【正文】 電壓源轉(zhuǎn)換器 ........................ 24 167。 交直交 PWM整流器仿真 .............................. 26 167。 降壓的 GTO 閘流體轉(zhuǎn)換器仿真 ....................... 28 167。4. 8 三相二極管整流器 ................................. 29 結(jié)論 ............................................. 31 致謝 ............................................. 32 參考文 獻 ......................................... 33 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 1 頁 共 36 頁 第 1 章 緒論 167。 MATLAB 軟件 作為當今世界最流行的第四代計算機語言， MATLAB 軟件語言系統(tǒng)，由于它在科學(xué)計算，網(wǎng)絡(luò)控制，系統(tǒng)建模與仿真，數(shù)據(jù)分析，自動控制，圖形圖像處理航天航空，生物醫(yī)學(xué)，物理學(xué)，通信系統(tǒng)， DSP 處理系統(tǒng)，財務(wù)，電子商務(wù)，等不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及它自身所具備的獨特優(yōu)勢，目前 MATLAB 已備受許多科研領(lǐng)域的青睞與關(guān)注。 167。 MATLAB 軟件簡介 MATLAB軟件是由美國公司 MATH WORKS公司推出的用于數(shù)值計算和圖形處理的科學(xué)計算系統(tǒng)。 MATLAB的英文是 MATRIX LABORATORY(矩陣實驗室 )的縮寫，被譽為“巨人肩膀上的工具”。由于使用 MATLAB編程運算與人進行科學(xué)計算的思路和表達方式一直，所以不像學(xué)習(xí)其他高級語言那樣難于掌握，用 MATLAB編寫程序有如在演算紙上排列出公式與求解問題。在這個環(huán)境下對所要求解的問題，用戶只需要簡單的列出數(shù)學(xué)表達式，其結(jié)果便以數(shù)值或者圖形方式顯示出來。 最早開發(fā) MATLAB軟件的目的就是幫助學(xué)校的老師和學(xué)生更好的授課和學(xué)習(xí)。從 MATLAB誕生開始，由 于其高度的繼承性和應(yīng)用的方便性，在高校中得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。由于它能非?？斓膶崿F(xiàn)科研人員的設(shè)想，極大的節(jié)約了科研人員的時間，受到了大多科研人員的重視與青睞。它可以很方便地設(shè)計出漂亮的界面，例如它像 VB一樣可以設(shè)計出漂亮的用戶接口，同時因為它還具有最豐富的函數(shù)庫，極易實現(xiàn)計算功能。另外 MATLAB和其他高級語言也具有良好的接口，可以很方便地與其他語言實現(xiàn)混合編程，這都進一步拓寬了它的應(yīng)用范圍和使用領(lǐng)域。 在美國的一些大學(xué)里， MATLAB軟件正成為對數(shù)值，線性代數(shù)以及其他一些高等應(yīng)用數(shù)學(xué)課程的輔助教學(xué)的有力 工具；在工程技術(shù)界， MATLAB也被用來構(gòu)建與分析一些實際課程的數(shù)學(xué)模型，其典型的應(yīng)用包括數(shù)值計算，算法預(yù)測與驗證，以及一些特殊矩陣的計算應(yīng)用，如自動控制理論，統(tǒng)計，數(shù)字信號處理，圖像處：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實驗設(shè)計 第 2 頁 共 36 頁 理，系統(tǒng)辨識和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。它包括了被稱為工具箱的各類應(yīng)用問題的解求工具。工具箱實際上是對 MATLAB軟件進行擴展應(yīng)用的一系列 MATLAB函數(shù)，它可以用來求解許多科學(xué)門類數(shù)據(jù)處理與分析問題。 167。 電力電子技術(shù)是一門新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)所變 換的“電力”功率可大到數(shù)百 MW 甚至 GW，也可以小到數(shù) W甚至 1W 以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同電力電子技術(shù)主要用于電力變換。 電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和交流技術(shù)（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個分支。 現(xiàn)已成為現(xiàn)代電氣 工程與自動化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)該專業(yè)人才中占有重要地位。 電力電子技術(shù)的重要作用 (1) 優(yōu)化電能使用。通過電力電子技術(shù)對電能的處理，使電能的使用達到合理、高效和節(jié)約，實現(xiàn)了電能使用最佳化。例如，在節(jié)電方面，針對風(fēng)機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙 、工業(yè)窯爐、感應(yīng)加熱、電焊、化工、電解等 14個方面的調(diào)查，潛在節(jié)電總量相當于 1990 年全國發(fā)電量的 16%，所以推廣應(yīng)用電力電子技術(shù)是節(jié)能的一項戰(zhàn)略措施，一般節(jié)能效果可達 10%40%，我國已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應(yīng)用項目。 (2) 改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機電一體化等新興產(chǎn)業(yè)。據(jù)發(fā)達國家預(yù)測，今后將有 95%的電能要經(jīng)電力電子技術(shù)處理后再使用，即工業(yè)和民用的各種機電設(shè)備中，有 95%與電力電子產(chǎn)業(yè)有關(guān)，特別是，電力電子技術(shù)是弱電控制強電的媒體，是機電設(shè)備與計算機之間的重要接口，它為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)采用微電子技術(shù)創(chuàng) 造了條件，成為發(fā)揮計算機作用的保證和基礎(chǔ)。 (3) 電力電子技術(shù)高頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展，將使機電設(shè)備突破工頻傳統(tǒng)，向高頻化方向發(fā)展。實現(xiàn)最佳工作效率，將使機電設(shè)備的體積減小幾倍、幾十倍，響應(yīng)速度達到高速化，并能適應(yīng)任何基準信號，實現(xiàn)無噪音且具有全新的功能和用途。 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 3 頁 共 36 頁 (4) 電力電子智能化的進展，在一定程度上將信息處理與功率處理合一，使微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)一體化，其發(fā)展有可能引起電子技術(shù)的重大改革。有人甚至提出，電子學(xué)的下一項革命將發(fā)生在以工業(yè)設(shè)備和電網(wǎng)為對象的電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，電力電子技術(shù)將把人們帶到第二 次電子革命的邊緣。 167。 MATLAB和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)是一門實踐性較強的專業(yè)科學(xué)知識，基于 MATLAB 的虛擬實驗的設(shè)計思想 ,開發(fā)出相應(yīng)的仿真平臺，既可用于模擬實驗改善實驗條件，又可以成為自學(xué)的輔助工具?；?silmulink 模塊庫，可以對電力系統(tǒng)的發(fā)電輸電和用電三個方面進行建模與仿真，可以研究電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行，可以研究電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)。 167。 本文完成的主要內(nèi)容 本文闡述了 MATLAB 在電力電子技術(shù)上的應(yīng)用，介紹了 MATLAB 軟件的基本用法，以及 MATLAB 軟件在電力電子技 術(shù)上的應(yīng)用上的方法。 最后，在 MATLAB 的基礎(chǔ)上進行電力電子變流電路的仿真，運用現(xiàn)代仿真技術(shù)研究和比較各種電力電子變流電路。采用 MATLAB 對電力電子變流電路進行仿真研究，建立仿真模型提取電路元器件模塊，將電路元器件按原理圖連接起來組成仿真電路，設(shè)置模型參數(shù)，模型進行仿真。對電力電子變流電路進行研究比較。：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實驗設(shè)計 第 4 頁 共 36 頁 第 2 章 MATLAB 軟件在電力電子電路中的應(yīng)用 167。 MATLAB 軟件中 SIMPOWERSYSTEMS 里的典型元件庫，如電阻，電容，電感，變壓器，通用橋，開關(guān)器件等基本器件的調(diào)用方法 ；重要電路的建模方法，分析技巧與設(shè)計技術(shù)。 167。 如何調(diào)用基本電器元件功能模塊 （ 1）放置并設(shè)置交流電源 打開 SIMULINK LIBRARY BROWER 窗口，點擊 SIMPOWERSYSTEMS 模塊庫，點擊ELECTRICAL SOURCSE 模塊庫，用鼠標右鍵點擊交流電源模塊 AC VOLTAGE SOURCE,點擊 ADD to 文件名，便將交流電源模塊發(fā)送到文件中去，點擊交流電源模塊 AC VOLTAGE SOURCE ，可以設(shè)置電壓和頻率，然后雙擊該模塊，便彈出它的屬性對話框，模塊中已經(jīng)給了交流電模塊 美國電氣參數(shù)的國際單位制，點擊 OK 完成設(shè)置。 （ 2）放置并設(shè)置整流二極管 打開 SIMULINK LIBRARY BROWER 窗口，→點擊 SIMPOWERSYSTEMS 模塊庫，→點擊 ELECTRICAL SOURCSE 模塊庫，→用鼠標右鍵點擊整流二極管模塊 DIODE，點擊 ADD TO 文件名。點擊整流二極管模塊的名稱框，可以更改名稱，然后雙擊該模塊邊彈出它的屬性對話框，進行參數(shù)設(shè)置然后點擊 OK完成屬性參數(shù)的設(shè)置操作。 （ 3）放置電阻器，電感器，電容器 打開 SIMULINK LIBRARY BROWER 窗口，→ 點擊 SIMPOWERSYSTEMS 模塊庫，→點擊 ELECTRICAL SOURCSE 模塊庫，→鼠標 點擊串聯(lián)性分支模塊 SERIES RLC BRANCH ，→點擊 ADD TO 文件名。點擊串聯(lián)性分支模塊 SERIES RLC BRANCH 的名稱框，由于它包含有電阻器，電感器，電容器，他們的默認單位均為國際單位制，分別為Ω， H ， OK 便完成串聯(lián)性分支模塊的屬性設(shè)置操作。 （ 4） 放置地線模塊 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 5 頁 共 36 頁 在電路的方針模型中，沒有地線，計算機在作仿真計算時，若沒有零電位的參考點便無法發(fā)進行仿真，所以，必須防止 地線。地線在 SIMPOWERSYSTEMS 模塊庫的 CONNECTORS模塊庫。 MATLAB中，有二種類型的地線，既 INPUT GROUND和 OUTPUT GROUND。它們的區(qū)別在于連接線的方向不一樣。 （ 5） 設(shè)置仿真參數(shù) 點擊文件窗口，點擊 SIMULATION 按鈕，→點擊 SIMULAITION PARAMETERS,彈出一個方陣參數(shù)對話框，點 OK 可以完成仿真參數(shù)的設(shè)置操作。便可獲取仿真結(jié)果。 167。 在 MATLAB 中，已經(jīng)設(shè)計了單相和三相整流橋模塊，且在 MATLAB 中，它們有一個專門的名 字叫通用橋（ UNIVERSAL BRIDGE） .他們分為以下幾種拓撲結(jié)構(gòu)： （ 1） 由二極管構(gòu)成的不可控整流電路 /逆變橋電路 （ 2） 可控硅整流橋（ THYRISTOR）電路 /逆變橋電路 （ 3） GTODIODE 式可控整流電路 /逆變橋電路 （ 4） MOSFETDIODE 式可控整流電路 /逆變橋電路 （ 5） IGBTDIODE 式可控整流電路 /逆變橋電路 （ 6） 理想開關(guān)器件（ IDEAL SWITCH）式整流電路 /逆變橋電路 所以，在用 MATLAB 軟件構(gòu)建仿真模型時可以直接調(diào)用 UNIVERSAL BRIDGE 模塊，其調(diào)用和參數(shù)設(shè)置方法為： 打開 SI