【正文】 仿真模型 主電路的設(shè)計除要選擇開關(guān)器件和二極管外，還需要確定電感 L的參數(shù)，電感參數(shù)的計算是復(fù)雜的，但 是采用仿真卻很方便。 圖 降壓（ buck）斬波電路的仿真模型 28 設(shè)置模型參數(shù) 本仿真電路中的模塊參數(shù)設(shè)置如下：在“ SimPowerSystems/Electrical Sources”庫中選擇“ DC Voltage Source”直流電壓源模塊，在對話框中將直流電壓設(shè)置為 200V。負(fù)載電壓的波形如圖 所示。它用于需要提升直流電 壓的場合，其原理電路如圖 所示。這些可以通過仿真來確定。 （ 3） RLC 負(fù)載參數(shù)設(shè)置： R的值為 5Ω， L的值為 ， C 的值為 100181。 IGBT 兩端電壓和電流波形如圖 和圖 所示，負(fù)載兩端電壓波形如圖 。 （ 2）建立好仿真模型以后，選擇菜單選項 [Simulationsimulation parameters ]，將顯示仿真參數(shù)對話框，如圖 所示。 ②選擇仿真算法 在 SIMULINK 的仿真過程中選擇合適的算法是很重要的。 根據(jù)仿真步長， SIMULINK 中提供的常微分方程數(shù)值計算的算法大致可以分兩類： Variable Step：可變步長類算法，在仿真過程中可以自動調(diào)整步長，并通過減小步長來提高計算的精度。 仿真運行和觀測仿真結(jié)果 （ 1）在模型仿真過程中如果出現(xiàn)錯誤， SIMULINK 將會終止仿真并彈出一個標(biāo)題為“ Error Dialog”的帶有明顯出錯圖標(biāo)的錯誤提示框。如圖 所示，示波器模塊屬性的設(shè)置對用戶觀察和分析仿真結(jié)果影響很大，必須進行合適的屬性設(shè)置才能得到滿意的顯示效果。數(shù)據(jù)的保存格式有三種：“數(shù)組”（ Array）格式，用于只有一個輸入變量的數(shù)據(jù)保存格式；“帶時間變量的 結(jié)構(gòu)”（ Structure with time） 格式，用于同時保存波形數(shù)據(jù)和時間；“結(jié)構(gòu)”（ Structure）格式，用于僅保存波形數(shù)據(jù)。 應(yīng)用 Matlab／ Simulink 仿 真 設(shè)計的方法來對電力電子電路進行分析和計算，避免了常規(guī)分析方法中繁瑣的繪圖和計算過程 , 得到了一種較為直觀、快捷分析電路的新方法。在這里我要忠心的感謝一直以來在我身邊關(guān)心我、幫助我的老師、同學(xué)、朋友和家人。 41 。他們在我遇到困，情緒低落的時候安慰我、鼓勵我，給我信心與力量，讓我能夠很好的解決問題，從而順利的完成課題的研究及論文的編寫工作。 38 參考文獻(xiàn) [1] 林飛 ,杜欣 . 電力電子應(yīng)用技術(shù)的 MATLAB 仿真 [M]. 北京 :中國電力出版社 ,2021： 93120. 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New York:John Wileyamp。這時，用戶需要保證示波器中變量的格式和仿真參數(shù)設(shè)置中變量的格式保持一致。 “保存數(shù)據(jù)至工作區(qū)間”復(fù)選框：數(shù)據(jù)在顯示的同時被保存到 MATLAB 工作區(qū)間中。該對話框分如下四個部分： 36 圖 錯誤信息對話框 ① Message：信息類型，如模塊錯誤，連線警告等； ② Source：模型中出錯的模塊名； ③ Reported by：出錯信息來源，如 SINMULINK、 Stateflow、 Workshop 等； ④ Summary：出錯信息概括。一般而言，使用變步長的自適應(yīng)算法 是比較好的選擇。由于動態(tài)系統(tǒng)的差異性，使得某種算法對某類問題比較有效，而另外算法對另一類問題更有效。 圖 仿真參數(shù)設(shè)置對話框 ①設(shè)置仿真時間 35 設(shè)置仿真時間非常重要，它決定了模型仿真的時間或取值區(qū)域，其設(shè)置完全根據(jù)待仿真系統(tǒng)的特性確定，反映在輸出顯示上就是示波器的橫軸坐標(biāo)值的取值范圍。如果需要進一步減少輸出電壓波動，可以提高脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖的周期，并選擇多組 LC參數(shù)比較以得到更滿意的結(jié)果。 （ 4）設(shè)置仿真參數(shù)，取仿真時間 3ms，仿真算法采用 ode23tb。 31 圖 升壓（ boost）斬波電路的仿真模型 設(shè)置模型參數(shù) （ 1）取脈沖發(fā)生器脈沖周期為 ，脈沖寬度為 50%。二極管的作用是阻斷IGBT 導(dǎo)通時，電容的放電回路。 30 圖 可關(guān)斷晶閘管 GTO 的電流波形 升壓斬波電路的仿真 升壓變換器的工作原理 升壓（ Boost）變換器是一種輸出電壓等于或高于輸入電壓的單管非隔離直流變換器。 在“ Simulink/Sources”庫中選擇“ Pulse Generetor”，對話框中脈沖周期“ Period（ secs）”設(shè)置為 ，脈沖寬度“ Pulse Width（ % of period）”設(shè)置為 50，其 他設(shè)置保持為缺省值。模型中連接了兩個示波器，用來分別測量 GTO 的輸出電壓、電流和負(fù)載的輸出電壓、電流。在這兩種工作方式之間有一個工作邊界，稱為電感電流臨界連續(xù)狀態(tài)，即在開關(guān)管關(guān)斷期末，濾波電感的電流剛好降為零。調(diào)節(jié) 開關(guān)器件VT 的通斷周期。這種電路，電壓是電壓源性質(zhì)、負(fù)載為電流源性質(zhì)。 DCDC變換器的基本手段都是通過開關(guān)器件的通斷，使帶有濾波器的負(fù)載線路與直流電源一會兒接通，一會兒斷開，在負(fù)載上得到另一個等級的直流電壓。 DCDC變換器的主要功能是變換直流電壓等級，隔離變壓器則根據(jù)需要選取，其基本的作用是輸入 輸出之間的隔離，也可進行變壓。 25 阻感負(fù)載的仿真結(jié)果見附錄一中（ 3）所示。當(dāng)觸發(fā)角 a 為 0176。 （ 5）觸發(fā)角設(shè)置：給的 a 設(shè)置為 0176。 （ 4） 6 脈沖發(fā)生器設(shè)置：頻率為 60Hz，脈沖寬度取 10176。、 120176。負(fù)載和控制角可以按需要設(shè)定。 模型中負(fù)載的輸出電壓和電流是通用電壓和電流直接測量的。 建立仿真模型 三相橋式全控整流電路的仿 真使用 MATLAB 模型庫中的三相橋和觸發(fā)器的集成模塊是很方便的。 圖 三相橋式全控整流電路原理圖 6 個晶閘管依次相隔 60176。時晶閘管的電流波形和電壓波形 如果要觀察在其他控制角下，整流器的工作情況，只需修改脈沖觸發(fā)器的延遲時間，重新啟動仿真即可。 圖 α =30176。在仿真計算完 成后即可以通過示波器來觀察仿真的結(jié)果。 在本仿真電路中，將仿真時間設(shè)為 ，選擇 ode45 仿真算法，最大步長設(shè)為 1e3。時的脈沖發(fā)生器參數(shù)設(shè)置見表 。 （ 4）本電路中晶閘 管的觸發(fā)采用簡單的脈沖觸發(fā)器（ Pulse Generator）來產(chǎn)生，脈沖發(fā)生器的脈沖周期Τ必須和交流電源 u2 同步。在電壓設(shè)置中要輸入的是電壓峰值，在該欄中鍵入“ 220*sqrt(2)”。 設(shè)置模型參數(shù) 設(shè)置模型參數(shù)是保證仿真準(zhǔn)確和順利的重要一步，有些參數(shù)是由仿真任務(wù)規(guī)定的。整流器的負(fù)載選用了RLC 串聯(lián)電路，可以通過參數(shù)設(shè)置來改變電阻、電感和電容的組合。移動鼠標(biāo)則可以將晶閘管模塊復(fù)制到其他 位置。組成單相橋式全控整流電路的主要元器件有交流電源、晶閘管、 RLC 負(fù)載等，提取元器件模塊的路徑見表 。在 MATLAB 的菜單欄上點擊 File，選擇 New，在彈出的菜單中選擇 Model，這時出現(xiàn)一個空白的方針平臺，在這平臺上可以繪制電路的仿真模型。 單相橋式整流電路的仿真 單相橋式全控整流電路的工作原理 單相橋式全控整流電路如圖 所示，電路由交流電源 u整流變壓器 T、晶閘管 VT1VT負(fù)載電阻 R以及觸發(fā)器電路組成。二極管、晶閘管是常用的整流器件，現(xiàn)在采用全控型器件的 PWM 方式整流器也越來越多。⑤矢 量模塊庫：序列分析器等。主要有①控制模塊庫：內(nèi)有同步 6 脈沖發(fā)生器、 PWM 發(fā)生器、時鐘、三相可編程電源等。 （ 6）測量模塊庫 (Measurements)： 包括電流、電壓等測量模塊，該部分模型用來采集線路的電壓或電流 值。 （ 4）電機模塊庫 (Machines)： 此部分有異步電動機、勵磁系統(tǒng)、水輪電機及其監(jiān)測系統(tǒng)、永磁同步電機、簡化的同步電機、同步電機。這部分可以仿真交流輸電線裝置。利用這些庫模塊及其它庫模塊，可以方便、直觀地建立各種系統(tǒng)模型并進行仿真。圖 所示為打開儀器儀表模塊庫（ Sinks）子模型 庫后的窗口。窗口中部的空白部分是繪制仿真模型框圖的空間 ，這是對系統(tǒng)仿真的主要工作平臺。在SIMULINK 工作窗口上方標(biāo)題欄上，“ untitled”表示一個尚未命名的新文件，在其上方右側(cè)是最小化、最大化和關(guān)閉三個按鈕。 （ 5）如果系統(tǒng)框圖繪制不完整或仿真過程中出現(xiàn)計算不收斂的情況，會給出一定的出錯提示信息，但是這提示不一定準(zhǔn)確，這是軟件還不夠完備的地方。 （ 2）畫完系統(tǒng)框圖，設(shè)置好仿真參數(shù)，即可啟動仿真。SIMULINK是 Simulation和 Link兩個英文單詞的縮寫，意思是仿真鏈接， MATLAB模型庫都在此 環(huán)境中使用，從模型庫中提取放到 SIMULINK 的仿真平臺上進行仿真。 （ 3）工作空間（ Workspace） 工作空間（ Workspace）是指接受 MATLAB 命令的內(nèi)存區(qū)域，存儲著命令窗口輸入的命令和創(chuàng)建的所有變量值。 （ 2）命令窗口（ Command Window） 9 命令窗口是用戶與 MATLAB 進行交