【文章內(nèi)容簡介】 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。可將電阻值設為非常小的值(如千分之一)以解決上述問題。二極管模塊的導通電感值要取得非常小。若以上參數(shù)選擇得不當。IGBT和續(xù)流二極管中的電流會有強烈的振蕩現(xiàn)象，嚴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果有時有很大差別；同時，適當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）時晶閘管導通。觸發(fā)脈沖的寬度要使陽極電流Iak能大于設定的晶閘管擎住電流，晶閘管才能正常導通，否則在導通過程中，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)向關斷。導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斷，但是晶閘管承受反向電壓的時間應大于設置的關斷時間Tq，否則，盡管門極信號為零，晶閘管還可能導通，因此關斷時間是表示晶閘管內(nèi)載流子復合的時間，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負載為純電阻時，R=5歐，觸發(fā)角α=30度時。（1）設置模型參數(shù)如下：1）：電源參數(shù)設置：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)設置：一次繞組聯(lián)結選擇Delta（D11），線電壓為380V，二次繞組聯(lián)結選擇Y，線電壓為15V，其他參數(shù)可以保持默認值。3）：三相晶閘管整流器參數(shù)設置：使用默認值。4）：RLC負載參數(shù)設置：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)角設置：給定alph設置為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: = 。,。為了使負載電流連續(xù)且脈動小通常使串接的電感L值較大。負載電壓的平均值為： （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：設直流降壓變壓器電源電壓E=200V，輸出電壓Ua=100V，電阻負載為5歐。觀察IGBT和二極管的電流波形，并設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）：在模型中設置參數(shù)，設置電源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)可以保持默認值。（2）：，算法采用ode15s。啟動仿真。（3）：仿真結果。 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V處于斷態(tài)時E和L共同向電容C充電步{向負載R提供能量。設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)，負載的等值電阻為5歐。設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）：設置元件參數(shù)。，脈沖寬度為50%，C的值為100uF。（3）：設置仿真參數(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控制技術在逆變電路中的應用十分廣泛，目前中小功率的逆變電路幾乎都采用了PWM技術。逆變電路是PWM控制技術最為重要的應用場合。PWM逆變電路也可以分為電壓型和電流型兩種。目