【正文】 (論文 ) 第 13 頁 共 36 頁 其實驗內容是 單相橋式全控整流電路帶阻感負載和單相橋式有源逆變電路帶阻感負載以及有源逆變電路逆變顛覆現(xiàn)象的觀察。 三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗 這個實驗的實驗目的是 加深理解三相橋式全控整流及有源逆變電路的工作原理和了解 KC系列集成觸發(fā)器的調整方法和各點的波形。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可控整流電路組成。 圖 37 三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗原理圖 三相橋式全控整流電路帶大電感負載；三相橋式有源逆變電路以及觀察整流或有 源逆變狀態(tài)下，模擬電路故障現(xiàn)象時的電壓波形。 這個實驗的實驗目的是 加深理解單相交流調壓電路的工作原理和加深理解單相交流調壓電路帶電感性負載對脈沖及移相范圍的要求以及了解 KC05晶閘管移相觸發(fā)器的原理和應用。該觸發(fā)器適用于雙向晶閘管或兩個反并聯(lián)晶閘管電路的交流相位控制，具有鋸齒波線性好、移：基于 MATLAB 的電力電子技術仿真實驗設計 第 14 頁 共 36 頁 相范圍寬、控制方式簡單、易于集中控制、輸出電流大等優(yōu)點。 圖 38 單相交流調壓觸 發(fā)電路原理圖 單相晶閘管交流調壓器的主電路由兩個反向并聯(lián)的晶閘管組成，圖 39 為其原理圖。 武漢科技大學中南分校 2021屆畢業(yè)設計 (論文 ) 第 15 頁 共 36 頁 167。 它的實驗線路及原理：本實驗采用的三相交流調壓器為三相三線制，由于沒有中線，每相 電流必須從另一相電流出以構成回路。實驗裝置中使用后沿固定、前沿可變的寬脈沖鏈。 圖 310 三相交流調壓實驗線路圖 其實驗內容是三相交流調壓器觸發(fā)電路的調試和三相交流調壓電路帶電阻性負載以及三相交流調壓電路帶阻感性負載。 這個實驗的實驗目的是 加深理解各種自關斷器件對驅動與保護電路的要求和熟悉各種自關斷器件的驅動與保護電路的結構和特點以及掌握由自關斷器件構成的直流斬波電路。通過本實驗可對上述自關斷器件及其驅動與保護電路有比較深刻的理解。實驗線路接線時，應從濾波電路的正極性“ 3”端出發(fā)，經過流保護電路（ BH）、自關斷器件及保護電路、直流電動機電樞回路、直流 電流表，回到濾波電路的負極性“ 4”端，從而構成實驗主電路。 武漢科技大學中南分校 2021屆畢業(yè)設計 (論文 ) 第 17 頁 共 36 頁 第 4 章 電力電子電路的仿真 167?，F(xiàn)代計算機仿真技術為電力電子電路和系統(tǒng)的分析提供了嶄新的方法，可以使復雜的電力電子電路系 統(tǒng)的分析和設計變得更加容易和有效。 單相橋式全控整流電路仿真 單相橋式全控整流電路如圖 41所示： 圖 41單相橋式全控整流電路原理圖 電流由交流電源 u1,整流變壓器 T，晶閘管 VT1~VT4，負載電阻 R 以及觸發(fā)電路組成。 該電路的仿真過程可以分為建立仿真模型，設置模型參數(shù)和觀測仿真結果等幾個主要階段。在 MATLAB 的彩電上點擊 FILE，選擇再在彈出菜單中選擇 MODEL，這時出現(xiàn)一個空白的仿真平臺，在這平臺上可以繪制電路的仿真模型。 （ 2）提取電路元器件模塊。組成單相橋式整流電路的主要元器件：基于 MATLAB 的電力電子技術仿真實驗設計 第 18 頁 共 36 頁 有交流電源，晶閘管， RLC 負載等，提取元器件模塊的路徑見表 11 元器件名稱 提取元器件路徑 交流電源 u2 Power system blockset\electrical sources\AC voltage source 晶閘管 VT1~VT4 Power system blockset\power electronics\thyristor RLC串聯(lián)電路 Power system blockset\elements\seriesRLC branch 脈沖發(fā)生發(fā)生器 Simulink\sources\pulse generator T形節(jié)點 Power system blockset\connectors\T connector 中性節(jié)點 Power system blockset\connectors\neutral(output) 表 11 元器件名稱及路徑 （ 3）將電路元器件模塊按單相整流的原理圖連接起來組成仿真電路。整流器的負載選用了 RLC串聯(lián)電路，可以通過參數(shù)設置來改變電阻，電感，和電容的組合。示波器可以觀測它連接點上的波形，多路測量器可以接受一些模塊發(fā)出來的參數(shù)型號并通過示波器觀測。設置模型參數(shù)是保證仿真準確和順利的重要一步，有些參武漢科技大學中南分校 2021屆畢業(yè)設計 (論文 ) 第 19 頁 共 36 頁 數(shù)由任務來規(guī)定，比如此次仿真中的電源電壓，電阻值等，有些參數(shù)是需要仿真來確定的。在電壓設置中要輸入的是電壓峰值，輸入“ 220 sprt(2)”。如圖 43 圖 43 交流電源參數(shù)設置 （ 2）晶閘管 VT1~VT4 直接使用了模型的默認參數(shù)。如圖 44 圖 44 RLC 參數(shù)設置 ：基于 MATLAB 的電力電子技術仿真實驗設計 第 20 頁 共 36 頁 （ 4）晶閘管觸發(fā)采用簡單的脈沖發(fā)生器來產生，脈沖發(fā)生器周期 T必須和交流電源 u2 同步。其中α為控制角， T=1/f,f 為交流電源頻率。時的脈沖 發(fā)生器參數(shù)設置如下表 12 項目 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)設置 模型仿真前設置仿真參數(shù)主要包括：開始時間，終止時間，仿真類型，以及相對誤差，絕對誤差。如圖 45 圖 45 模型仿真參數(shù)設置 開始仿真，在仿真計算完成后即可通過示波器來觀察仿真結果： （ 1）電阻負載時的仿真波形。 R 的值為 2Ω時負載二點電壓和通過負載的電流波形。時負載電阻兩端電壓和電流波形 該電壓和電流都是脈動的直流，反應了電源 的交流電經過整流后形成為了直流電，實現(xiàn)了整流。 如圖 48 下部分和上部分分別為晶閘管 VT1 兩端的電壓和通過晶閘管 VT1 的電流波形。時 VT1兩端的電壓和電流波形 通過晶閘管的電流僅是負載的一半，只有半個周期內有電流通過晶閘管 VT1。 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)器的延遲時間，重新啟動仿真即可，在α =60176。 圖 49α =60176。晶閘管的電壓波形和電流波形 （ 2）電阻電感負載時的仿真。如圖 411 圖 412 電感中電流在啟動時有一上升過程（圖 411 下部分），一個周期后進入穩(wěn)態(tài)，電流是連續(xù)的，對應的電壓波形出現(xiàn)負半周（圖 411上部分），使整流平均電壓較純電阻負載時減小。負載電感兩端的電壓波形和電流波形 圖 412 α =60176。 167。 每個 PWM 電壓源逆變器輸入為一個通過三相變壓器二次側得到的交流電，變壓器數(shù)據為： 1kw,208V/ rms 500 var 60Hz。 這兩個電路使用相同的直流電壓 (Vdc = 400V)、載波頻率 (1080 赫茲 )、調制指數(shù) (m = )與生成頻率 (f = 60 赫茲 )。 這兩個電路是 : 三相、兩電平轉換器 (單 /三橋臂，六開關器件 )。 PWM 整流器仿真 電路仿真一個 60赫茲電壓源通過一個交 直 交變換器輸出給 50赫茲 ,50千瓦負載。 圖 423仿真圖 武漢科技大學中南分校 2021屆畢業(yè)設計 (論文 ) 第 27 頁 共 36 頁 圖 424 示波器 1 圖 425 示波器 2 ：基于 MATLAB 的電力電子技術仿真實驗設計 第 28 頁 共 36 頁 167。緩沖器中的寄生電感 Ls的對系統(tǒng)的影響也應該考慮在內。 圖 426仿真圖 圖 427示波器 1 武漢科技大學中南分校 2021屆畢業(yè)設計 (論文 ) 第 29 頁 共 36 頁 圖 428 示波器 2 167。整流的電流是由一個 200mH 的電感過濾。 Diode2 和 Diode3 的測量輸出是用來 觀察的二極管的電壓和電流。運用 MATLAB 對電力電子電路進行仿真，研究和設計電力電子變流電路，對電力電子變流電路進行仿真研究，對各種電力電子變流電路進行研究比較，加深了對電力電子知識的認識。這次畢業(yè)設計讓我受益匪淺。 整個 過程中的每個階段都得到了老師細心的指導。我衷心感謝 唐穗欣 老師對我的幫助。 武漢科技大學中南分校 2021屆畢業(yè)設計 (論文 ) 第 33 頁 共 36 頁 參考文獻 [1] 洪乃剛 .電力電子和 電力拖動控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 .機械工業(yè)出版社， 2021. [2] 李維波 .MATLAB 在電器工程中的應用 .中國電力出版社， 2021. [3] 王正林 .MATLAB/Simulink 與控制系統(tǒng)仿真 .電子工業(yè)出版社 2021. [4] 陳桂明 .應用 MATLAB 建模與仿真 .機械工業(yè)出版社 .2021. [5] 張葛祥，李娜 .MATLAB 仿真技術與應用 .清華大學出版社 .2021 [6] 工兆安等。北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [7] 張平 .MATLAB 基礎與應用簡明教程 [M].北京：北京航 空航天大學出版社， 2021 [8] 飛思科技產品研發(fā)中心編 . 應用接口編程 .電子工業(yè)出版社， 2021 [9] 張森、張正亮編 .MATLAB 仿真技術與實例應用教程 [M].機械工業(yè)出版社 .2021 [10] 周淵深主編 .電力電子技術與 MATLAB 仿真 [M].北京：中國電力出版社， 2021 [11] 應建平主編 .電力電子技術基礎。北京：清華大學出版社， 1995 [15] 趙可斌，陳國雄 .電力電子交流技術 .上海：上海交通大學出版社， 2021