第8章电力电子电路的计算机仿真

第8章电力电子电路的计算机仿真电力电子技术第8章电力电子电路的计算机仿真8.1建模与仿真8.2

常用仿真软件及其特点8.3

典型电力电子器件的仿真模型及仿真实例8.1建模与仿真计算机仿真过程1.建模根据研究对象的基本物理规律，对物理系统写出描述其运动规律的数学方程，即数学模型的过程。2.实验仿真的过程是利用模型对系统方程进行求解，即实验的过程。对于数学仿真而言，其过程就是利用适当的程序语言将所研究的物理系统的数学模型编制成程序，并向其输入不同的条件进行计算的过程。8.2常用仿真软件及其特点8.2.1常用工具电子系统设计：

硬件设计

软件设计—计算机仿真作为计算机辅助设计的一个组成部分

属于软件设计的范畴8.3典型电力电子器件的仿真模型及仿真实例8.3.1MATLABSimulink/PowerSystem工具箱简介Simulink工具箱的功能是在MATLAB环境下，把一系列模块连接起来，构成负载的系统模型，它是MathWorks公司与1990年推出的产品；电力系统仿真工具箱(PowerSystemBlockset)是在Simulink环境下使用的仿真工具箱，其功能非常强大，可用于电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等领域的仿真，它提供了一种类似电路搭建的方法用于系统的建模。8.3典型电力电子器件的仿真模型及仿真实例8.3.1.1Simulink工具箱简介3．晶闸管在MATLAB中的实现晶闸管的仿真模型由一个电阻Ron、一个电感Lon、一个直流电压源Uf和一个开关串联组成。开关受逻辑信号控制，该逻辑信号由电压Vak、电流Iak和门极触发信号g决定。晶闸管仿真模型原理晶闸管模块的图标带缓冲电路的图标不带缓冲电路的图标晶闸管元件参数设置ResistanceRon：晶闸管元件内电阻RonInductanceLon：晶闸管元件内电感LonForwardvoltageVf（V）：晶闸管元件的正向管压降VfInitialcurrentIc（A）：初始电流IcSnubberresistanceRs（ohms）：缓冲电阻RsSnubbercapacitanceCs（F）：缓冲电容Cs晶闸管仿真举例-单相半波整流器模型Pulse的参数设置对话框仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.1晶闸管模块设置：Ron=0.001Ω；Lon=0H；Vf=0.8V；Rs=20Ω；Cs=4e—6F；串联RLC元件模块和接地模块到Thyristor模型R=1Ω；L=0.01H2晶闸管三相桥式整流器及其仿真晶闸管三相桥式整流器构成晶闸管三相桥式整流器的仿真模型（1）整流桥模型通用桥臂模块（UniversalBridge）A、B、C端子：分别为三相交流电源的相电压输入端子；Pulses端子：为触发脉冲输入端子，如果选择为电力二极管，无此端子；＋、－端子：分别为整流器的输出和输入端子，在建模时需要构成回路。通用桥臂模块参数设置Numberofbridgearms：桥臂数量，可以选择1、2、3相桥臂，构成不同形式的整流器。Portconfiguration：端口形式设。SnubberresistanceRs(ohms):缓冲电阻Rs。SnubbercapacitanceCs(F):缓冲电容Cs。ResistanceRon（ohms）：晶闸管的内电阻Ron，单位为Ω。InductanceLon（H）：晶闸管的内电感Lon，单位为H，电感不能设置为0。ForwardvoltageVf（v）:晶闸管元件的正向管压降Vf，单位为V。Measurements：测量可以选择5中形式，即无（None）装置电压（Devicevoltages）装置电流（Devicecurrents）三相线电压与输出平均电压（UABUBCUCAUDC）或所有电压电流（Allvoltagesandcurrents）选择之后需要通过万用表模块（Multimeter）显示。（2）同步脉冲触发器同步脉冲触发器用于触发三相全控整流桥的6个晶闸管，同步6脉冲触发器可以给出双脉冲,双脉冲间隔为60°,触发器输出的1～6号脉冲依次送给三相全控整流桥对应编号的6个晶闸管.同步脉冲触发器包括同步电源和六脉冲触发器两个部分alpha_deg：此端子为脉冲触发角控制信号输入；AB,BC,CA：三相电源的三相线电压输入即Vab,Vbc,andVca；Block：触发器控制端，输入为“0”时开放触发器，输入大于零时封锁触发器；Pulses：6脉冲输出信号。alpha_deg为30度时双6脉冲同步触发器的输入输出信号6脉冲同步触发器参数设置Frequencyofsynchronizationvoltages(Hz)：同步电压频率（赫兹）；Pulsewidth(degre