【導讀】本文是用MATLAB/SIMULINK實現(xiàn)電力電子有關(guān)電路的計算機仿真的畢業(yè)設(shè)計。系統(tǒng)模型圖、及仿真結(jié)果圖。實驗過程和結(jié)果都表明：MATLAB在電力電子有關(guān)。尤其是電力系統(tǒng)工具箱－Power. SystemBlockset使得電力系統(tǒng)的仿真更加方便。其有兩個明顯功能：仿真與連接，即通過鼠標在模型窗口。畫出所系統(tǒng)的模型，然后可直接對系統(tǒng)仿真。這種做法使一個復(fù)雜系統(tǒng)模型建。立和仿真變得十分容易?？申P(guān)斷晶閘管等多種功率開關(guān)元件模型；電機模塊庫中包含了各種電機模型。如異步電動機、同步電動機、永磁同步電動機等。由于本文是對基本電路一個個進行仿真，采用實驗報告的方式會比較簡單，明了，所以格式會和一般的論文有所不同。

　　

【正文】 電路。它由共陰極接法的三相半波可控整流電路與共陽極接法的三相半波不可控整流電路 串聯(lián)而成，因此具有可控與不可控的特性。共陽極組三個整流二極管總是在自然換流點換流，使電流換到比陰極電位更低的一相，而共陰極組三個晶閘則要在觸發(fā)后才能換到陽極電位高的一個。輸出整流電壓 dU 的波形是三組整流電壓波形之和，改變共陰極組晶閘管的控制角 ? ，可獲得 20 的直流可調(diào)電壓。 具體電路如圖所示，電阻 PR 用滑線變阻 器，接成并聯(lián)形式。 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 22 圖 213三相橋式半控整流電路試驗原理圖 `實驗仿真： 三相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負載 啟動 matlab，進入 simulink 后新建文檔，繪制三相橋式半控整流電路模型如圖，雙擊各模塊，在出 現(xiàn)的對話框設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。 圖 214 仿真模型圖 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 交流電壓源的參數(shù)設(shè)置 打開參數(shù)設(shè)置對話框，按要求進行參數(shù)設(shè)置，主要的參數(shù)有交流峰值電壓，相位和頻率，三相電源的相位互差 120 ? ，設(shè)置交流峰值電壓為 100 V ，頻率為25 ZH 。 晶閘管的參數(shù)設(shè)置 nR = ? ， onL = H ， fV =0 ， R =50 ? ， sC =250 e ? 9 （ 250 ? 910? ）F 。 負載的參數(shù)設(shè)置 ??， ? ， infC? 脈沖發(fā)生器模塊（ Pulse）的參數(shù)設(shè)置 脈沖發(fā)生器模塊（ Pulse）的參數(shù)設(shè)置 是本例的難點，打開脈沖發(fā)生器模塊的參數(shù)設(shè)置對話框，對 Pulse,Pulse1,Pulse2 模塊進行參數(shù)設(shè)置。由于交流電壓源的頻率為 25Hz，則 Pulse,Pulse1,Pulse2 模塊中的脈沖通過“相位角延遲”對話框進行設(shè)置。 當控制角 ? =0? 時， Pulse 為 ， Pulse1 為 , Pulse2 為。當 ? =60? 時， Pulse 延遲 ， Pulse1 延遲 ， Pulse2 延遲。 打開仿真 /參數(shù)窗周期為 ，脈沖寬度設(shè)置為脈寬的 50%，脈沖寬度為5，脈沖移相角，選擇 ode23tb 算法，將相對誤差設(shè)置為 le — 3（ 1? 310? ），開始仿真時間為 0，停止時間設(shè)置為 。 設(shè)置好各模塊參數(shù)后，單擊工具欄的 ◣ 按鈕，得到仿真結(jié)果。 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 24 控制角為 0? 控制角為 60? 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 第三章 利用仿真軟件實施的輔助設(shè)計 直流升壓變換器設(shè)計 直流 升壓變換器（ Boost Chopper） 用于需要提升直流電壓的場合，其原理電路如圖 31 所示。圖中 IGBT 導通時，電流由電源 E 經(jīng)升壓電感 L 和開關(guān) VT形成回路，電感 L 的電流增加，電感儲能；當 IGBT 關(guān)斷時，電感產(chǎn)生的反電動勢和直 流電源電壓串聯(lián)后共同向負載供電，由于在 IGBT 關(guān)斷時電感的反電動勢和直流電源電壓串聯(lián)方向相同互相疊加，從而在負載側(cè)得到高于電源的電壓。二極管的作用是阻斷 IGBT 導通時，電容的放電回路。直流升壓變換器的輸出電壓 U0=1/1aE，其電感和電容值選擇，同樣可以通過仿真來確定。 已知直流電源 24V，要求將電壓提升到 100V，且輸出電壓的脈動控制在 10 %以內(nèi)，負載的等值電阻為 5Ω。設(shè)計一個直流升壓變換器并選擇斬波頻率、電感和電容參數(shù)。 仿真設(shè)計步驟： 1）根據(jù)直流升壓變換器原理電路建立變換器的仿真模型，如圖 32所示。 2）設(shè)置元器件參數(shù)。取脈沖發(fā)生器脈沖周期為 Ts=，脈沖占空比：a=U0E/U0=10024/100=，取脈沖寬度為 76%,初選 L= C=100uF。 圖 31 直流升壓斬波器 仿真模型圖 3）設(shè)置仿真參數(shù)，取仿真時間為 ，仿真算法 ode15. 觀察仿真結(jié)果，從圖 32 可見，選擇的參數(shù)以能滿足要求，輸出電壓達到100V，脈動在 10%以內(nèi)。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。浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 26 圖 32 圖 1 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 圖 2 圖 3 經(jīng)過 4種參數(shù)比較發(fā)現(xiàn)圖 3的仿真模型結(jié)果比較理想，因此得出結(jié)論周期要 小點電容要大點。 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 28 結(jié) 論 通過本次畢業(yè)設(shè)計，成功完成了對電力電子技術(shù)中的單相半波可控整流電路、單相橋式全控整流電路、三相半波可控整流電路、三相橋式半控整流電路、三相半波有源逆變電路 、直流升壓變換器 的計算機仿真實驗。通過實踐證明了MATLAB/SIMUINK 在電力電子仿真上的廣泛應(yīng)用。尤其在數(shù)值計算應(yīng)用最廣的電氣信息類學科中，熟練掌握 MATLAB 可以大大提高分析研究的效率。是理工科學生應(yīng)熟練掌握 的一門技術(shù)。 由于條件和作者水平有限，有關(guān)電力電子的其它方面，諸如直 直變換電路、直流電動機調(diào)速系統(tǒng)、自動控制原理等方面都沒有涉及。這些方面有待進一步的探索和研究，也是作者在今后工作中的重點 致 謝 畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成，作者對電力電子和 MATLAB 都有了進一步的了解和掌握，尤其是 MATLAB，在設(shè)計的過程中有了更好的掌握。 同時學習方法也在實驗的過程中有了提高，認識到光掌握書本上的知識是遠遠不夠的，那樣在實際應(yīng)用時很容易陷入無從下手的地步。還是要掌握技能，這樣在實際應(yīng)用時才能做到不慌亂。同時， 實驗中也經(jīng)歷了很多挫折，才真正體會到要想成功必須不怕困難，只要迎著困難而上才能克服它戰(zhàn)勝它。 實驗也得到了方建華老師的細心指導和時常的督促，才使我在實驗的過程中沒因為惰性和困難而退縮，更在我遇到解決不了問題的時候引導我，和我一起解決問題。 參考文獻 [1]林飛，杜欣 .電力電子技術(shù)與 MATLAB[M]仿真 .中國電力出版社 .2020 年 1 月 [2] 洪乃剛 .電力電子 ，電機控制系統(tǒng)的建模和仿真 [M].機械工業(yè)出版社 .2020年 2月 [3]王兆安 黃俊等 電力電子技術(shù) [M]（第四版）機械工業(yè)出版社 [4]張曉 華主編 控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與 CAD [M] 機械工業(yè)出版社 [5]李傳琦主編 電力電子技術(shù)計算機仿真實驗 [M] 電子工業(yè)出版社 [6] 劉錦波等 編著 .《 電機與拖動 》 .清華大學出版社 . 2020年 01月 [7]王沫然主編 MATLAB與科學計算 [M]（第二版） 電子工業(yè)出版社 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 29 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 30 浙江機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 31