【文章內(nèi)容簡介】 rminator(電氣終止)模塊，以消除米連接端日警告。另外，需要注意很多開關(guān)器件在MATLAB中等效為電流源，不能自接與電感串聯(lián)。通?？蓪⑵渑c電阻并聯(lián)，再與電感串聯(lián)。圖26 IGBT模塊在實際仿真中，IGBT模塊的導(dǎo)通電感取nH數(shù)量級。其緩沖電阻取為無窮大，緩沖電容取為零。其電流上升時間和下降時間取為ｕs數(shù)量級。IGBT的并聯(lián)諧振電容用串聯(lián)電阻、電感、電容模塊來實現(xiàn)。電感值設(shè)為零，電容值為理論計算的諧振電容值。但此時電阻值若取為零則仿真時會出錯?？蓪㈦娮柚翟O(shè)為非常小的值(如千分之一)以解決上述問題。二極管模塊的導(dǎo)通電感值要取得非常小。若以上參數(shù)選擇得不當(dāng)。IGBT和續(xù)流二極管中的電流會有強烈的振蕩現(xiàn)象，嚴(yán)重時兩端電壓也會出現(xiàn)強烈的振蕩現(xiàn)象。在仿真過程中，要注意選擇合適的算法，不同的算法對同一模型的計算時間及結(jié)果有時有很大差別；同時，適當(dāng)減小絕對容差和相對容差(在變步長算法中)可加快仿真。通常電力電子仿真中大量存在非線性環(huán)節(jié)，算法ode15比較適用。晶閘管是可控整流電路常用的整流器件，在模塊庫中晶閘管模型有兩種，一種是較詳細的模型，其模型名為detailed thyristor，可設(shè)置參數(shù)較多；另一種是簡化的模型，模型名為thyristor，參數(shù)設(shè)置簡單。圖27 晶閘管模塊圖晶閘管模型在晶閘管承受正向電壓，而且門極有正的觸發(fā)脈沖信號（g0）時晶閘管導(dǎo)通。觸發(fā)脈沖的寬度要使陽極電流Iak能大于設(shè)定的晶閘管擎住電流，晶閘管才能正常導(dǎo)通，否則在導(dǎo)通過程中，如果在陽極電流還小于擎住電流時，門極信號已經(jīng)為零（g=0）,則晶閘管仍要轉(zhuǎn)向關(guān)斷。導(dǎo)通的晶閘管在陽極電流下降到零，或者晶閘管承受反向電壓時晶閘管關(guān)斷，但是晶閘管承受反向電壓的時間應(yīng)大于設(shè)置的關(guān)斷時間Tq，否則，盡管門極信號為零，晶閘管還可能導(dǎo)通，因此關(guān)斷時間是表示晶閘管內(nèi)載流子復(fù)合的時間，是晶閘管陽極電流減少為零后到晶閘管能再次施加正向電壓而不會誤導(dǎo)通的一段時間間隔。圖 28 PWM脈沖發(fā)生器模塊圖28是一種新的PWM脈沖發(fā)生器，它是由三角波發(fā)生器和比較器構(gòu)成。調(diào)制原理就是以三角波與輸入的占空比信號(調(diào)制波)相比較，在三角波與調(diào)制波的相交點處產(chǎn)生脈沖的前后沿。三角波頻率可以在對話框中設(shè)置，且三角波的幅值固定為1。調(diào)制波有兩種產(chǎn)生方式，一種是由PWM脈沖發(fā)生器自動生產(chǎn)，另一種在脈沖發(fā)生器輸入端有外部輸入。點擊對話框的內(nèi)調(diào)制信號生產(chǎn)欄前的方塊，則選中了內(nèi)調(diào)制信號生產(chǎn)模式，對話框出現(xiàn)了調(diào)制度、輸出電壓頻率和輸出電壓相位三項參數(shù)設(shè)置欄。在采用內(nèi)調(diào)制信號生產(chǎn)模式時，調(diào)制波固定為正弦波，即SPWM調(diào)制方式，設(shè)置的調(diào)制度、輸出電壓頻率和輸出電壓相位三項參數(shù)實際上是內(nèi)部產(chǎn)生的調(diào)制正弦波的參數(shù)。選中內(nèi)調(diào)制信號生成方式后，模塊的輸入端就不用連接了。當(dāng)選擇外部輸入調(diào)制信號時，調(diào)制波的頻率和相位則由外部輸入的信號波決定，但是外部輸入的信號波形幅值不能大于1。第三章 基于SIMULINK的常用電力電子電路建模 三相橋式整流電路 [2]。如圖31所示: 圖31 三相橋式整流電路圖 ， ,VT2 ,VT3 ,VT4 VT5 ,，共陰極組VT1 ,VT3 , ,VT2 ,VT6也依次差120度。三相全橋的特點：1） 負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動較小、易濾波時使用三相整流電路。應(yīng)用最為廣泛。2） 共陰極組—陰極連接在一起的3個晶閘管(VT1，VT3 ，VT5 ) 。3） 共陽極組—陽極連接在一起的3個晶閘管(VT4，VT6 ，VT2 ) 。4） 注意編號順序:5和2，一般不特別說明，均采用這樣的編號順序。5）由于零線平均電流為零，所以可以不用零線。對于每相二次電源來說，一個工作周期中，即有正電流，也有負(fù)電流，所以不存在直流磁化問題，提高了繞組利用率。圖32 三相橋式全控整流電路(帶電阻負(fù)載a =300時的波形)建立如下三相橋式全控整流電路模型，電源相電壓為220V，同步變壓器輸出線電壓為15V。觀察整流器在不同負(fù)載，不同觸發(fā)角時整流器輸出電壓、電流波形，測量其平均值，并觀察整流器交流側(cè)電流波形和分析其主要次諧波。三相橋式全控整流電路仿真模型如圖32所示。圖 33 三相橋式整流仿真圖當(dāng)負(fù)載為純電阻時，R=5歐，觸發(fā)角α=30度時。（1）設(shè)置模型參數(shù)如下：1）：電源參數(shù)設(shè)置：三相電源的電壓峰值為220V*sqrt（2），頻率為50Hz，相位分別為0176。、120176。、240176。2）：同步變壓器參數(shù)設(shè)置：一次繞組聯(lián)結(jié)選擇Delta（D11），線電壓為380V，二次繞組聯(lián)結(jié)選擇Y，線電壓為15V，其他參數(shù)可以保持默認(rèn)值。3）：三相晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置：使用默認(rèn)值。4）：RLC負(fù)載參數(shù)設(shè)置：R的值為5歐，L的值為0，C的值為inf。5）：6脈沖發(fā)生器設(shè)置：頻率為50 Hz，脈沖寬度取1176。，選擇雙脈沖觸發(fā)方式。6）：觸發(fā)角設(shè)置：給定alph設(shè)置為60176。 斬波電路 直流斬波電路實驗的內(nèi)容包括兩種最基本的斬波電路:降壓斬波電路和升壓斬波電路。 降壓斬波電路 圖34所示的是降壓斬波電路的原理圖。降壓斬波電路的基本原理是: = 。,。為了使負(fù)載電流連續(xù)且脈動小通常使串接的電感L值較大。負(fù)載電壓的平均值為： （31） 式中31，= ton/T ，稱為占空比a ≤1，調(diào)節(jié)a的大小即可改變輸出電壓的大小。由上式可見，降壓斬波電路的輸出電壓低于電源電壓。 a b圖34 a)降壓斬波電路的原理圖 b)工作波形圖根據(jù)以上建立如圖35的降壓斬波電路模型：設(shè)直流降壓變壓器電源電壓E=200V，輸出電壓Ua=100V，電阻負(fù)載為5歐。觀察IGBT和二極管的電流波形，并設(shè)計電感和輸出濾波電容值。如圖34直流降壓斬波仿真電路。（1）：在模型中設(shè)置參數(shù)，設(shè)置電源E電壓為200V，電阻的阻值為5歐，脈沖發(fā)生器脈沖周期T=。脈沖寬度為50%，IGBT和二極管的參數(shù)可以保持默認(rèn)值。（2）：，算法采用ode15s。啟動仿真。（3）：仿真結(jié)果。 圖35 直流降壓斬波器仿真圖 升壓斬波電路圖36所示為升壓斬波電路的原理圖。在V處于通態(tài)期間，因C值很，.。設(shè)V處于通態(tài)的時間為ton,.此階段電感L上積蓄的能量為EI1ton 。當(dāng)V處于斷態(tài)時E和L共同向電容C充電步{向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于斷態(tài)的時間為toff.，則在此期間電感L釋放的能量為(U0E) I1 toff.。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中電感L積蓄的能量與釋放的能量相等，即: (32 ) 化簡得: （33）升壓斬波電路的輸出電壓高于電源電壓。 a b圖36 a)升壓斬波電路的原理圖 b)工作波形圖建立如圖37升壓斬波電路模型：已知直流電源200V，要求將電壓提升到400V，且輸出電壓的脈動控制在5%以內(nèi)，負(fù)載的等值電阻為5歐。設(shè)計一個直流升壓交流器，并選擇斬波頻率、電感、電容參數(shù)。（1）：根據(jù)直流升壓變流器原理電路圖建立交流器的仿真模型，如圖52a所示。（2）：設(shè)置元件參數(shù)。，脈沖寬度為50%，C的值為100uF。（3）：設(shè)置仿真參數(shù)，取仿真時間3 ms，仿真算法采用ode15。 37 直流升壓變流器仿真模型 逆變電路 SPWM逆變電路PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用十分廣泛，目前中小功率的逆變電路幾乎都采用了PWM技術(shù)。逆變電路是PWM控制技術(shù)最為重要的應(yīng)用場合。PWM逆變電路也可以分為電壓型和電流型兩種。目前實際應(yīng)用的PWM逆變電路幾乎都是電壓型電路，因此，在這里主要用電壓型PWM逆變電路的控制方法[7]。根據(jù)PWM控制的基本原理，如果給出逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)，PWM波形中個脈沖的寬度和間隔就可以正確計算出來。按照計算結(jié)果控制逆變電路中的各開關(guān)器