电力电子技术剖析

学指学专学指学专所时生导业在名学《电力电子技术课程实习》姓教 第三章电力电子电路仿真运用现代仿真技术是学习、研究和设计电力电子电路的高效便捷的方法。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如图所示。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22．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，在闸三、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、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。控制角以的延迟时间来表示。四、模型仿真以及仿真波形分析Simulation中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。举例：当α＝30°电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压流二极管的仿真模型1、α＝0°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、2、α＝90°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形3、α＝90°时晶闸管、二极管两端电压及流过晶闸管、二极管电流波形举例：当α＝90°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压五、仿真波形分析将得到的波形进行理论分析，得出结论。(1)电阻性负载特性在电源电压正半波(0~π区间)，晶闸管承受正向电压，在ωt=α处触发晶闸管，晶闸在电源电压负半波(π~2π区间)，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有Ut晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。(2)阻-感性负载带续流二极管通过续流二极管VD使晶闸管承受反向电压而关断，负载两端的输出电压为续流二极管的管压降，如果电感足够大，续流二极管一直导通到下一周期晶闸管导通，使id连续，且id条直线。以上分析可看出，电感性负载加续流二极管后，输出电压波形与电阻性负载波形相同，续流二极管可起到提高输出电压的作用。在大电感负载时负载电流波形连续且近似一条直线，流过晶闸管的电流波形和流过续流二极管的电流波形是矩形波。对于电感性负载加续流二极管的单相半波可控整流器移相范围与单相半波可控整流器实习二三相半波可控整流电路仿真三相半波可控整流电路原理图见电力电子技术教材。Model的仿真模22．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。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。如图3三、设置模型参数α＝30°时输出电压和电流波形，流过晶闸管电流及晶闸管两端电压波形α＝60°时输出电压和电流波形，α＝60°时流过晶闸管电流及晶闸管两端电压波形举例：当α＝30°时触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压和电流举例当α＝60°时触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压和电流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。α＝60°时流过晶闸管电流及晶闸管两端电压波形举例当α＝30°时触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压和电流3．电阻电感负载接续流二极管：α＝0°时输出电压、电流以及晶闸管两端电压波形α＝60°时输出电压、电流以及晶闸管两端电压波形α＝120°时输出电压、电流以及晶闸管两端电压波形举例当α＝0°时触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压和电流举例当α＝60°时触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管电压和电流五、仿真波形分析将得到的波形进行理论分析，得出结论。(1)电阻性负载特性处于连续和断续之间的临界状态，各相仍导电120。。(2)阻-感性负载特性id波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将id近似为一条水平线。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见电力电子教材。Model的仿真模22．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。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。电阻性负载时的仿真图形举例当α＝0°时输出电压和电流波形举例当α＝60°时输出电压和电流波形举例当α＝0°时输出电压和电流波形举例当α＝90°时输出电压和电流波形五、仿真波形分析将得到的波形进行理论分析，得出结论。(1)电阻性负载特性(2)阻-感性负载特性。波形不会出现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二、建立仿真模型22．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。三、设置模型参数双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形。当α＝90°时输出电压和电流波形当α＝120°时输出电压和电流波形五、仿真波形分析将得到的波形进行理论分析，得出结论。通过以上的仿真过程分析,可以得到下列结论:⑴有源逆变电路实质上是整流电路工作于移相控制角α>π/2,且存在一个极性与晶闸管导通方向一致的反电动势时的特殊情况。本文利用Simulink对三相半波有源逆变电路的仿真结果进行了详细分析,与采用常规电路分析方法所得到的输出电压波形进行比较,进一步验证了仿真结果的正确性。⑵采用Matlab/Simulink对三相半波或三相桥式全控有源逆变电路进行仿真分析,避免了常规分析方法中繁琐的绘图和计算过程,得到了