基于matlab的單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計與仿真-展示頁
2025-02-16 06:27本頁面
【正文】 mulink 仿真中建立仿真模型的方法，以及如何利用仿真模型進行實際調(diào)壓電路波形分析。與相控整流電路一樣，通過控制晶閘管開通時所對應(yīng)的相位，可以方便的調(diào)節(jié)交流輸出電壓的有效值，從而達到交流調(diào)壓的目的。交流調(diào)壓電路是采用相位控制方式的交流電力控制電路，通常是將兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在每相交流電源與負(fù)載之間。1 目錄 前 言 ……………………………………… …………………… 2 ………………………………………………… 4 目的及任務(wù) ………………………………………… 4 ………………………………………… 4 ………………………………………………… 4 ………………………………………………… 4 ………………………………………………… 8 2 開環(huán) 仿真 ……………………………………………………… 11 …………………………………… 11 …………………………………………… 12 ……………………………………………… 13 …………………………………………… 13 …………………………………………… 14 …………………………………………… 14 ……………………………………………… 14 閉 環(huán)控制的實現(xiàn)步驟 …………………………………… 14 閉環(huán)控制下的 仿真電路圖 ……………………………… 15 輸出波形 …………………………………………… 15 諧波分析 ……………………………………… …… … 18 4．設(shè)計體會 …………………………………………………… 20 參考文獻 ………………………………………………………… 21 2 摘要 本次課程設(shè)計主要是研究單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計。由于交流調(diào)壓電路的工作情況與負(fù)載的性質(zhì)有很大的關(guān)系，交流調(diào)壓電路可以帶電阻性負(fù)載，也可以帶電感性負(fù)載等。在電源的每半個周期內(nèi)觸發(fā)一次晶閘管，使之導(dǎo)通。其晶閘管可以利用電源自然換相，無需強迫關(guān)掉電路，并可實現(xiàn)電壓的平滑調(diào)節(jié)，系統(tǒng)響應(yīng)速度較快，但它也 存在深控時功率因數(shù)較低，易產(chǎn)生高次諧波等缺點。通過對比電路仿真結(jié)果和理論計算結(jié)果，二者完全吻合 ， 論證了MATLAB 中的 Simulink 仿真工具可以很方便地創(chuàng)建和維護一個完整的模型，評估不同算法和結(jié)構(gòu)并驗證系統(tǒng)性能。另外， MATLAB還針對許多專門的領(lǐng)域開發(fā)出了功能強大的模塊集或工具箱，如：電力系統(tǒng)仿真工具箱 (SimPowerSystems)等。當(dāng)今社會的發(fā)展如此迅猛，高性能、低成本以及生產(chǎn)和更新?lián)Q代周期短已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)對產(chǎn)品設(shè)計的最基本要求，模型化、模塊化以及動態(tài)仿真是產(chǎn)品 設(shè)計者對設(shè)計工具的最基本要求，而 MATLAB 中的 Simulink 是其中可以完全滿足此要求的幾個工具軟件之一。 Simulink 是用模塊組合的方法來使用戶能夠快速、準(zhǔn)確地創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)的計算機模型，特別對于復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，效果更為明顯。另外， Simulink還為用戶提供一套圖形動畫的處理方法，使用戶可以方便地觀察到仿真的整個過程。其中電力系統(tǒng)仿真工具箱功能強大，工具箱內(nèi)部的元件庫提供了經(jīng)常使用的各種電力元件數(shù)學(xué)模型，并且提供了可以自己編程的方式創(chuàng)建適合的元件模型。此例主要采用 MATLAB6． 5． 1版本中的 simPowersystems 庫中的元件與器件進行模型建立和連接，再對電路進行模擬仿真。 任務(wù)包括以下幾點： 設(shè)計一個單相交流調(diào)壓電路（移相控制或者斬波控制）負(fù)載上的電壓 110V （有效值），電流為 4A。 電路的仿真。 通過計算設(shè)計主電路，如器件額定參數(shù)的選擇。 系統(tǒng)仿真模型，得出正確的仿真結(jié)果，分析合理。 單相交流調(diào)壓電路帶組感性負(fù)載時的電路以及工作波形如上圖所示。當(dāng)兩只反并聯(lián)的晶閘管中的任何一個導(dǎo)通后，其通態(tài)壓降就成為另一只的反向電壓，因此只有當(dāng)導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷以后，另一只晶閘管才有可能承受正向電壓被觸發(fā)導(dǎo)通。其中負(fù)載阻抗角 )arctan( RwL?? ,相當(dāng)于在電阻電感負(fù)載上加上純正弦交流電壓時，其電流滯后于電壓的角度為 ? 。 （ 1） ??? 情況 圖 （ 1）主 電路圖 圖 （ 2） 工作波形圖（ ??? 工況） 上圖所示為單相反并聯(lián)交流調(diào)壓電路帶感性負(fù)載時的電路圖，以及在控制角觸發(fā)導(dǎo)通時的輸出波形圖，同電阻負(fù)載一樣，在 iu 的正半周 ? 角時， iT 觸發(fā)導(dǎo)通，6 輸出電壓 ou 等于電源電壓，電流波形 oi 從 0 開始上升。由后面的分析可知，在 ??? 工況下， ?180?? 因此在 2T 脈沖到來之
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