1.主電路建模和參數(shù)設(shè)置主電路主要有直流電源，一個(gè)IGBT管、二極管、電容和變壓器以及負(fù)載組成，直流電參數(shù)設(shè)置為100V。負(fù)載為純電阻100?，電容參數(shù)為1e-7，電感參數(shù)為0.01H，二極管和IGBT管參數(shù)為默認(rèn)值。變壓器模塊（LinerTransformer）參數(shù)設(shè)置和圖5-25相同。2.控制電路的仿真模型控制電路的仿真模型主要有一個(gè)脈沖觸發(fā)器通向IGBT，參數(shù)設(shè)置為：峰值為1，周期為0.02s，相位延遲時(shí)間為0。3.測量模塊的選擇從仿真模型可以看出，本次仿真主要測量負(fù)載兩端電壓及其平均值。精選ppt仿真算法采用ode23tb，仿真時(shí)間為10s，脈沖寬度分別為50、20和80時(shí)仿真結(jié)果如圖5-31（a）、（b）、（c）所示。通過仿真可以看出，當(dāng)改變脈沖寬度，也即改變占空比時(shí)，負(fù)載的平均電壓發(fā)生變化，但都低于直流電壓100V，說明單端正激式變換電路為降壓式直流變換器。精選ppt5.3.3推挽式直流變換電路仿真精選ppt推挽式直流變換電路仿真模型如圖5-35所示。1.主電路建模和參數(shù)設(shè)置主電路主要有直流電源，兩個(gè)個(gè)IGBT管、二極管、電容和兩個(gè)變壓器以及負(fù)載組成，直流電參數(shù)設(shè)置為100V。負(fù)載為純電阻10?，電容參數(shù)為1e-5，電感參數(shù)為0.01H，二極管和IGBT管參數(shù)為默認(rèn)值。注意下臂橋的IGBT管連接方式。精選ppt變壓器T1、T2模塊（LinerTransformer）參數(shù)設(shè)置如圖所示。可以看出一次側(cè)和二次側(cè)匝數(shù)之比為2：1。精選ppt仿真算法采用ode23tb，仿真時(shí)間為10s，仿真結(jié)果如圖5-36所示。從仿真結(jié)果可以看出，電壓為±50V，和理論分析一致。精選ppt5.3.4半橋式直流變換電路的仿真精選ppt半橋式直流變換電路的仿真模型如圖5-38所示。1.主電路建模和參數(shù)設(shè)置主電路主要有直流電源，GBT管、二極管、電容和變壓器以及負(fù)載組成，直流電參數(shù)設(shè)置為100V。負(fù)載為純電阻10?，電容參數(shù)為1e-5，電感參數(shù)為0.01H，二極管和IGBT管參數(shù)為默認(rèn)值。由于電容C1、C2不能直接接電源，把電容C1和電容C2的參數(shù)設(shè)置為：R=0.000001?，C=1e-1。精選ppt1.主電路建模和參數(shù)設(shè)置

主電路主要有直流電源，GBT管、二極管、電容和變壓器以及負(fù)載組成，直流電參數(shù)設(shè)置為100V。負(fù)載為純電阻10?，電容參數(shù)為1e-5，電感參數(shù)為0.01H，二極管和IGBT管參數(shù)為默認(rèn)值。由于電容C1、C2不能直接接電源，把電容C1和電容C2的參數(shù)設(shè)置為：R=0.000001?，C=1e-1。變壓器參數(shù)設(shè)置如圖5-39所示。2.控制電路的仿真模型控制電路的仿真模型主要有一個(gè)脈沖觸發(fā)器通向IGBT，參數(shù)設(shè)置為：峰值為1，周期為0.02s，相位延遲時(shí)間為0。另一個(gè)觸發(fā)脈沖相位延遲為0.01外，其它相同。3.測量模塊的選擇從仿真模型可以看出，本次仿真主要測量端電壓。精選ppt仿真算法采用ode23tb，仿真時(shí)間為10s，仿真結(jié)果如圖5-40所示。從仿真結(jié)果可以看出，電壓為±25V，和理論分析一致。精選ppt5.3.5全橋式直流變換電路仿真

全橋式直流變換電路工作原理：將半橋式直流變換電路中的兩個(gè)電容，用兩個(gè)開關(guān)器件分別代替，則構(gòu)成單相全橋式直流變換電路，如圖5-41所示，全橋式直流變換電路工作和半橋式直流變換電路工作原理相似，只不過輸出電壓是半橋式的2倍。精選ppt全橋式直流變換電路仿真模型如圖5-42所示。1.主電路建模和參數(shù)設(shè)置主電路主要有直流電源，四個(gè)GBT管、二極管、電容和變壓器以及負(fù)載組成，直流電參數(shù)設(shè)置為100V。負(fù)載為純電阻10?，電容參數(shù)為1e-5，電感參數(shù)為0.01H，二極管和IGBT管參數(shù)為默認(rèn)值。變壓器參數(shù)設(shè)置和圖5-39相同。2.控制電路的仿真模型控制電路的仿真模型主要有一個(gè)脈沖觸發(fā)器通向?qū)?/p>