整流电路-单相可控整流电路（电力电子技术课件）

电力电子技术Multisim软件的安装

Multisim软件的安装

安装前应关闭Windows其它应用程序，禁止病毒扫描功能，这样可以提高安装速度。Multisim的安装步骤如下：1）双击安装程序包中的SETUP.EXE文件，将自动运行安装程序，出现图所示的安装界面。安装程序首先初始化，如要取消安装，则单击“Cancel”按钮。2）初始化后单击NEXT按钮可执行下一步安装。图

安装窗口Multisim软件的安装

3）弹出用户信息对话框，要求输入用户全名及公司或组织名称。如已有软件产品序列号，则输入相应序列号；如没有序列号，则选择后面的备选项，安装评估版产品。点击“Cancel”按取消安装，点击“NEXT”按钮继续执行下一步安装，点击“Back”按钮回到上一步。5）选择要安装的功能模块如图所示，这部分有一个备选模块，是主要程序部分。对话框下面的按钮的作用如下：“RestoreDefaults”按钮可恢复默认设置，“DiskCost”按钮可对相应磁盘的剩余空间及所需的安装空间进行分析，其它按钮的功能和上面相同。图

安装功能模块选择4）输入的序列号校验通过后，将弹出安装地址对话框，用户可选择默认的安装路径，或者点击“Browse”按钮选择新的安装地址。Multisim软件的安装6）弹出NI软件许可协议对话框，选择接受协议，才可选择下一步。7）仍然是两个协议，选择接受协议，进入下一步。8）对安装信息进行确认，空白框内为已安装模块，可点击“AddingorChanging”从新选择安装模块。如确认无误，单击进行软件安装。9）软件安装完毕后，选中备选项后可对支持和升级单元进行配置。如不准备配置支持和升级单元，可结束安装。10）软件安装及配置结束后，软件提示重启电脑。计算机重启后，软件就可以使用了。图

软件安装中您将在桌面找到软件标志，双击它就可以使用Multisim仿真软件了。电力电子技术Multisim

的基本界面

Multisim的基本界面视图工具栏图

Multisim基本界面菜单栏标准工具栏主工具栏仿真工具栏元件工具栏仪器工具栏设计工具栏电路工作区电子表格视窗

打开Multisim后，其基本界面如图所示。Multisim的基本界面主要包括菜单烂、标准工具栏、视图工具栏、主工具栏、仿真开关、元件工具栏、仪器工具栏、设计工具栏、电路工作窗、电子表格视窗等等。探针工具栏状态栏Multisim的基本界面图

Multisim基本界面视图工具栏菜单栏标准工具栏主工具栏仿真工具栏元件工具栏仪器工具栏设计工具栏电路工作区电子表格视窗

打开Multisim后，其基本界面如图所示。Multisim的基本界面主要包括菜单烂、标准工具栏、视图工具栏、主工具栏、仿真开关、元件工具栏、仪器工具栏、设计工具栏、电路工作窗、电子表格视窗等等。探针工具栏状态栏1）菜单栏

和所有应用软件相同，菜单栏中分类集中了软件的所有功能命令。Multisim的菜单栏包含12个菜单项，它们分别为文件（File）菜单、编辑（Edit）菜单、视图（View）菜单、放置（Place）菜单、MCU菜单、仿真（Simulate）菜单、文件输出（Transfer）菜单、工具（Tools）菜单、报告（Reports）菜单、选项（Options）菜单、窗口（Window）菜单和帮助（Help）菜单。以上每个菜单下都有一系列功能命令，用户可以根据需要在相应的菜单下寻找功能命令。Multisim的基本界面图

Multisim基本界面视图工具栏菜单栏标准工具栏主工具栏仿真工具栏元件工具栏仪器工具栏设计工具栏电路工作区电子表格视窗

打开Multisim后，其基本界面如图所示。Multisim的基本界面主要包括菜单烂、标准工具栏、视图工具栏、主工具栏、仿真开关、元件工具栏、仪器工具栏、设计工具栏、电路工作窗、电子表格视窗等等。探针工具栏状态栏2）标准工具栏

如图所示，主要提供一些常用的文件操作功能，按钮从左到右的功能分别为：新建文件、打开文件、打开设计实例、文件保存、打印电路、打印预览、剪切、复制、粘贴、撤销和恢复。3）视图工具栏

视图工具栏如图所示，其中按钮从左到右的功能分别为：放大、缩小、对指定区域进行放大、在工作空间一次显示整个电路和全屏显示。Multisim的基本界面图

Multisim基本界面视图工具栏菜单栏标准工具栏主工具栏仿真工具栏元件工具栏仪器工具栏设计工具栏电路工作区电子表格视窗

打开Multisim后，其基本界面如图所示。Multisim的基本界面主要包括菜单烂、标准工具栏、视图工具栏、主工具栏、仿真开关、元件工具栏、仪器工具栏、设计工具栏、电路工作窗、电子表格视窗等等。探针工具栏状态栏4）主工具栏

主工具栏如图所示，它集中了Multisim的核心操作，从而可使电路设计更加方便。该工具栏中的按钮从左到右分别为：显示或隐藏设计工具栏；显示或隐藏电子表格视窗；显示或隐藏SPICE网表查看器；打开试验电路板查看器；图形和仿真列表；对仿真结果进行后处理；打开母电路图；打开新建元器件向导；打开数据库管理窗口；正在使用元器件列表；电器法则查验等；Multisim的基本界面图

Multisim基本界面视图工具栏菜单栏标准工具栏主工具栏仿真工具栏元件工具栏仪器工具栏设计工具栏电路工作区电子表格视窗

打开Multisim后，其基本界面如图所示。Multisim的基本界面主要包括菜单烂、标准工具栏、视图工具栏、主工具栏、仿真开关、元件工具栏、仪器工具栏、设计工具栏、电路工作窗、电子表格视窗等等。探针工具栏状态栏5）仿真开关如图所示，依次为仿真启动、暂停、停止开关和交互式仿真分析选择。6）元件工具栏Multisim的元件工具栏包括20种元件分类库，每个元件库放置同一类型的元件。元件工具栏从左到右的模块分别为：电源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL器件库、CMOS元件库、其它数字元件库、混合元件库、显示元件库、功率元件库、其它元件库、高级外设元件库、RF射频元件库、机电类元件库、NI元件库、连接器元件库、微处理器模块、层次化模块和总线模块，其中层次化模块是将已有的电路作为一个子模块加到当前电路中。Multisim的基本界面图

Multisim基本界面视图工具栏菜单栏标准工具栏主工具栏仿真工具栏元件工具栏仪器工具栏设计工具栏电路工作区电子表格视窗

打开Multisim后，其基本界面如图所示。Multisim的基本界面主要包括菜单烂、标准工具栏、视图工具栏、主工具栏、仿真开关、元件工具栏、仪器工具栏、设计工具栏、电路工作窗、电子表格视窗等等。探针工具栏状态栏7）仪器工具栏

仪器工具栏包含各种对电路工作状态进行测试的仪器仪表及探针，如图所示。仪器工具栏从左到右分别为：数字万用表、函数信号发生器、瓦特表、双通道示波器、四通道示波器、波特图仪、频率计、字信号发生器、逻辑转换仪、逻辑分析仪、伏安特性分析仪、失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪、安捷伦函数发生器、安捷伦万用表、安捷伦示波器、泰克示波器、LabVIEW虚拟仪器和电流探针。Multisim的基本界面图

Multisim基本界面视图工具栏菜单栏标准工具栏主工具栏仿真工具栏元件工具栏仪器工具栏设计工具栏电路工作区电子表格视窗

打开Multisim后，其基本界面如图所示。Multisim的基本界面主要包括菜单烂、标准工具栏、视图工具栏、主工具栏、仿真开关、元件工具栏、仪器工具栏、设计工具栏、电路工作窗、电子表格视窗等等。探针工具栏状态栏8）设计工具箱

设计工具箱用来管理原理图的不同组成元素。设计工具箱由三个不同的标签页组成，它们分别为层次化（Hierarchy）页、可视化（Visibility）页和工程视图（ProjectView）页。9）电路工作区

在电路工作区可进行电路图的编辑绘制、仿真分析及波形数据显示等操作，如果需要，还可在电路工作区内添加说明文字及标题框等。10）电子表格视窗

在电子表格视窗中可方便查看和修改设计参数，如元件详细参数、设计约束和总体属性等。Multisim的基本界面图

Multisim基本界面视图工具栏菜单栏标准工具栏主工具栏仿真工具栏元件工具栏仪器工具栏设计工具栏电路工作区电子表格视窗

打开Multisim后，其基本界面如图所示。Multisim的基本界面主要包括菜单烂、标准工具栏、视图工具栏、主工具栏、仿真开关、元件工具栏、仪器工具栏、设计工具栏、电路工作窗、电子表格视窗等等。探针工具栏状态栏11）状态栏

状态栏用于显示有关当前操作以及鼠标所指条目的相关信息。12）其它

以上主要介绍了Multisim的基本界面组成，当用户常用View菜单下的其它的功能窗口和工具栏时，也可将其放入界面中，各功能窗口和工具栏的说明不再重复。电力电子技术Multisim仿真页面设置

在设计电路前应如何对用户界面与环境参数进行自定义，以适合用户的需要和习惯。软件和界面的相关设置可在全局偏好菜单下进行修改。图

Multisim基本界面Multisim仿真页面设置Multisim仿真页面设置启动Multisim后程序将自动建立一个名为Design1的空白电路文件，用户也可以选择菜单文件/设计/Blank来新建一个空白电路文件，或直接点击标准工具栏中的设计按钮新建文件。所新建的文件都按软件默认命名，用户可对其重新命名。图

Multisim新建空白文件1）在电路图属性页中，我们主要设置整体电路图中元件参数的显示项目，勾选元器件框内的相应参数项，在右边的图中将有显示浏览；设置完成后点击Ok按钮保存设置。如图所示。图

Multisim基本界面Multisim仿真页面设置2）在工作区页中，我们主要设置页面的形式，可以选择或不选择栅点；页面的大小根据所设计电路的情况进行设置；设置完成后点击Ok按钮保存设置。如图所示。图电路图属性页Multisim仿真页面设置电力电子技术Multisim软件简介

Multisim软件简介Multisim软件简介Multisim和Ultiboard

是美国国家仪器公司推出的交互式SPICE仿真和电路分析软件的最新版本，专用于原理图捕获、交互式仿真、电路板设计和集成测试。这个平台将虚拟仪器技术的灵活性扩展到了电子设计者的工作台上，弥补了测试与设计功能之间的缺口。通过将NI

Multisim

电路仿真软件和LabVIEW测量软件相集成，需要设计制作自定义印制电路板(PCB)的工程师能够非常方便地比较仿真和真实数据，规避设计上的反复，减少原型错误并缩短产品上市时间。Multisim软件简介

随着工业技术和制造水平的不断提高，Multisim的前身为EWB(ElectronicsWorkbench)软件。它以其界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，早在上世纪90年代就在我国得到迅速推广，作为电子类专业课程教学和实验的一种辅助手段。跨入21世纪初，将EWB5.0版本更新换代推出EWB6.0，并更名为Multisim2001，2003年升级为Multisim7，2005年发布Multisim8.0，其功能已十分强大，能胜任电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路、RF电路、电力电子及自控原理等各方面的虚拟仿真；并提供多达18种基本分析方法。Multisim软件发展历程Multisim软件简介Multisim软件功能

使用Multisim

可交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样使用者无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教学。通过Multisim和虚拟仪器技术，使用者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。电力电子技术Multisim用户界面与环境参数自定义

Multisim用户界面与环境参数自定义在设计电路前应如何对用户界面与环境参数进行自定义，以适合用户的需要和习惯。软件和界面的相关设置可在全局偏好菜单下进行修改。图

Multisim基本界面Multisim用户界面与环境参数自定义在设计电路前应如何对用户界面与环境参数进行自定义，以适合用户的需要和习惯。软件和界面的相关设置可在全局偏好菜单下进行修改。图全局偏好界面1）

总体参数设置完成对软件的相关设置，其对话框包括7页选项卡：路径页、消息提示页、保存页、元器件页、常规页、仿真页和预览页。图

Multisim基本界面Multisim用户界面与环境参数自定义在设计电路前应如何对用户界面与环境参数进行自定义，以适合用户的需要和习惯。软件和界面的相关设置可在全局偏好菜单下进行修改。图电路图属性界面2）电路图属性设置用于对工作区内的当前页面进行设置，该窗口包括7页选项卡：电路图可见性页、颜色页、工作区页、布线页、字体页、PCB页和图层设置页。图

Multisim基本界面Multisim用户界面与环境参数自定义在设计电路前应如何对用户界面与环境参数进行自定义，以适合用户的需要和习惯。软件和界面的相关设置可在全局偏好菜单下进行修改。图自定义界面3）用户界面自定义窗口包含五个选项页：命令页、工具栏页、键盘页、菜单页和选项页。图

Multisim基本界面电力电子技术Multisim元器件的操作

双击电路工作区内的元器件，会弹出属性对话框。图

元器件属性Multisim元器件参数的设置标签页：可用于修改元件的标识和编号（RefDes）。标识是用户赋予元件容易识别的标记，编号一般由软件自动给出，用户也可根据需要自行修改。有些元件没有编号，如连接点、接地点等。双击电路工作区内的元器件，会弹出属性对话框。图

元器件属性Multisim元器件参数的设置显示页：用于设定已选元件的显示参数。双击电路工作区内的元器件，会弹出属性对话框。图

元器件属性Multisim元器件参数的设置Value页：当元件有数值大小时，如电阻、电容等，可在该页中修改元件标称值、容差等数值，还可修改附加的SPICE仿真参数及编辑元件引脚。双击电路工作区内的元器件，会弹出属性对话框。图

元器件属性Multisim元器件参数的设置故障页：可以在电路仿真过程中在元件相应引脚处人为设置故障点，如开路、断路及漏电阻。双击电路工作区内的元器件，会弹出属性对话框。图

元器件属性Multisim元器件参数的设置有些元件属性窗口中还包含“管脚”页、“变体”页和“用户字段”页等，它们的主要设置内容分别为引脚相关信息、元件变量状态和用户增加内容。电力电子技术电力电子仿真软件介绍

计算机仿真计算机仿真具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点，已经广泛应用于电力电子电路(或系统)的分析和设计中。

计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析和设计能力，避免因为解析法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物试制和调试相互补充，最大限度地降低设计成本，缩短系统研制周期。可以说，电路的计算机仿真技术大大加速了电路的设计和试验过程。电气工程电路及其组成的系统主要功能是能源变换、传递过程的控制。要变换的是电力形态，控制方法靠电子线路。电力与电子结合形成了电力电子学科，它是一个较为年轻的学科。也是多学科交叉的边缘学科。

电力本质是能源，有相当惯性，控制它的是电子线路，有相当快速性，两者构成系统，有不易解决的稳定性方面的问题。借助于计算机仿真技术有利于解决上述问题。电力与电子电力电子学科近年发展形成了能源电子学科。所谓能源电子学科，除电力电子学科内容外，还应考虑材料、环境、可靠性、管理等方面的问题，才能解决好能源转换问题。由此可见，如此复杂的系统工程，只有充分利用计算机处理综合信息才能迅速得到成效。仿真的必要性、有效性可见一斑。1PSpice仿真软件PSpice是由美国Microsim公司在spice2G版本的基础上升级并用于PC机上的Spice版本，自20世纪80年代以来在我国得到广泛应用，并且从6.0版本开始引入图形界面。

1998年著名的EDA商业软件开发商0RCAD公司与Microsim公司正式合并，自此现在使用较多的是PSpice8.0,工作于Windows环境,占用硬盘空间60M左右，整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成，使用时是一个整体。但各个部分都各有各的窗口。

与传统的spice软件相比，PSpice在三大方面实现了重大变革：

1在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上，实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析；2不但能够对模拟电路进行仿真，而且能够对数字电路、数模混合电路进行仿真；

3集成度大大提高，电路图绘制完成后可直接进行电路仿真，并且可以随时分析观察仿真结果。PSpice的应用范围很广，电力电子电路的动态仿真仅仅是其应用之一。PSpice的电路元件模型反映实际型号元件的特性，通过对电路方程运算求解，能够仿真电路的细节，特别适合于对电力电子电路中开关暂态过程的描述。它的仿真波形与试验电路的测试结果相近，在模拟实际电路的波形方面比较准确，对电路设计有着重要指导意义。虽然PSpice应用越来越广泛，但是也存在着明显的缺点。由于Spice软件原先主要是针对信息电子电路设计而开发的，因此器件的模型都是针对小功率电子器件的，对于电力电子电路中所用的大功率器件存在的高电压、大注入现象不尽适用，有时甚至可能导致错误的结果。

PSpice采用变步长算法，对于周期性开关状态变化的电力电子电路而言，将造成把大量的时间耗费在寻求合适的步长上面，从而导致计算时间的延长，输出数据结构的格式兼容性也不甚理想。PSpice的另一问题是仿真的收敛性问题。对复杂电路进行仿真时，有时数据的准确性较低。另外，在磁性元件的模型方面PSpice也有待加强。2saber仿真软件Saber是美国Analogy公司开发并于1987年推出的模拟及混合信号仿真软件，被誉为全球最先进的系统仿真软件，也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品。Analogy公司在机电一体化和电力电子设计、分析方面居世界领先地位，其产品广泛应用于电力、电子、航空、运输、家用电器及军事等领域。与传统仿真软件不同，Saber在结构上采用硬件描述语言（MAST）和单内核混合仿真方案，并对仿真算法进行了改进，使Saber仿真速度更快、更加有效、应用也越来越广泛。应用工程师在进行系统设计时，建立最精确、最完善的系统仿真模型是至关重要的。Saber可同时对模拟信号、事件驱动模拟信号、数字信号以及模数混合信号设备进行仿真。利用Analogy公司开发的Calaversas算法，Saber可以确保同时进行的两个仿真进程都能获得最大效率，而且可以实现两个进程之间的信息交换，并在模拟和数字仿真分析之间实现了无缝联接。Saber适用领域广泛，包括电子学、电力电子学、电机工程、机械工程、电光学、光学、水利、控制系统以及数据采样系统等等。只要仿真对象能够用数学表达式进行描述，Saber就能对其进行系统级仿真。在Saber中，仿真模型可以直接用数学公式和控制关系表达式来描述，而无需采用电子宏模型表达式。因此，Saber可以对复杂的混合系统进行精确的仿真，仿真对象不同系统的仿真结果可以同时获得。为了解决仿真过程中的收敛问题，Saber内部采用5种不同的算法依次对系统进行仿真，一旦其中某一种算法失败，Saber将自动采用下一种算法。Saber采用其独特的设计，能够保证在最少的时间内获得最高的仿真精度。3PLECS仿真软件PLECS仿真软件能为系统级电路仿真提供一个与Simulink模型完全无缝的整合。在动力电子系统和电力驱动器的模拟上可以进行简化。另外PLECS工具箱的另外两大特色是：（1）仿真速度比同类仿真软件都要快得多；（2）功率半导体元器件理想化。这样，在根本上加快了专业人员的设计时间，降低了成本。PLECS提供了涵盖了电路、电力电子、电气传动等电气系统中常见的基本元件和仿真模型，主要由两大部分组成:内建元件和库元件。内建元件包括:电阻、电感、电容、电流源、电压源、变压器、安培表、伏特表，开关等元件;而库元件则主要有:IGBT、GTO、晶闸管、二极管、双路开关、三路开关、异步电机等的仿真模型。用户也可以根据自己的需求用内建元件来构建所需的电路元件。PLECS的库元件正是采用内建元件来构成的。PLECS区别于以往传统的模拟仿真应用软件,主要有以下一些显著特点:

(1)兼容性好：与Simulink达到无缝结合；

(2)高效的编辑原理；

(3)开关转换的理想化:

(4)特殊的程序库除了标准的参数如电流电压,有源器件外,PLECS还提供了一些特别的元件.在程序库里,你可以找到很多半导体元器件,如开关,断路器.变流器和三相变压器等等.为了模拟电子驱动,我们在PLECS里还可以找到交流或直流发电机,如感应发电机或永磁同步发电机4PSIM仿真软件PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。PSIM具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。PSIM仿真解析系统，不只是回路仿真单体，还可以和其他公司的仿真器连接，为用户提供高开发效率的仿真环境。例如，在电机驱动开发领域，控制部分用MATLAB/Simulink实现，主回路部分以及其周边回路用PSIM实现，电机部分用电磁界解析软件JMAG实现，由此进行连成解析，实现更高精度的全面仿真系统。5CASPOC仿真软件CASPOC仿真软件是一个面向电力电子和电气驱动的功能强大的系统级模拟软件。使用CASPOC可以简单快速地建立电力电子、电机、负载和控制量的多级模型。这个多级模型包括交互式电力供应