计算机仿真作业2.docx

计算机仿真作业2.docx

《计算机仿真作业2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机仿真作业2.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机仿真作业2

计算机仿真技术实验报告

—实验2带电容滤波的三相不控整流桥仿真

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

任课教师：

实验日期：

一、实验目的

1.通过改变仿真中整流桥负载大小，观察输出电压变化效果；

2.通过改变仿真中负载的大小，观察比较直流侧电流和A相电流波形；

3.通过有电抗器组和无电抗器的组的电流波形对比以及THD值的不同，得到电抗器的作用；

4.对比交流侧有无电阻，比较直流电流波形，从而得到抑制充电电流的方法。

二、实验内容

利用simpowersystems建立三相不控整流桥的仿真模型。

输入三相电压源，线电压380V，50Hz，内阻0.001欧姆。

三相二极管整流桥可用“UniversalBridge”模块，二极管采用默认参数。

直流滤波电容3300μF，负载为电阻。

仿真时间0.3s。

注：

前三项只考虑稳态情况，第四项注重启动过程。

1、直流电压与负载电阻的关系：

分别仿真整流电路空载及负载电阻为10、1和0.1欧姆时的情况。

记录直流电压波形，根据仿真结果求出直流电压，并比较分析其与负载的关系。

2、电流波形与负载的关系：

分别仿真负载电阻为10、1.67和0.5时的情况。

记录直流电流和a相交流电流，并分析规律。

3、平波电抗器的作用

直流侧加1mH电感。

分别仿真轻载50欧姆和重载0.5欧姆时的情况，记录直流和交流电流波形，并计算交流电流的THD。

仿真同样负载条件下，未加平波电抗器的情况，并加以比较分析。

4、抑制充电电流的方法

观察前述仿真中，启动时的直流电流大小，分析原因，提出解决方法并进行仿真验证。

三、实验步骤

由于电力电子系统属于刚性系统，所以设置如下：

1、直流电压与负载电阻的关系：

根据实验要求搭建原理图如下：

分别仿真整流电路空载及负载电阻为10、1和0.1欧姆时的情况，记录电压波形。

2、电流波形与负载的关系：

根据实验要求搭建原理图如下：

分别仿真负载电阻为10、1.67和0.5时的情况，记录直流电流和A相交流电流。

3、平波电抗器的作用

按照实验要求，分别搭建包含1mH电感和不含电感的系统如下：

包含电感：

不含电感：

分别仿真轻载50欧姆和重载0.5欧姆时的情况，记录直流和交流电流波形，并计算交流电流的THD。

4、抑制充电电流的方法

观察前述仿真中，启动时的直流电流大小，发现存在很大冲激，需要在直流侧加电阻来减小冲激。

如下图：

加电阻前：

加电阻后：

四、实验截图及分析

1、直流电压与负载电阻的关系：

①空载时（R=inf时）：

电压波形如下：

②R=10Ω时：

电压波形如下：

③R=1Ω时：

电压波形如下：

④R=0.1Ω时：

电压波形如下：

对比分析：

电压平均值（V）

纹波大小（V）

空载

537.4

约为0

R=10Ω

523

35

R=1Ω

509.7

60

R=0.1Ω

492.2

67

从上表可以得到：

随着R的减小，输出平均电压值减小，纹波电压增大。

2、电流波形与负载的关系：

①R=10Ω时：

电流波形：

②R=1.67Ω时：

电流波形：

③R=0.5Ω时：

电流波形：

对比分析：

直流电压平均值（A）

A相电流平均值

（A）

电流波形特点

R=10Ω

52.34

-9.932

断续

R=1.67Ω

306.6

-44.62

临界

R=0.5Ω

1018

-115.4

连续

可以得知：

随着R的减小，输出直流电压增大，直流波形由断续逐渐变为连续，交流侧起伏增大，逐渐接近正弦，纹波增大。

3、平波电抗器的作用

①R=50Ω，L=100mH时：

电流波形：

②R=50Ω，无L时：

电流波形：

③R=0.5Ω，L=100mH时：

电流波形：

局部放大；

④R=0.5Ω，无L时：

电流波形：

对比分析：

直流侧电流平均值（A）

A相电流平均值（A）

A相电流的THD（谐波畸变系数）

R=50Ω，L=100mH

10.36

-0.243

0.8704

R=50Ω，无L

10.67

-2.123

2.446

R=0.5Ω，L=100mH

1017

-100.7

0.3057

R=0.5Ω，无L

1017

-115.5

0.345

由波形和上表可知：

在负载相同时，加入平波电抗器可以使直流侧电流波形更平稳，减小交流侧电流的振荡，从而减小了交流侧的波形畸变系数THD。

4、抑制充电电流的方法

①串电阻前：

直流电流波形：

②串电阻后：

直流电流波形：

对比分析：

①串电阻前：

电流波形存在一个较大的冲激，充电电流较大。

②串电阻后：

加入电阻后，可以看出电流波形中的冲激明显下降。

所以，为了抑制充电电流，可以用开关控制使得刚启动时串上电阻，而在躲开冲激后，切断电阻，继续运行。

五、实验体会

经过了本次实验，加深了对于simpowersystems的理解，掌握了其中大部分元件的用法，在实验中锻炼了自己的能力，验证了电力电子的课程内容，强化了对知识的掌握。