電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)一 DC-DC變換電路的性能研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉Matlab的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，熟悉Buck電路、Boost電路、Cuk電路及單端反激變換（Flyback）電路的工作原理，掌握這幾種種基本DC-DC變換電路的工作狀態(tài)及波形情況，初步了解閉環(huán)控制技術(shù)在電力電子變換電路中的應(yīng)用。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1Buck變換電路的建模，波形觀察及相關(guān)電壓測(cè)試 2Boost變換電路的建模，波形觀察及相關(guān)電壓測(cè)試； 3Cuk電路的建模，波形觀察及電壓測(cè)試； 4單端反激變換（Flyback）電路的建模，波形觀察及電壓測(cè)試，簡(jiǎn)單閉環(huán)控制原理研究。（一）Buck變換電路實(shí)驗(yàn) （1）電感電容的計(jì)算

2、過(guò)程： ，電流連續(xù)時(shí)，D=0.4；臨界負(fù)載電流為I=2.5A；保證電感電流連續(xù)：=0.375mH紋波電壓 0.2%=，在由電感值0.375mH，算出C=31.25uF。（2）仿真模型如下：在20KHz工作頻率下的波形如下： 示波器顯示的六個(gè)波形依次為：MOSFET的門極電壓、流過(guò)電阻兩端的電流、電感電流、輸出電壓、MOSFET電流及續(xù)流二極管電流的波形。在50KHz工作頻率下的波形如下： 示波器顯示的六個(gè)波形一次為：MOSFET的門極電壓、流過(guò)電阻兩端的電流、電感電流、輸出電壓、MOSFET電流及續(xù)流二極管電流的波形；建立仿真模型如下：（3） 輸出電壓的平均值顯示在仿真圖上，分別為49.85,

3、49.33；（4） 提高開關(guān)頻率，臨界負(fù)載電流變小，電感電流更容易連續(xù)，輸出電壓的脈動(dòng)減小，使得輸出波形應(yīng)更穩(wěn)定。（2） Boost變換電路實(shí)驗(yàn)（1） 電感電容的計(jì)算過(guò)程：升壓比M=,=15V,=6V,解得D=60%；紋波電壓0.2%=，,=40KHz,求得L=12uH,C=750uf。建立仿真模型如下：（2）輸入電壓6V時(shí)，MOSFET的門極電壓、電感電壓、電感電流、輸出電壓、續(xù)流二極管電流、MOSFET的電流波形如下：（3） 測(cè)量輸出電壓的平均值并顯示，示值為14.71；（4） 減小電感值到4uH,使電感電流不連續(xù)，其余條件不變，建立仿真模型如下:輸入電壓6V時(shí)，MOSFET的門極電壓、電

4、感電壓、電感電流、輸出電壓、續(xù)流二極管電流、MOSFET的電流波形如下：(4) 電感小于臨界值時(shí)，電感電流斷流，輸出電壓波形的幅度變大，但是輸出電壓的紋波大小不變，波形的變化趨勢(shì)不變。（3） Cuk變換電路（1）建立仿真模型如下：（2） 記錄的MOSFET的門極電壓、電源電流、電感電流波形如下：續(xù)流二極管電流、MOSFET的電流波形如下：電容電壓UC1的輸出電壓波形如下：輸出電壓波形如下：（3） 在530V輸出電壓的平均值，改變占空比D的值，測(cè)量對(duì)應(yīng)輸出電壓的平均值如下：D=20%，V0=4.185V；D=25%，V0=5.838V；D=30%，V0=7.721V；D=35%，V0=9.883

5、V；D=40%，V0=12.39V；D=45%，V0=15.33V；D=50%，V0=18.81V；D=55%，V0=23V；D=60%，V0=28.12V。占空比D與輸出電壓平均值的關(guān)系曲線如下：（4） flyback變換電路實(shí)驗(yàn)（1） 建立仿真模型如下：（2）記錄輸出的電壓波形如下：變壓器原邊繞組電流、變壓器副邊繞組電流波形：（3） 輸出電壓的平均值依次為：4.672,15.59，-15.59。（4） 分析PID控制的作用:提高系統(tǒng)的快速性，消除系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，但使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能變差。 實(shí)驗(yàn)二 DC-AC的變換性能研究（一） 單相逆變電路實(shí)驗(yàn) (a)方波逆變方式 (1)建立仿真模型 由于要

6、求輸出電壓頻率為50Hz,所以周期為0.02s,方波脈沖設(shè)置參數(shù)為： (2)電阻負(fù)載R=30時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流，門極T1，T4電壓，門極T2，T3電壓波形（示波器顯示）：(3)RL負(fù)載 R=20，L=60mH時(shí) 基波電流ia=4VD/*sin(wt-1) 計(jì)算得電流初始值為-9.5A負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流，門極T1，T4電壓，門極T2，T3電壓波形（示波器顯示）：(4)電感負(fù)載 L=100mH時(shí)由于電感電流滯后電壓90°，根據(jù)課本94頁(yè)計(jì)算公式Iam=VD/4fL,可計(jì)算得電感電流初始電流為

7、-15A，故設(shè)置如下：負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流，門極T1，T4電壓，門極T2，T3電壓波形（示波器顯示）：(5)R=30時(shí)輸出電流的FFT分析(b)SPWM方式 (1)建立仿真模型 (2) 電阻負(fù)載 R=30時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流，門極T1，T4電壓，門極T2，T3電壓波形（示波器顯示）：(3)RL負(fù)載 R=20，L=60mH時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流，門極T1，T4電壓，門極T2，T3電壓波形（示波器顯示）：(4)電感負(fù)載 L=100mH時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（

8、萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流，門極T1，T4電壓，門極T2，T3電壓波形（示波器顯示）：(二) 三相逆變電路實(shí)驗(yàn) (a)方波逆變方式(1)建立仿真模型 由于要求輸出電壓頻率為50Hz,所以周期為0.02s,方波脈沖設(shè)置參數(shù)為(2)電阻負(fù)載 R=30時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（示波器顯示）：(3)RL負(fù)載 R=20，L=60mH時(shí) 負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）： 電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（示波器顯示）：(4)電感負(fù)載 L=100mH時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（示波器顯示）：(

9、5)R=30時(shí)a相輸出電流的FFT分析(b)SPWM方式 (1)建立仿真模型(2)電阻負(fù)載 R=30時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（示波器顯示）：(3)RL負(fù)載 R=20，L=60mH時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（示波器顯示）：(4)電感負(fù)載 L=100mH時(shí)負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（萬(wàn)用表顯示）：電源電流，負(fù)載電壓，負(fù)載電流波形（示波器顯示）：(5)R=30時(shí)a相輸出電流的FFT分析實(shí)驗(yàn)感想：這次實(shí)驗(yàn)我們利用了Matlab仿真了許多涉及到DC-DC，DC-AC的電路，這些都是課上講到過(guò)的，通過(guò)自己的仿真實(shí)驗(yàn)，可以更加直觀地觀察到其波形的變化，更加深入地理解老師課堂上所講授的理論知識(shí)。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我更加熟悉了Matlab這一強(qiáng)大的軟件，懂得了如何將其