电力电子技术仿真课程设计Word文件下载.docx

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电力电子技术电路仿真

一、课程实习目的

本课程实习包括两部分，一部分为建模与仿真实习，一部分为参观实习通过建模与仿真实习，使学生能够对“电力电子技术”教材中的主要电子电路进行建模与仿真，基本掌握电路的原理及参数设定和调整方法，提高学生分析问题和解决问题的能力；

通过参观实习增加学生的感性认识，了解现场主要设备的用途和电气线路的作用、原理和电气性能。

在实习的过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用所学的理论知识分析和研究实际生产过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位打下一定的基础。

二、实习要求：

通过一周实习使学生对课程所学内容有一个连贯性，综合性的认识，通过实习可以加深对理论的理解，培养和提高学生独立动手能力和分析解决问题的能力。

具体的说，学生在完成指定的实习任务后，应具备以下能力：

（1）熟悉MATLAB的Simulink和SimPowerSystem模块库使用

（2）熟练掌握基本电力电子电路的仿真方法

（3）掌握电力电子变流装置触发、主电路及驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路。

（4）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实习中遇到的问题。

（5）能够综合实验数据，解释现象，编写实习报告。

实习一单相半波可控整流电路仿真

一、电路原理图

单相半波可控整流电路。

电路由交流电源、晶闸管、负载以及触发电路组成。

改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。

该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。

二、建立仿真模型

1．建立一个仿真模型的新文件。

在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。

2．提取电路元器件模块。

在仿真模型窗口的菜单上点击

图标调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。

组成单相半波整流电路的元器件有交流电源、晶闸管、RLC负载。

3．将电路元器件模块按单相整流的原理图连接起来组成仿真电路。

三、设置模型参数

设置模型参数时保证仿真准确和顺利的重要一步。

有些参数由仿真任务决定，如电压、电流等，有些参数是需要通过仿真来确定的。

设置模型参数可以双击模块图标，弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。

在本例中，参数设置如下：

1．交流电源：

电压为220V，频率为50Hz，初始相位为0°

。

2．晶闸管：

晶闸管直接使用了模型的默认参数，也可以另外设置。

3．触发脉冲：

幅值10，脉宽10，周期0.02s。

4．负载：

电阻2欧。

4、模型仿真

在模型开始仿真前还必须首先设置仿真参数。

在菜单中选择Simulation，在下拉菜单中选择Simulationparameters，在弹出的对话框中设置的项目很多。

主要有开始时间、终止时间、仿真类型等。

在参数设置完毕后即可以开始仿真。

在菜单Simulation下选择Start，立即开始仿真，若要中途停止仿真可以选择Stop。

在仿真计算完成后即可以通过示波器来观察仿真的结果。

在需要观察的点上放置示波器，双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形。

（1）电阻性负载仿真波形

（二）电阻电感负载接续流二极管时的仿真

如果要研究电感性负载时电路工作情况，只需重新设置负载参数。

设R的值为2Ω，L的值为0.01H，在负载并接二极管

并接二极管

五、仿真波形分析

通过公式：

可知，通过控制触发角的相位，即可改变输出电压的大小。

在电阻负载的波形中：

输出电压和电流波形相同。

由于是电阻负载，所以对电流的阻碍小，没有续流的作用，所以Ud电压不可能出现负值。

在阻感负载有续流二极管的波形中：

由于电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。

所以Ud有负值的情况，但当加上续流二极管时，当u2过零变负时，VDR导通，ud为零，VT承受反压关断，L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，这时Ud=0，所以也不存在为负值的情况。

但输出电流为连续的近似恒定值。

实习二三相半波可控整流电路仿真

一、三相半波可控整流电路原理图

三相半波可控整流电路原理图

三相半波可控整流电路原理图

3．将电路元器件模块按三相半波可控整流电路原理图连接起来组成仿真电路如下图所示。

三、设置模型参数

双击模块图标弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。

仿真参数的设置如下：

1．交流电源。

，

2．晶闸管。

晶闸管直接使用了模型的默认参数，也可以另外设置，

3．负载RLC。

根据负载要求设置。

4．晶闸管的触发电路。

本实习晶闸管的触发采用简单的脉冲发生器来产生。

控制角以脉冲的延迟时间来表示，

（1）纯电阻

2．电阻电感负载时的仿真。

3．电阻电感负载接续流二极管

在电阻负载的波形中：

由于是三相整流，输出电压和电流是每相输出的包络线。

在阻感负载的波形中：

负载为阻感负载时，由于L值很大，整流电流id的波形基本是平直的，流过晶闸管的电流接近矩形波。

当触发角为30度时，整流电压波形与电阻负载时相同，因为这两种负载情况下，负载电流均连续。

当触发角为90度时，Ud波形中正负面积相等，Ud的平均值为零。

在阻感负载接续流二极管的波形中：

电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。

实习三三相桥式全控整流电路仿真

一、三相桥式全控整流电路原理图

三相桥式全控整流电路原理图

3．将电路元器件模块按三相桥式全控整流电路原理图连接起来组成仿真电路。

交流电源。

幅值电压220伏，频率50赫，相位相差120度分别为0度，-120度和120度。

四、模型仿真

1．电阻性负载时的仿真波形。

2、电阻电感负载时的仿真。

对于三相桥式全控整流电路，整流输出电压Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，一周期中Ud波形由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号符合Uab,Uac,Ubc,Uba,Uca,Ucb的规律。

当触发角为60度时，和30度相比晶闸管起始导通时刻推迟了30度，Ud平均值降低，并且出现了为零的点，当触发角为90度时，Ud平均值继续降低，此时Ud波形每60度中又30度为零，这是因为电阻负载时id的波形与Ud的波形一致，一旦Ud降到零，id也降至零，晶闸管关断，输出电压为零因此Ud波形不能出现负值。

在阻感负载的波形中：

此时由于电感的作用，Ud波形会出现负的部分。

实习四三相桥式有源逆变电路仿真

一、三相桥式有源逆变电路原理图

三相桥式有源逆变电路原理图

3．将电路元器件模块按三相桥式有源逆变原理图连接起来组成仿真电路。

逆变和整流的区别仅仅是控制角的不同，控制角在0~90度时为整流状态，控制角在90~180度时为逆变状态，在逆变状态时，Ud和Em的极性都与整流状态时相反，均为负值。

当逆变角为60度，也就是控制角为120度时，Ud波形到零点，逆变角小于60度时Ud波形全为负，周期规律与整流电路相同。

课程实习总结

通过一周的实习学会了Simulink中的许多模块，学会了通过观察电路图来选择模块、连接与设置参数。

加深了理解，与实际应用联系，培养了自己的动手能力。

熟悉了MATLAB的Simulink和SimPowerSystem模块库使用。

在老师的悉心指导下对实验现象、结果进行分析和处理，解决实习中遇到的问题。

工厂实习总结

六月八日我们专业全体同学在老师的带领下去了位于大连湾的辽渔集团下属公司进行实习。

路上我们欣赏到了大连湾沿途美丽的风景。

经过大约1小时的车程，我们终于的到达了目的地。

工厂规模很大，工厂中还又篮球场、小广场，宽阔的柏油路旁是绿油油的白杨树。

这些让我感到吃惊，因为原先以为所有的工厂里面都是烟雾缭绕，充满的金属的味道，现在才知道工厂可以有这么好的环境。

闲话少说，言归正传，师傅首先带我们参观了电气控制集控室，师傅细心给我们讲解集控室电气的作用、该怎样运用、控制的原理，给我们讲解了各个设施是怎样工作，怎样配合起来保证全厂的供电稳定的。

师傅特别提醒我们不要触电。

我观察到师傅们都是带着手套，穿着胶底鞋，地上铺了厚厚的胶垫，这些都是为了保证安全。

通过此次课程实习，我明白了理论知识与实际应用相结合的重要性，只有知识不思考是万万不得的，工作时要小心谨慎，因为一个不小心可能导致很大的损失。