【導讀】畢業(yè)論文(設計)起止時間：。石河子大學機電學院畢業(yè)設計。單相橋式全控整流及有源逆

　　

【正文】 ，多個復選框組成一 個復選框組時，可使用戶在一組狀態(tài)中作組合式的選擇，或稱為多選項。 （ 5） 文本編輯器 (Editable Texts)：用來使用鍵盤輸入字符串的值，可以對編輯框中的內(nèi)容進行編輯、刪除和替換等操作 。 （ 6） 靜態(tài)文本框 (Static Texts)：僅僅用于顯示單行的說明文字。 （ 7） 滾動條 (Slider)： 可輸入指定范圍的數(shù)量值。 （ 8） 邊框 (Frames)：在圖形窗口圈出一塊區(qū)域。 （ 9） 列表框 (List Boxes)：在其中定義一系列可供選擇的字符串。 （ 10） 彈出式菜單 (Popup Menus)： 讓用戶從一列菜單項中選擇一項作為參數(shù)輸入。 （ 11） 坐標軸 (Axes)： 用于顯示圖形和圖象 。 3． 控件對象的屬性 (Attributes of controller object) 用戶可以在創(chuàng)建控件對象時，設定其屬性值，未指定時將使用系統(tǒng)缺省值。 兩大類控件對象屬性： 第一類是 所有控件對象都具有的公共屬性，第二類是控件對象作為圖形對象所具有的屬性。 GUI 開發(fā)環(huán)境 (GUI Development Environment, GUIDE) MATLAB 提供了一套可視化的創(chuàng)建圖形窗口的工具，使用用戶界面開發(fā)環(huán)境可方便的創(chuàng)建 GUI應用程序 , 它可以根據(jù)用戶設計的 GUI 布局，自動生成 M 文件的框架，用戶使用這一框架編制自己的應用程序。 MATLAB 提供了一套可視化的創(chuàng)建圖形用戶接口 （ GUI） 的 工具，包括： 1． 布局編輯器 (Layout Editor)在圖形窗口中加入及安排對象。布 局編輯器是可以啟動用戶界面的控制面板，上述工具都必須從布局編輯器中訪問，用 guide 命令可以啟動，或在啟動平臺窗口中選擇 GUIDE 來啟動布局編輯器。 2． 幾何排列工具 (Alignment Tool)調(diào)整各對象相互之間的幾何關系和位置 3． 屬性編輯器 (Property Inspector)查詢并設置屬性值 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 16 4． 對象瀏覽器 Object Browser)用于 獲得當前 MATLAB 圖形用戶界面程序中所有的全部對象信息，對象的類型，同時顯示控件的名稱和標識，在控件上雙擊鼠標可以打開該控件的 屬性編輯器。 5． 菜單編輯器 (Menu Editor)建立窗口菜單條的菜單和任何構(gòu)成布局的彈出菜單 在 MATLAB 中， GUI 的設計是以 M文件的編程形式實現(xiàn)的， GUI 的布局代碼存儲在 M 文件和 MAT 文件中，而在 MATLAB6 中有了很大的改變， MATLAB6 將 GUI 的布局代碼存儲在 FIG文件中，同時還產(chǎn)生一個 M 文件用于存儲調(diào)用函數(shù)，在 M文件中不再包含 GUI 的布局代碼，在開發(fā)應用程序時代碼量大大減少。 GUI 程序設計 (GUI Program design) 包括圖形界面的設計和功能設計兩個方面 設 計 一個簡單的用戶圖形界面用于所設計的各種仿真電路的打開 1． 設計步驟： （ 1） 在布局編輯器中布置控件 。 （ 2） 使用幾何位置排列工具 對控件的位置進行調(diào)整。 （ 3） 設計控件的屬性 。 （ 4） 設置其他繪圖屬性。 2． 設置控件的標識 (Set the Tag of controller) 控件的標識 (Tag)是對于各控件的識別 ,每個控件載創(chuàng)建時都會由開發(fā)環(huán)境自動產(chǎn)生一個標識 ,在程序設計中 ,為了編輯、記憶和維護的方便 ,一般為控件設置一個新的標識。 3． 編寫代碼 (Edit code) GUI 圖形界面的功能 ,還是要通過一 定的設計思路和計算方法 ,由特定的程序來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)程序的功能，還需要在運行程序前編寫一些代碼，完成程序中變量的賦值、輸入輸出、計算及繪圖等工作。 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 17 第 3 章 單相橋式全控整流及有源逆變電路 的 MATLAB 仿真 單相橋式全控整流及有源逆變電路的 原理和 仿真模型 單相橋式全控整流及有源逆變電路的原理 圖 31為 單 相 橋 式 整 流 帶 電 阻 電 感 性 負載 ，其 輸出 負載 R用 D42 三相可調(diào)電 阻 器， 將兩 個 900Ω 接成 并 聯(lián) 形式，電 抗 Ld用 DJK02 面板上的 700mH，直流電壓、電流 表均 在 DJK02面板上。 觸發(fā) 電路采用 DJK031 組件掛 箱 上的 “ 鋸齒 波同 步 移相 觸發(fā) 電路 Ⅰ ” 和 “ Ⅱ ” 。 圖 32為 單 相 橋 式有源 逆 變 原 理圖，三相電源經(jīng)三相不控 整 流， 得到 一 個 上 負 下正 的直流電源，供 逆 變 橋 路使用， 逆 變 橋 路 逆 變 出 的交流電壓經(jīng) 升 壓變壓器 返 饋回 電 網(wǎng) 。 “ 三相不控 整 流 ”是 DJK10上的一 個 模 塊 ，其 “ 心 式變壓器 ” 在 此做 為 升 壓變壓器用， 從晶閘管逆 變 出 的電壓接 “ 心 式變壓器 ” 的 中 壓 端 Am、 Bm， 返 回 電 網(wǎng) 的電壓 從 其 高 壓 端 A、 B輸出 ，為了避免 輸出 的 逆 變電壓過 高而 損壞 心 式變壓器，故 將 變壓器接成 Y/Y接 法 。圖 中 的電 阻 R、電 抗 Ld和 觸發(fā) 電路 與 整 流所用相同。 V T 4AV T 1U1V T 3鋸齒波觸發(fā)電路DJK031掛件VV T 6Ld三相電源輸出RI1 圖 31 單相橋式整流實驗原理圖 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 18 ＋LdV T 4V T 3VA1DJK031掛件R三相不控整流－三相電源輸出三相電源輸出AV T 1三相心式變壓器B1 U1I1V T 6鋸齒波觸發(fā)電路 圖 32 單相橋式有源逆變電路實驗原理圖 . 單相橋式全控整流及有源逆變電路的仿真模型 （ 1）首先建立一個仿真的新文件，命名為 danxiang。 （ 2）提取電路與器件模塊，組成上述電路的主要元件有交直流電源，晶閘管、 RLC 負載、脈沖信號發(fā)生器、選路器等。 表 31 元器件名稱及路徑 元器件名稱 提取元器件路徑 交流電源 AC Power system blockset/electrical sources /Acvoltage source 晶閘管 Power system blockset/power electronics/thyristor RLC串聯(lián)電路 Power system blockset/elements/series RLC branch 脈沖信號發(fā)生器 Simulink/source/pulse generator 選路器 Simulink/Signal Routing/Selector （ 3）將器件建立系統(tǒng)模型圖如下 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 19 圖 33 單相橋式全控整流及有源逆變電路 仿真模型使用模塊的參數(shù)設置 電源電壓皆為 100V(有效值 )、頻率 50Hz，晶閘管參數(shù)為默認值；選擇仿真終止時間為 ，采用變步長算法 ode23tb(stiff／ TR． BDF2)。負載可以根據(jù)需要設成純電阻、純電感、阻感等，此例中為電阻負載 R=2Ω ， α =120? ? 圖 34 Pulse1 參數(shù)設置對話框 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 20 圖 35 選路器 Selectoe 參數(shù)設置對話框 圖 36 晶閘管設定 模型仿真及仿真結(jié)果 圖 37 單相橋式全控整流及有源逆變電路 （電阻負載 R=2）仿真曲線 ? =120? 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 21 圖 38 電阻負載 R= L= 的仿真曲線 ? =120? 實驗結(jié)果分析 當 ? =120? 90? 時 , 負載電壓 Ud 的波形負面積大于正面積，平均值為負值；輸出電流Id 的方向沒變，故負載有 ? =60? 90? 時的消耗功率轉(zhuǎn)變?yōu)?? =120? 90? 時的回饋功率，這正是整流到逆變的 轉(zhuǎn)換。 從圖和圖可以看出，仿真測試的結(jié)果與結(jié)論分析的結(jié)果基本一致。 第一，帶阻抗負載時，電流逐漸增大，經(jīng)過幾個周期后達到穩(wěn)態(tài)，電路的工作情況與理論分析基本一致。 第二，帶電阻負載時，電源電壓過零時，晶閘管自然管段；帶阻感負載時，一對橋臂導通是另一對橋臂的兩個晶閘管承受反壓而關斷，每周期換相兩次。 第三，帶電阻負載時，負載電阻電壓和電流的波形相同，呈線性關系；帶阻感負載時，電流變化很小，這是由于電感對負載電流其平波作用。 第四，在實際電路設計中，需考慮 R、 L 的具體參數(shù)，可以通過改變仿真模型中 R、 L的值進行分析 。 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 22 第 4 章 三相半波整流及有源逆變電路的 MATLAB 仿真 三相半波整流及有源逆變電路 (阻感性負載 )的原理和仿真模型。 三相半波整流電路用了三只晶閘管，與單相電路比較，其輸出電壓脈動小，輸出功率。不足之處是晶閘管電流即變壓器的副邊電流在一個周期內(nèi)只有 1/3 時間有電流流過，變壓器利用率較低。圖中晶閘管用 DJK02 正橋組的三個，電阻 R 用 D42 三相可調(diào)電阻， 將兩個 900 Ω接成并聯(lián)形式， Ld 電感用 DJK02 面板上的 700mH，其三相觸發(fā)信號由 DJK023 提供。直流電壓、電流表由 DJK02 獲得。 三相半波整流電路實驗原理圖 晶閘管、電感 L、電阻 R同三相半波可控整流電路，直流電源用 DJK0l 上的勵磁電源，其中 DJK 中的心式變壓器用作升壓變壓器使用，變壓器接成 Y/Y 接法，逆變輸出的電 壓接心式變壓器的中壓端 Am、 Bm、 Cm，返回電網(wǎng)的電壓從高壓端 A、 B、 C 輸出。直流電壓、電流表均在 DJK02 上。 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 23 三相半波整流逆變電路實驗原理圖 三相半波整流及有源逆變電路的仿真模型 根據(jù)原理圖利用 SIMULINK 中電力電子模塊庫 建立相應的仿真模型如圖所示。 三相半波整流及有源逆變電路模型 仿真模型使用模塊的參數(shù)設置 （ 1）三相電源。正弦對稱交流電，幅值為 50V，頻率為 50Hz， Ua， Ub,Uc 初相位分別為0? ， 120? ,120? 。 （ 2）六脈沖同步信號發(fā)生器 6pulse 內(nèi)部構(gòu)造 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 24 （ 3） 晶閘管參數(shù)設置如圖 （ 4）阻感性負載 R=1Ω 、 L= 選擇仿真 終止時間為 ，采用變步長算法 ode23tb(stiff／ TR． BDF2) （ 4）三相半波可控整流器模型 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 25 模型仿真及仿真結(jié)果 ： 負載電壓、電流和電壓平均值波形 150??? 實驗結(jié)果分析 : 由圖可見，當 150???時，變流裝置工作在逆變狀態(tài)，負載電壓 Ud 為負值；而 E Ud? ，所以負載電流 E UdId R?? 的方向不變， 其值取決于表達式分子分母的大小。正因為負載電流 Id方向不變，負載電壓 Ud方向發(fā)生了改變，才導致能量傳遞方向的逆轉(zhuǎn)。 逆變角 b及逆變電壓的計算 三相半波電路在整流和逆變范圍內(nèi)，只要電流連續(xù)，每個晶閘管的導通角都是 2p/3，故不論控制角 a為何值，直流側(cè)輸出電壓的平均值和 a 的關系都為 為分析和計算方便起見，電路進 入逆變狀態(tài)時，通常用逆變角 b 表示。規(guī)定 b 角計算的起始點為控制角 a＝ p處，計算方法為自 a＝ p（ b＝ 0）的起始點向左方計算，因此控制角和逆變角的關系是 a＋ b＝ p，或 b＝ p－ a。 石河子大學機電學院畢業(yè) 設計 26 第 5 章 三相橋式整流及有源逆變電路的 MATLAB 仿真 三相橋式整流及有源逆變電路 的原理和 仿真模型 三相橋式整流及有源逆變電路 的原理 實驗線路 如 圖 51及圖 52所示。主電路由三相全控 整 流電路及作為 逆 變直流電源的三相不控 整 流電路組成， 觸發(fā) 電路為 DJKO21中 的 集 成 觸發(fā) 電路，由 KCO KC4l、 KC42等 集成 芯 片 組 成，可 輸出 經(jīng) 高 頻 調(diào)制 后 的 雙窄 脈沖 鏈 。 集 成 觸發(fā) 電路的 原 理可參 考 有 關 內(nèi)容，三相 橋 式 整 流及 逆 變電路的 工 作 原 理可參見電力電子技術 教材 的有 關 內(nèi)容。 圖 中 的 R用D42三相可調(diào)電 阻 ， 將 兩 個 900Ω 接成 并 聯(lián) 形式；電 感 Ld在 DJK02面板上， 選 用 700mH，直流電壓、電流 表 由 DJK02獲得 。 在三相 橋 式有源 逆 變電路 中 ，電 阻 、電 感與 整 流的一 致 ， 而三相不控 整 流及 心 式變壓器 均 在 DJK10掛件上，其 中 心 式變壓器用作 升 壓 U1V T 3K1K4G6K5V T 1正橋功放I1三相電源輸出AG3RG5K3Uc1