【正文】 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 脈沖發(fā)生器模塊 P P P P P6的相位延遲時(shí)間分別設(shè)置為 、 、 、 、 ，其它設(shè)置與 P1相同。 打開(kāi)菜單 [SimulationConfiguration Parameters]，選擇ode23tb算法，同時(shí)設(shè)置仿真結(jié)束時(shí)間為 s。 (3) 仿真及結(jié)果。開(kāi)始仿真。在仿真結(jié)束后雙擊示波器模塊，得到整流器的電流波形、輸出電壓和電壓平均值如圖555所示。 由圖可見(jiàn)，觀測(cè)到的整流電壓平均值與計(jì)算值 Vd= Vs cosa?= 220 cos60176。 =445 V一致。 讀者可以自己動(dòng)手，改變觸發(fā)角、負(fù)荷的電阻、電感大小，重新仿真，并觀察波形的變化。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 555 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 驅(qū)動(dòng)電路模塊 電力電子器件工作時(shí)需要有正確的門(mén)極控制信號(hào)，產(chǎn)生控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路是電力電子線路必不可少的組成部分。由于晶閘管和其它自關(guān)斷電力電子器件的驅(qū)動(dòng)要求不同，因此 SimPowerSystems庫(kù)提供了兩種驅(qū)動(dòng)模塊，一種適用于晶閘管電路，另一種適用于強(qiáng)迫換流器件電路。 同步 6脈沖發(fā)生器 1. 原理與圖標(biāo) 同步 6脈沖發(fā)生器 (Synchronized 6Pulse Generator)用于產(chǎn)生三相橋式整流電路晶閘管的觸發(fā)脈沖。其模塊圖標(biāo)如圖556所示。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 556 同步 6脈沖發(fā)生器模塊圖標(biāo) 第 5章 電力電子電路仿真分析 2. 外部接口 同步 6脈沖發(fā)生器模塊有 5個(gè)輸入端和 1個(gè)輸出端。 輸入端 alpha_deg是移相控制角輸入端，單位是“ 176。 ”。該控制角可與“常數(shù)”模塊相連，也可與控制電路輸出信號(hào)相連。 輸入端 AB、 BC、 CA用于接入線電壓 VAB、 VBC和 VCA的同步測(cè)量信號(hào)。 輸入端 Block是 6脈沖發(fā)生器模塊的使能端，用于控制觸發(fā)脈沖的輸出，在該端口置 0時(shí)，有脈沖輸出；置 1時(shí)，則沒(méi)有脈沖輸出。該端口可以用作過(guò)電流保護(hù)和直流逆變系統(tǒng)中整流器工作狀態(tài)的選擇。 輸出端 pulses輸出晶閘管 6個(gè)觸發(fā)脈沖信號(hào)。 第 5章 電力電子電路仿真分析 3. 參數(shù)設(shè)置 雙擊同步 6脈沖發(fā)生器模塊，彈出該模塊的參數(shù)對(duì)話框，如圖 557所示。該對(duì)話框中含有如下參數(shù)： (1) “同步電壓頻率” (Frequency of synchronisation voltages)文本框：通常就是晶閘管主電路的三相電源頻率，單位為 Hz。 (2) “脈沖寬度” (Pulse width)文本框：?jiǎn)挝粸椤?176。 ”。 (3) “雙脈沖觸發(fā)” (Double pulsing)復(fù)選框：點(diǎn)擊該復(fù)選框，發(fā)生器發(fā)出間隔 60176。 的雙脈沖。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 557 同步 6脈沖發(fā)生器模塊參數(shù)對(duì)話框 第 5章 電力電子電路仿真分析 【 例 】 設(shè)計(jì)電路，用同步 6脈沖發(fā)生器觸發(fā)例 路，并得到與例 、電流波形和電壓平均值。觀察同步 6脈沖發(fā)生器的輸出波形。 解： (1) 按圖 558搭建仿真電路模型，選用的各模塊的名稱及提取路徑見(jiàn)表 511。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 558 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 模 塊 名 提 取 路 徑 同步 6 脈沖發(fā)生器 6 Pu lse Generator SimPow erSyste ms/Extra L i br a ry /C ontrol Bl oc ks 通用橋式電路模塊 U niversal B ridge SimPow erSyste ms/Electrical S ources 可編程三相電壓源 Vs SimPow erSyste ms/Pow er Elec triics 串聯(lián) RLC 支路 R SimPow erSyste ms/Eleme nts 中性點(diǎn)模塊 no de 10 SimPow erSyste ms/Eleme nts 電壓 表 模塊 VR SimPow erSyste ms/Measureme nts 電流 表 模塊 IR SimPow erSyste ms/Measureme nts 三相電壓電流測(cè)量表 V I M SimPow erSyste ms/Measureme nts 信號(hào)分離模塊 Dem ux Simulin k/ Signal Routing 階躍函數(shù)模塊 S tep Simulin k/Source s 常數(shù)模塊 Constan t Simulin k/Source s 有效值測(cè)量模塊 RMS SimPow erSyste ms/Extra L ibr a ry /Meas ur eme nt s 示波器 Scop e Simulin k/Sinks 表 511 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 (2) 設(shè)置模塊參數(shù)和仿真參數(shù)。主電路的參數(shù)與例 致。以下主要關(guān)心同步 6脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置。 主電路上的三相電壓電流測(cè)量模塊 VI M的輸出為三相線電壓有效值，因此，移相控制角設(shè)置為 30176。 。使能端口的階躍函數(shù)模塊 Step初始值為 1，在 。 雙擊同步 6脈沖發(fā)生器模塊，按圖 559設(shè)置參數(shù)。 打開(kāi)菜單 [SimulationConfiguration Parameters]，選擇ode23tb算法，同時(shí)設(shè)置仿真結(jié)束時(shí)間為 s。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 559 例 6脈沖發(fā)生器模塊參數(shù)設(shè)置 第 5章 電力電子電路仿真分析 (3) 仿真及結(jié)果。開(kāi)始仿真。在仿真結(jié)束后雙擊示波器模塊，仿真波形和圖 555完全相同。 圖 560和圖 561分別是同步 6脈沖發(fā)生器模塊在寬脈沖觸發(fā)和雙脈沖觸發(fā)方式下的觸發(fā)脈沖波形。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 560 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 561 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 同步 12脈沖發(fā)生器 1. 原理與圖標(biāo) 同步 12脈沖發(fā)生器 (Synchronized 12Pulse Generator)用于產(chǎn)生兩組同步 6脈沖信號(hào)以觸發(fā)十二相變換器的開(kāi)關(guān)器件，其模塊圖標(biāo)如圖 562所示。 十二相變換器一般由兩組三相橋式電路串聯(lián)或并聯(lián)組成，整流變壓器可采用 Y/Y△ 或△ /Y△ 連接。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 562 12脈沖發(fā)生器模塊圖標(biāo) 第 5章 電力電子電路仿真分析 2. 外部接口 同步 12脈沖發(fā)生器模塊有 5個(gè)輸入端和 2個(gè)輸出端。 輸入端 alpha_deg是移相控制角輸入端，單位是“ 176。 ”。該控制角可與“常數(shù)”模塊相連，也可與控制電路輸出信號(hào)相連?？刂平桥c同步 6脈沖發(fā)生器一樣，既可以是固定值，也可以是變化值。 輸入端 A、 B、 C用于接入同步相電壓 VA、 VB和 VC的測(cè)量信號(hào)， VA、 VB和 VC為整流變壓器一次側(cè)的相電壓。 輸入端 Block是同步 12脈沖發(fā)生器模塊的使能端，用于控制觸發(fā)脈沖的輸出，在該端口置 0時(shí)，有脈沖輸出；置 1時(shí)，則沒(méi)有脈沖輸出。 第 5章 電力電子電路仿真分析 同步 12脈沖發(fā)生器模塊的兩個(gè)輸出端輸出兩組脈沖信號(hào)，每組各有 6個(gè)脈沖，其中 PY輸出端輸出的脈沖信號(hào)用于觸發(fā)與變壓器二次側(cè) Y型繞組連接的三相橋式變換器， PD輸出端輸出的脈沖用于觸發(fā)與變壓器二次側(cè) Δ型繞組連接的三相橋式變換器。 PD側(cè)脈沖信號(hào)滯后 PY側(cè)脈沖信號(hào) 30176。 。 同步 12脈沖發(fā)生器與同步 6脈沖發(fā)生器一樣，有寬脈沖和雙脈沖兩種觸發(fā)方式，它的參數(shù)設(shè)置與 6脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置相同。 【 例 】 如圖 563所示，構(gòu)建 12相變換器電路，觀測(cè)12相變換器的各開(kāi)關(guān)器件上的電壓和直流側(cè)電壓，觀察同步12脈沖發(fā)生器的輸出波形。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 563 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 解： (1) 按圖 563搭建仿真電路模型，選用的各模塊的名稱及提取路徑見(jiàn)表 512。 表 512 例 模 塊 名 提 取 路 徑 同步 12 脈沖發(fā)生器 12 PG SimPow erSyste ms/Extra L ibr a ry /C ontrol Bl oc ks 通用橋式電路模塊 Y 和 D SimPow erSyste ms/Pow er Elec tri ics 可編程三相電壓源 Vs SimPow erSyste ms/Electrical S ources 分布參數(shù)線路模塊 Line SimPow erSyste ms/Eleme nts 三相雙繞組變壓器模塊 T SimPow erSyste ms/Eleme nts 接地模塊 G1 和 G2 SimPow erSyste ms/Eleme nts 三相電壓電流測(cè)量表 V I M SimPow erSyste ms/Measureme nts 信號(hào)分離模塊 Dem ux Simulin k/ Signal Routing 常數(shù)模塊 C1 和 C2 Simulin k/Source s 萬(wàn)用表模塊 D V olt a ge SimPow erSyste ms/ Mea sur em ents 示波器 Scop e Simulin k/Sinks 第 5章 電力電子電路仿真分析 (2) 設(shè)置模塊參數(shù)和仿真參數(shù)。雙擊三相雙繞組變壓器模塊，按圖 564設(shè)置參數(shù)。雙擊通用橋式電路模塊 Y，按圖565設(shè)置參數(shù)。雙擊通用橋式電路模塊 D，按圖 566設(shè)置參數(shù)。雙擊分布參數(shù)線路模塊，按圖 567設(shè)置參數(shù)。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 564 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 565 例 Y參數(shù)設(shè)置 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 566 例 D參數(shù)設(shè)置 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 567 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 設(shè)置 12脈沖發(fā)生器的同步頻率為 50 Hz，脈寬為 20176。 ，寬觸發(fā)方式。三相電壓源 Vs的線電壓有效值為 500 kV，頻率為 50 Hz，初始相角為 0176。 。主電路上的三相電壓電流測(cè)量模塊 VI M輸出相電壓有效值。兩個(gè)常數(shù)模塊均設(shè)置為 0。萬(wàn)用表模塊中，選擇觀測(cè)通用橋式電路模塊 D的 6個(gè)開(kāi)關(guān)器件上的電壓值和 12相整流器直流側(cè)的直流電壓值。 打開(kāi)菜單 [SimulationConfiguration Parameters]，選擇ode23tb算法，同時(shí)設(shè)置仿真結(jié)束時(shí)間為 s。 第 5章 電力電子電路仿真分析 ( 3 ) 仿真及結(jié)果 。 開(kāi)始仿真。在仿真結(jié)束后雙擊示波器模塊，仿真波形如圖 5 68 所示 。圖中波形從上向下依次為通用橋式電路模塊 D 開(kāi)關(guān)器件 1 ～ 6 上的電壓和 十二 相整流器直流側(cè)電壓?？梢?jiàn)，觀測(cè)到的整流側(cè)電壓平均值與計(jì)算值V d = 6 2 V s co s α / π = 540 kV 一致。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 568 例 第 5章 電力電子電路仿真分析 讀者可以自己動(dòng)手，觀測(cè)通用橋式電路模塊 Y上的電壓波形，或者改變觸發(fā)角，重新仿真，并觀察波形的變化。 圖 569和圖 570分別是同步 12脈沖發(fā)生器模塊 PY和 PD端口在寬脈沖觸發(fā)方式下的觸發(fā)脈沖波形。 從 PY和 PD端口的觸發(fā)脈沖波形可以看到， PD端口的觸發(fā)脈沖滯后 PY端口的觸發(fā)脈沖 30176。 。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 569 例 PY端口觸發(fā)波形 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 570 例 PD端口觸發(fā)波形 第 5章 電力電子電路仿真分析 PWM脈沖發(fā)生器 1. 原理與圖標(biāo) PWM脈寬調(diào)制方式在逆變器控制中使用很廣泛，并且在整流電路中也開(kāi)始得到應(yīng)用。 SimPowerSystems庫(kù)的 PWM脈沖發(fā)生器向二電平的變換器提供 PWM脈沖。 PWM脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖路數(shù)由受控的橋式電路橋臂決定。單相橋式電路需要 2路觸發(fā)脈沖。第 1路脈沖觸發(fā)上橋臂開(kāi)關(guān)器件，第 2路脈沖觸發(fā)下橋臂開(kāi)關(guān)器件，如圖 571所示。 第 5章 電力電子電路仿真分析 圖 571 單相橋式電路與脈沖的關(guān)系 第 5章 電力電子電路仿真分析 二相橋式電路需要 4路觸發(fā)脈沖。第 3路脈沖觸發(fā)上橋臂開(kāi)關(guān)器件，第 4路脈沖觸發(fā)下橋臂開(kāi)關(guān)器件，如圖 572所示。 圖 572 二相橋式電路與脈沖的