【正文】 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)。電力電子技術(shù) [M]。 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(zhuān)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(zhuān)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) 。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。 ：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。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。 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。 二極管與 RC回路并聯(lián)。 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。操作頻率是 1千赫和有效周期是 60%。 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)。 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 。 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。 采用變 壓器漏電感和負(fù)載電容進(jìn)行諧波濾波。 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。 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。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。 圖 411 α =60176。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。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。如圖 49 圖 410。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)。 ：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。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。 圖 47 α =30176。 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。 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 。α =30176。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。 （ 3）負(fù)載 RLC， R 的值 2Ω， L的值 0， C的值為 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)。測(cè)量選擇選中電壓“ voltage，”u2 的數(shù)據(jù)可以送入多路測(cè)量器。 （ 1）交流電壓源 u2，電壓為 220V，頻率為 50Hz，初始相位為 0176。 。 模型中使用了兩種測(cè)量?jī)x器，示波器（ SCOPE）和多路測(cè)量器（ MULTIMETER）。將元器件連接組成仿真模型如圖 42 圖 42 單相橋式整流電路模型 在 SIMULINK 模型庫(kù)中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的單相橋式整流觸發(fā)器模型，這里使用了 2個(gè)脈沖發(fā)生器來(lái)分別 VT1 和 VT3， VT2 和 VT4 的觸發(fā)脈沖。在仿真模型串口的菜單上調(diào)出模型庫(kù)瀏覽器，在模型庫(kù)中提取適合的模塊放到仿真平臺(tái)上。同時(shí)也可以在 FILE 菜單下給文件命名。 （ 1）首先建立一個(gè)仿真模型文件。在變壓器二次電壓 u2的正半周觸發(fā)晶閘管 VT1 和 VT4，在 u2 的負(fù)半周觸發(fā)晶閘管 VT2 和 VT3，在負(fù)載電阻上可以得到方向不變的直流電，改編晶閘管的控制角可以調(diào)節(jié)輸出直流電壓和電流的大小。 167。 由于電力電子器件自身的非關(guān)聯(lián)性，給電力電子電路和系統(tǒng)的分析了一定的復(fù)雜性和困難，一般常用波形分析和分段線(xiàn)性化處理的方法來(lái)研究電力電子電路。 圖 311 自關(guān)斷器件實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖 其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是 自關(guān)斷器件及其驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路的研究（可根據(jù)需要選擇一種或幾種自關(guān)斷器件）以及自關(guān)斷器件構(gòu)成的直流斬波調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。 圖 311是自關(guān)斷器件實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)原理圖，圖中直流主電源由主控制屏 DK01 上的二極管接成單相橋式整流電路，經(jīng)電容濾波（ LB）后得到。 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 36 頁(yè) 它的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路及原理 ：本實(shí)驗(yàn)分別由 GTO、 GTR、 MOSFET、 IGBT 等自關(guān)斷器件構(gòu)成直流電動(dòng)機(jī)斬波調(diào)速電路，通過(guò)控制自關(guān)斷器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，改變斬波器輸出電壓脈寬，從而改變直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速。 167。實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路如圖 310 所示。交流調(diào)壓器應(yīng)采用寬脈沖或雙窄脈沖進(jìn)行觸發(fā)。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖羌由罾斫馊嘟涣髡{(diào)壓電路的工作原理和了解三相交流調(diào)壓電路帶不同負(fù)載時(shí)的工作原理以及了解三相交流調(diào)壓器觸發(fā)電路的工作原理。 圖 39 單相晶閘管交流調(diào)壓器的主電路原理圖 其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是 KC05 集成移相觸發(fā)電路的調(diào)試和單相交流調(diào)壓器帶電阻性負(fù)載以及單相交流調(diào)壓器帶阻感性負(fù)載。單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路原 理圖見(jiàn)圖 38所示。 它的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路及原理： 本實(shí)驗(yàn)采用了 KC05 晶閘管移相觸發(fā)器。 167。觸發(fā)電路為主控制屏 DK01 中的集成觸發(fā)電路，由 KC0 KC4 KC42 等集成芯片組成，可輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的雙窄脈沖列。 它的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路及原理 如圖 37所示。 167。觸發(fā)電路采用 DK11 組件掛箱上的鋸齒波觸發(fā)電路。 它的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路及原理如 圖 36為本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理圖。 167。 它的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路 如圖 35所示，由 2組鋸齒波同步移相觸發(fā)電路給共陰極的 2個(gè)晶閘管提供觸發(fā)脈沖，整流電路的負(fù)載可根據(jù)需要選擇電阻性、阻感性和反電勢(shì)負(fù)載。 167。 V V6構(gòu)成脈沖形成放大環(huán)節(jié)，脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖。由 V1等元件組成的恒流源電武漢科技大學(xué)中南分校 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 11 頁(yè) 共 36 頁(yè) 路及 V V C6等組成鋸齒波形成環(huán)節(jié)。 它的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路及原理是： 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的原理圖如圖 34 所示。 167。 ：基于 MATLAB 的電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 32 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的各點(diǎn)波形 將單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸出端“ G”和“ K”端接至晶閘管的門(mén)極和陰極，即構(gòu)成如圖實(shí) 33 所示的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路。電容 C2的充電時(shí)間常數(shù)由 RP1來(lái)調(diào)節(jié)。同時(shí)， C2經(jīng) V3放電，由于時(shí)間常數(shù)很小， UC2很快下降到單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓 UV， V3重新關(guān)斷， C2 再次充電。 實(shí)驗(yàn)的線(xiàn)路及原理是： 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及線(xiàn)路圖如圖 31 所示。 167。 格式： powerinit（ ’ SYS’ ,’ setb’ ,STATE,VALUE）； % 說(shuō)明：重新給設(shè)定該電路模型的初始狀態(tài)變量 STATE 設(shè)定新的初始值 VALUE。 （ 2）命令函數(shù) powerinit 的使用方法 在 MATLAB 中利用命令函數(shù) powerinit 對(duì)電路模型的初始值進(jìn)行設(shè)定，它的命令格式如下： 格式： powerinit（ ’ SYS’ ,’ look’ ）； % 說(shuō)明：顯示該電路模型的當(dāng)前初始狀態(tài)的數(shù)值。執(zhí)行該命令后，將輸出一個(gè)名為 的文件到當(dāng)前搜索路徑中。 States 表示電力系統(tǒng)的狀態(tài)變量， inputs 表示電力系統(tǒng)的輸入量； outputs 表示電力系統(tǒng)輸出量， uss 表示電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸入向量， xss表示電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)的狀態(tài)矩陣變量， yss 表示