【導(dǎo)讀】真技術(shù)研究和比較各種電力電子變流電路。人類社會(huì)生產(chǎn)生活發(fā)生了巨大變化?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為電力電子電路和系統(tǒng)的分析提供了嶄新的。方法，可以使復(fù)雜的電力電子電路系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得更加容易和有效。件，可以用于電力電子電路和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的仿真。

　　

【正文】 inf，并在參數(shù)頁(yè)最后的測(cè)量選擇中選擇“ voltage and current” ,這樣負(fù)載 R 的電壓和電流可以通過(guò)多路測(cè)量器觀測(cè)。如圖 44 圖 44 RLC 參數(shù)設(shè)置 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 36 頁(yè) （ 4）晶閘管觸發(fā)采用簡(jiǎn)單的脈沖發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生，脈沖發(fā)生器周期 T必須和交流電源 u2 同步。晶閘管的控制角α以脈沖的延遲時(shí)間 t 來(lái)表示 t=α T/360176。，其中α為控 制角， T=1/f,f 為交流電源頻率。α =30176。時(shí)的脈沖發(fā)生器參數(shù)設(shè)置如下表 12 項(xiàng)目 脈沖發(fā)生器 1 脈沖發(fā)生器 2 Pulse type Timebased Timebased Amplitude 1 1 Period Pulse width Phase delay 表 12脈沖發(fā)生器參數(shù)設(shè)置 模型仿真前設(shè)置仿真參數(shù)主要包括：開(kāi)始時(shí)間，終止時(shí)間，仿真類型，以及相對(duì)誤差，絕對(duì)誤差。 步長(zhǎng)大小要適中一般選可變步長(zhǎng)（ variablestep），仿真數(shù)值計(jì)算方法可選 ode15， ode23， ode45 等，這里仿真數(shù)值計(jì)算方法選擇了 ode45，仿真時(shí)間為 。如圖 45 圖 45 模型仿真參數(shù)設(shè)置 開(kāi)始仿真，在仿真計(jì)算完成后即可通過(guò)示波器來(lái)觀察仿真結(jié)果： （ 1）電阻負(fù)載時(shí)的仿真波形。 如圖 46 為仿真時(shí)間中電源 u2的波形 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 21 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 46 電源電壓 u2波形 如圖 47 上部分和下部分分別為α =30176。， R 的值為 2Ω時(shí)負(fù)載二點(diǎn)電壓和通過(guò)負(fù)載的電流波形。 圖 47 α =30176。時(shí)負(fù)載電阻兩端 電壓和電流波形 該電壓和電流都是脈動(dòng)的直流，反應(yīng)了電源的交流電經(jīng)過(guò)整流后形成為了直流電，實(shí)現(xiàn)了整流。因?yàn)槭请娮柝?fù)載，整流后的電壓和電流波形相同，但是縱坐標(biāo)的標(biāo)尺不同，電壓的幅值 Um=311V,電流的幅值 I=155A，與計(jì)算結(jié)果 Im=Um/R 相同。 如圖 48 下部分和上部分分別為晶閘管 VT1 兩端的電壓和通過(guò)晶閘管 VT1 的電流波形。 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 48 α =30176。時(shí) VT1 兩端的電壓和電流波形 通過(guò)晶閘管的電流僅是負(fù)載的一半，只有半個(gè)周期內(nèi)有電流通過(guò)晶閘管 VT1。并且通過(guò)比較可以看到晶閘管導(dǎo)通時(shí)晶閘管兩段電壓為零，在 4 個(gè)晶閘管都不導(dǎo)通時(shí)（ ~,~ 區(qū)間），每個(gè)晶閘管承受 u2/2 電壓，且晶閘管承受的最好反向電壓為電源電壓的峰值 311V，根據(jù)該電壓和電流可以選擇晶閘管的額定參數(shù)。 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(shí)間，重新啟動(dòng)仿真即可，在α =60176。如圖 49 圖 410。 圖 49α =60176。負(fù)載電阻兩端的電壓波形和電流波形 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 23 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 410 α =60176。晶閘管的電壓波形和電流波形 （ 2）電阻電感負(fù)載時(shí)的仿真。如果要研究電感性負(fù)載時(shí)整流器的工作狀況，只 需要重新設(shè)置負(fù)載參數(shù)，設(shè) RL 負(fù)載， R的值為 2Ω， L的值為 ，再次啟動(dòng)仿真。如圖 411 圖 412 電感中電流在啟動(dòng)時(shí)有一上升過(guò)程（圖 411 下部分），一個(gè)周期后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，電流是連續(xù)的，對(duì)應(yīng)的電壓波形出現(xiàn)負(fù)半周（圖 411上部分），使整流平均電壓較純電阻負(fù)載時(shí)減小。 圖 411 α =60176。負(fù)載電感兩端的電壓波形和電流波形 圖 412 α =60176。電感負(fù)載整流器晶閘管的電壓波形和電流波形 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 36 頁(yè) 通過(guò) 節(jié)對(duì)單相橋式全控整流電路仿真實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)描述，理解了 Matlab實(shí)驗(yàn)工具的使用，本課題以下章節(jié)對(duì)相關(guān)的 電力電子實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真。 167。 兩電平三相 PWM 電壓 逆變 器 該系統(tǒng)主要由兩個(gè)獨(dú)立的電路說(shuō)明兩個(gè)兩電平三相的 PWM 電壓源逆變器。 每個(gè) PWM 電壓源逆變器輸入為一個(gè)通過(guò)三相變壓器二次側(cè)得到的交流電，變壓器數(shù)據(jù)為： 1kw,208V/ rms 500 var 60Hz。 電路中所有轉(zhuǎn)換器屬于開(kāi)環(huán)控制，其中 PWM 發(fā)生器是屬于離散模塊的，這個(gè)模塊可在離散控制模塊庫(kù)中查找。 這兩個(gè)電路使用相同的直流電壓 (Vdc = 400V)、載波頻率 (1080 赫茲 )、調(diào)制指數(shù) (m = )與生成頻率 (f = 60 赫茲 )。 采用變 壓器漏電感和負(fù)載電容進(jìn)行諧波濾波。 這兩個(gè)電路是 : 三相、兩電平轉(zhuǎn)換器 (單 /三橋臂，六開(kāi)關(guān)器件 )。 三相、兩級(jí)轉(zhuǎn)換器 (雙 /三橋臂，十二開(kāi)關(guān)器件的 H 型結(jié)構(gòu) ) 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 25 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 420 仿真圖 圖 421 示波器 1 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 422 示波器 2 167。 PWM 整流器仿真 電路仿真一個(gè) 60赫茲電壓源通過(guò)一個(gè)交 直 交變換器輸出給 50赫茲 ,50千瓦負(fù)載。 由六脈沖二極管橋產(chǎn)生 600伏特、 60赫茲的電壓，用 IGBT構(gòu)成的兩級(jí)逆變產(chǎn)生直流電壓，其中 IGBT逆變采用脈寬調(diào)制 (PWM)，其載波頻率為 2千赫茲 。 圖 423 仿真圖 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 27 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 424 示波器 1 圖 425 示波器 2 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 36 頁(yè) 167。 GTO 閘流體轉(zhuǎn)換器仿真 通過(guò) GTO 連接成一個(gè)基本的極化緩沖器電路 (Ds,Rs 和 Cs)。緩沖器中的寄生電感 Ls 的對(duì)系統(tǒng)的影響也應(yīng)該考慮在內(nèi)。操作頻率是 1千赫和有效周期是 60%。 圖 426 仿真圖 圖 427 示波器 1 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 29 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 428 示波器 2 167。 三相交流電源經(jīng)電感后進(jìn)行三相整流，整流電力電子器件采用二極管，進(jìn)行不控整流，負(fù)載 10歐姆電阻。整流的電流是由一個(gè) 200mH 的電感過(guò)濾。 二極管與 RC回路并聯(lián)。 Diode2 和 Diode3 的測(cè)量輸出是用來(lái)觀察的二極管的電壓和電流。 圖 429仿真圖 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 430示波器顯示波形 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 31 頁(yè) 共 36 頁(yè) 結(jié)論 通過(guò)這個(gè)課題學(xué)習(xí) MATLAB 軟件的基本知識(shí)和使用技巧，熟練應(yīng)用在電力電子技術(shù)中的建模與仿真。運(yùn)用 MATLAB 對(duì)電力電子電路進(jìn)行仿真，研究和設(shè)計(jì)電力電子變流電路，對(duì)電力電子變流電路進(jìn)行仿真研究，對(duì)各種電力電子變流電路進(jìn)行研究比較，加深了對(duì)電力電子知識(shí)的認(rèn)識(shí)。通過(guò)老師與文獻(xiàn)的幫助，掌握 MATLAB軟件，會(huì)了一些簡(jiǎn)單的操作與應(yīng)用。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 共 36 頁(yè) 致謝 本論文是在 唐穗欣 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 整個(gè) 過(guò)程中的每個(gè)階段都得到了老師細(xì)心的指導(dǎo)。在 建模仿真 程序調(diào)試過(guò)程中，給與了我巨大的幫助，每當(dāng)我面對(duì) 問(wèn)題 不知所措的時(shí)候，都會(huì)給與我適時(shí)的點(diǎn)撥，令我受益匪淺，在 這一 過(guò)程中教會(huì)了我許多解決問(wèn)題的方法，也讓我學(xué)到了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)和鍥而不舍的學(xué)習(xí)精神。我衷心感謝 唐穗欣 老師對(duì)我的幫助。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)可以綜合理解大學(xué)期間所學(xué)的各種專業(yè)課程，對(duì)不同范圍的知識(shí)有了更加融會(huì)貫通的認(rèn)識(shí) ,提升了專業(yè)素養(yǎng)，同時(shí)也學(xué)會(huì)了應(yīng)當(dāng)如何面對(duì)，真正做到了在實(shí)踐中 學(xué)習(xí)和總結(jié) 。 武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 33 頁(yè) 共 36 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 洪乃剛 .電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [2] 李維波 .MATLAB 在電器工程中的應(yīng)用 .中國(guó)電力出版社， 2020. [3] 王正林 .MATLAB/Simulink 與控制系統(tǒng)仿真 .電子工業(yè)出版社 2020. [4] 陳桂明 .應(yīng)用 MATLAB 建模與仿真 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2020. [5] 張葛祥，李娜 .MATLAB 仿真技術(shù)與應(yīng)用 .清華大學(xué)出版社 .2020 [6] 工兆安等。電力電子技術(shù) [M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [7] 張 平 .MATLAB 基礎(chǔ)與應(yīng)用簡(jiǎn)明教程 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [8] 飛思科技產(chǎn)品研發(fā)中心編 . 應(yīng)用接口編程 .電子工業(yè)出版社， 2020 [9] 張森、張正亮編 .MATLAB 仿真技術(shù)與實(shí)例應(yīng)用教程 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [10] 周淵深主編 .電力電子技術(shù)與 MATLAB 仿真 [M].北京：中國(guó)電力出版社， 2020 [11] 應(yīng)建平主編 .電力電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [12](美 )鮑斯著，朱仁初等譯 .電力電子學(xué)與交流傳動(dòng) .西安交通大學(xué)出版社 , 2020 [13] 陳治明 .電力電子器件基礎(chǔ) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [14] 趙良炳 .現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：清華大學(xué)出版社， 1995 [15] 趙可斌，陳國(guó)雄 .電力電子交流技術(shù) .上海：上海交通大學(xué)出版社， 2020