【正文】 從晶閘管逆 變 出 的電壓接 “ 心 式變壓器 ” 的 中 壓 端 Am、 Bm， 返 回 電 網(wǎng) 的電壓 從 其 高 壓 端 A、 B輸出 ，為了避免 輸出 的 逆 變電壓過 高而 損壞 心 式變壓器，故 將 變壓器接成 Y/Y接 法 。 表 31 元器件名稱及路徑 元器件名稱 提取元器件路徑 交流電源 AC Power system blockset/electrical sources /Acvoltage source 晶閘管 Power system blockset/power electronics/thyristor RLC串聯(lián)電路 Power system blockset/elements/series RLC branch 脈沖信號發(fā)生器 Simulink/source/pulse generator 選路器 Simulink/Signal Routing/Selector （ 3）將器件建立系統(tǒng)模型圖如下 石河子大學機電學院畢業(yè) 設(shè)計 19 圖 33 單相橋式全控整流及有源逆變電路 仿真模型使用模塊的參數(shù)設(shè)置 電源電壓皆為 100V(有效值 )、頻率 50Hz，晶閘管參數(shù)為默認值；選擇仿真終止時間為 ，采用變步長算法 ode23tb(stiff／ TR． BDF2)。 第二，帶電阻負載時，電源電壓過零時，晶閘管自然管段；帶阻感負載時，一對橋臂導通是另一對橋臂的兩個晶閘管承受反壓而關(guān)斷，每周期換相兩次。 三相半波整流電路用了三只晶閘管，與單相電路比較，其輸出電壓脈動小，輸出功率。 三相半波整流電路實驗原理圖 晶閘管、電感 L、電阻 R同三相半波可控整流電路，直流電源用 DJK0l 上的勵磁電源，其中 DJK 中的心式變壓器用作升壓變壓器使用，變壓器接成 Y/Y 接法，逆變輸出的電 壓接心式變壓器的中壓端 Am、 Bm、 Cm，返回電網(wǎng)的電壓從高壓端 A、 B、 C 輸出。正弦對稱交流電，幅值為 50V，頻率為 50Hz， Ua， Ub,Uc 初相位分別為0? ， 120? ,120? 。規(guī)定 b 角計算的起始點為控制角 a＝ p處，計算方法為自 a＝ p（ b＝ 0）的起始點向左方計算，因此控制角和逆變角的關(guān)系是 a＋ b＝ p，或 b＝ p－ a。 圖 中 的 R用D42三相可調(diào)電 阻 ， 將 兩 個 900Ω 接成 并 聯(lián) 形式；電 感 Ld在 DJK02面板上， 選 用 700mH，直流電壓、電流 表 由 DJK02獲得 。主電路由三相全控 整 流電路及作為 逆 變直流電源的三相不控 整 流電路組成， 觸發(fā) 電路為 DJKO21中 的 集 成 觸發(fā) 電路，由 KCO KC4l、 KC42等 集成 芯 片 組 成，可 輸出 經(jīng) 高 頻 調(diào)制 后 的 雙窄 脈沖 鏈 。正因為負載電流 Id方向不變，負載電壓 Ud方向發(fā)生了改變，才導致能量傳遞方向的逆轉(zhuǎn)。 石河子大學機電學院畢業(yè) 設(shè)計 23 三相半波整流逆變電路實驗原理圖 三相半波整流及有源逆變電路的仿真模型 根據(jù)原理圖利用 SIMULINK 中電力電子模塊庫 建立相應(yīng)的仿真模型如圖所示。圖中晶閘管用 DJK02 正橋組的三個，電阻 R 用 D42 三相可調(diào)電阻， 將兩個 900 Ω接成并聯(lián)形式， Ld 電感用 DJK02 面板上的 700mH，其三相觸發(fā)信號由 DJK023 提供。 第四，在實際電路設(shè)計中，需考慮 R、 L 的具體參數(shù)，可以通過改變仿真模型中 R、 L的值進行分析 。 從圖和圖可以看出，仿真測試的結(jié)果與結(jié)論分析的結(jié)果基本一致。 V T 4AV T 1U1V T 3鋸齒波觸發(fā)電路DJK031掛件VV T 6Ld三相電源輸出RI1 圖 31 單相橋式整流實驗原理圖 石河子大學機電學院畢業(yè) 設(shè)計 18 ＋LdV T 4V T 3VA1DJK031掛件R三相不控整流－三相電源輸出三相電源輸出AV T 1三相心式變壓器B1 U1I1V T 6鋸齒波觸發(fā)電路 圖 32 單相橋式有源逆變電路實驗原理圖 . 單相橋式全控整流及有源逆變電路的仿真模型 （ 1）首先建立一個仿真的新文件，命名為 danxiang。 觸發(fā) 電路采用 DJK031 組件掛 箱 上的 “ 鋸齒 波同 步 移相 觸發(fā) 電路 Ⅰ ” 和 “ Ⅱ ” 。 2． 設(shè)置控件的標識 (Set the Tag of controller) 控件的標識 (Tag)是對于各控件的識別 ,每個控件載創(chuàng)建時都會由開發(fā)環(huán)境自動產(chǎn)生一個標識 ,在程序設(shè)計中 ,為了編輯、記憶和維護的方便 ,一般為控件設(shè)置一個新的標識。 GUI 程序設(shè)計 (GUI Program design) 包括圖形界面的設(shè)計和功能設(shè)計兩個方面 設(shè) 計 一個簡單的用戶圖形界面用于所設(shè)計的各種仿真電路的打開 1． 設(shè)計步驟： （ 1） 在布局編輯器中布置控件 。 MATLAB 提供了一套可視化的創(chuàng)建圖形用戶接口 （ GUI） 的 工具，包括： 1． 布局編輯器 (Layout Editor)在圖形窗口中加入及安排對象。 （ 11） 坐標軸 (Axes)： 用于顯示圖形和圖象 。 （ 7） 滾動條 (Slider)： 可輸入指定范圍的數(shù)量值。 （ 3） 單選框 (Radio Button)： 單個的單選框用來在兩種狀態(tài)之間切換，多個單選框組成一 個單選框組時，用戶只能在一組狀態(tài)中選擇單一的狀態(tài)，或稱為單選項。 每種控件都有一些可以設(shè)置的參數(shù)，用于表現(xiàn)控件的外形、功能及效果，既屬性。 控件對象及屬性 1． GUI 控件對象類型 (The mode of controller object) 控件對象是事件響應(yīng)的圖形界面對象。 選擇 Simulink 菜單下的 start 選項來啟動仿真，如果模型中有些參數(shù)沒有定義，則會出現(xiàn)錯誤信息提示框。 ④ 仿真精度的定義（對于變步長模式） Relative tolerance（相對誤差）：它是指誤差相對于狀態(tài)的值，是一個百分比，缺省值為 1e3，表示狀態(tài)的計算值要精確到 %。 ③ 步長參數(shù)：對于變步長模式，用戶可以設(shè)置最大的和推薦的初始步長參數(shù)，缺省情況下，步長自動地確定，它由值 auto 表示。 ode3：固定步長的二 /三階龍格－庫塔法。 discrete：當 Simulink 檢查到模型沒有連續(xù)狀態(tài)時使用它。它能解決某些 ode15s 所不能有效解決的 stiff 問題。 ode15s：是一種基于數(shù)字微分公式的解法器（ NDFs）。 ode23：二 /三階龍格－庫塔法，它在誤差限要求不高和求解的問題不太難的情況下，可能會比 ode45 更有效。 變步長模式解法器有： ode45， ode23， ode113， ode15s， ode23s， ode23t， ode23tb和 discrete。 ② 仿真步長模式：用戶在 Type 后面的第一個下拉選項框中指定仿真的步長選取方式，可供選擇的有 Variablestep（變步長）和 Fixedstep（固定步長）方式。 （ 1） Solver 頁 此頁可以進行的設(shè)置有：選擇仿真開始和結(jié)束的時間；選擇解法器，并設(shè)定它的參數(shù)；選擇輸出項。 1．設(shè)置仿真參數(shù)和選擇解法器 設(shè)置仿真參數(shù)和選擇解法器，選擇 Simulation 菜單下的 Parameters 命令，就會彈出一個仿真參數(shù)對話框，它主要用三個頁面來管理仿真的參數(shù)。 4．線的分支：按住鼠標右鍵，在需要分支的地方拉出即可以。選中 Vector Line Widths 則可以顯示出向量引出線的寬度，即向量信號由多少個單一信號合成。 石河子大學機電學院畢業(yè) 設(shè)計 13 SIMULINK 線的處理 SIMULINK 模型的構(gòu)建是通過用線將各種功能模塊進行連接而構(gòu)成的。其中 Open function 屬性是一個很有用的屬性，通過它指定一個函數(shù)名，則當該模塊被雙擊之后， Simulink 就會調(diào) 用該函數(shù)執(zhí)行，這種函數(shù)在MATLAB 中稱為回調(diào)函數(shù)。參數(shù)設(shè) 定窗口包含了該模塊的基本功能幫助，為獲得更詳盡的幫助，可以點擊其上的 help 按鈕。名稱在功能模塊上的位置也可以變換 180 度，可以用 Format 菜單中的 Flip Name 來實現(xiàn)，也可以直接通過鼠標進行拖曳。在菜單 Format 中選擇 Flip Block 旋轉(zhuǎn) 180 度，選擇 Rotate Block 順時針旋轉(zhuǎn) 90 度。 （ 3）刪除：選中模塊，按 Delete 鍵即可。此時可以對模塊進行以下的基本操作。 （ 3） SIMULINK 提供了對子系統(tǒng)進行封裝的功能，用戶可以自定義子系統(tǒng)的圖標和設(shè)置參數(shù)對話框。 （ 2）將功能模塊由模塊庫窗口復制到模型窗口。 （ 5）測量設(shè)備模型 該部分模型是用來采集線路的電壓或電流值的電壓表和電流表。 （ 3）電機設(shè)備模型 此部分有異步電動機 (Asynchronous Machine)、勵磁系統(tǒng) (Excitation System)、水輪電機及其監(jiān)測系統(tǒng) (Hydraulic Turbine and Governor(HTG))、永磁同步電機（ Permanent Mag Synchronous Machine)、簡化的同步電機 (Simplified Synchronous Machine)、同步電機 (Synchronous Machine)。 （ 1）電路元件模型 該部分包括斷路器（ Breaker)、分布參數(shù)線 (Distribute Parameter Line)、線性變壓器 (Linear Transformer)、并聯(lián) RLC負荷 (Parallel RLC Load)， II型線路參數(shù) (II Section Line)、飽和變壓器 (Saturable Transformer)、串聯(lián) RLC 支路（ Series RLC Branch)、串聯(lián) RLC負荷 (Series RLC load)、過電壓自動裝置（ Surge Arrester)。Systems)和子系統(tǒng)模塊組 (Subsystems)幾個部分，此外還有和各個工具相與模塊集之間的聯(lián)系構(gòu)成的子模塊組，用戶還可以將自己編寫的模塊組掛靠到整個模型庫瀏覽器下。 SIMULINK 啟動 在 MATLAB命令窗口中輸入 simulink，結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個稱為 Simulink Library Browser 的窗口，在這個窗口中列出了按功能分類的各種模塊的名稱 。模型創(chuàng)建完成后，可以啟動系統(tǒng)的仿真功能分 析系統(tǒng)的動態(tài)特性，其內(nèi)置的分析工具包括各種仿真算法、系統(tǒng)線性化、尋求平衡點等。通過工作空間窗口打開所選的變量時，該編輯器啟動。 7． MATLAB 的搜索路徑： (Searching Path) MATLAB 定義的一系列文件路徑的組合，缺省狀態(tài)下包括當前路徑和已安裝的全部工具箱的路徑。還可用 cd 命令在命令窗口設(shè)置當前目錄，如： cd c:\mydir 可將 c 盤上的 mydir目錄設(shè)為當前工作目錄。 欲查看工作空間的情況，可以在命令窗口鍵入命令 whos（顯示存在工作空間全部變量的名稱、大小、數(shù)據(jù)類型等信息）或命令 who（只顯示變量名）。 3．工作空間窗口： (Workspace Window) 用于儲存各種變量和結(jié)果的空間，顯示變量的名稱、大小、字節(jié)數(shù)及數(shù)據(jù)類型，對變量進行觀察、編輯、保存和刪除。 （ 3）改變桌面設(shè)置： (Setting) File 菜單中 Preference 對話框中設(shè)置。制圖法功能 石河子大學機電學院畢業(yè) 設(shè)計 9 在 MATLAB 工具箱中被組織成 5 個 文件夾： 二 維數(shù)圖表 （ graph2d）、 三維圖表 （ graph3d）專業(yè)化圖表 （ specgraph）、 制圖法 （ graphics）、 圖形用戶界面工具 （ uitools）。 sparfuni 稀 疏 矩陣。 矩陣求逆、矩陣特征值、貝塞爾函數(shù)等； matfun 矩陣函數(shù)－用數(shù)字表示的線性代數(shù)。 (2) MATLAB 數(shù)學函數(shù)庫 (Math Function Library)： 數(shù)學和分析功能在 MATLAB 工具箱中被組織成 8個 文件夾。在設(shè)計研究單位和工業(yè)開發(fā)部門， MATLAB 被廣泛的應(yīng)用于研究和解決各種具體問題。 MATLAB 將矩陣運算、數(shù)值分析、圖形處理、編程技術(shù)結(jié)合在一起，為用戶提供了一個強有力的科學及工程問題的分析計算和程序設(shè)計工具，它還提供了專業(yè)水平的符號計算、文字處理、可視化建模仿真和實時控制等功能，是具有全 部語言功能和特征的新一代軟件開發(fā)平臺。證實了該方法的簡便直觀、高效快捷和真實準確性。 研究方向主要為直流 交流變換，即對逆變進行建模仿真，根據(jù)負載性質(zhì)不同，逆變主要分為有源逆變及無源逆變。而這樣的數(shù)學模型是很復雜的，即使建立起來了，用計算機編程實現(xiàn)得到真實的仿真結(jié)果也需要花大量的時間精力來編程和調(diào)試。如果通 過實驗來檢驗，就要將設(shè)計的系統(tǒng)用元件安裝出來再進行調(diào)試和試驗，不能滿足要求時，要更換元件甚至要重新設(shè)計、安裝、調(diào)試，往往要反復多次才能得到滿意的結(jié)果。 simulation。 關(guān)鍵詞： Matla