單相橋式全控整流及有源逆變電路的MATLAB仿真資料(共14頁)

1、學(xué) 號(hào)1322041202天津城建(chn jin)大學(xué)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)仿真大作業(yè)(zuy)單相整流逆變電路仿真模型學(xué)生姓名王飛虎班級(jí)13電氣12班成績控制與機(jī)械工程學(xué)院2014年 6 月 20 日目錄(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc390678172 一、仿真(fn zhn)電路原理圖： PAGEREF _Toc390678172 h 2 HYPERLINK l _Toc390678173 二、單相橋式不可控整流(zhngli)原理： PAGEREF _Toc390678173 h 2 HYPERLINK l _Toc39067817

2、4 三.電路搭建 PAGEREF _Toc390678174 h 4 HYPERLINK l _Toc390678175 四.元件提取 PAGEREF _Toc390678175 h 4 HYPERLINK l _Toc390678176 五.參數(shù)設(shè)置 PAGEREF _Toc390678176 h 5 HYPERLINK l _Toc390678177 六.結(jié)果分析 PAGEREF _Toc390678177 h 11 HYPERLINK l _Toc390678178 七.結(jié)論： PAGEREF _Toc390678178 h 12 HYPERLINK l _Toc390678179 參考

3、文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc390678179 h 12緒論(xln)： 整流(zhngli)(AC/DC)就是整流(zhngli)，是指將交流電變換為直流電稱為AC/DC變換，這正變換的功率流向是由電源傳向負(fù)載，稱之為整流。 逆變(DC/AC)，按負(fù)載性質(zhì)的不同，逆變分為有源逆變和無源逆變。如果把逆變電路的交流側(cè)接到交流電源上，將直流電能經(jīng)過直交變換，逆變成與交流電源同頻率的交流電返回到電網(wǎng)上去，叫有源逆變，其相應(yīng)的裝置是有源逆變器。而將直流電能經(jīng)過變換逆變成交流電能直接消耗在非電源性負(fù)載上者，叫無源逆變，其相應(yīng)的裝置是變頻器。逆變與整流是變流裝置的兩種不同工作狀態(tài)，能在同一套變流裝置上

4、實(shí)現(xiàn)，只是其工作條件不一樣而已。一、仿真(fn zhn)電路(dinl)原理圖：仿真(fn zhn)電路原理圖二、單相橋式不可控整流原理： 本實(shí)驗(yàn)使用單相橋式不可控電路，也就是電力二極管。橋式整流電路如圖1所示，其中圖（a）、（b）、（c）是它的三種不同畫法。它是由電源變壓器、四只整流二極管D14 和負(fù)載電阻RL組成。四只整流二極管接成電橋形式，故稱橋式整流。單相橋式不可控整流逆變電路橋式整流電路的工作原理如圖2所示。在u2的正半周，D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止(jizh)，電流由TR次級(jí)上端經(jīng)D1 RL D3回到TR 次級(jí)下端(xi dun)，在負(fù)載RL上得到一半波整流電壓。在u2的負(fù)半周

5、，D1、D3截止(jizh)，D2、D4導(dǎo)通，電流由Tr次級(jí)的下端經(jīng)D2 RL D4 回到Tr次級(jí)上端(shn dun)，在負(fù)載RL 上得到另一半波整流電壓。 這樣就在負(fù)載RL上得到一個(gè)與全波整流相同的電壓波形，其電流的計(jì)算與全波整流相同，即 ：UL = 0.9U2 IL = 0.9U2RL。 流過每個(gè)二極管的平均電流為：ID = IL2 = 0.45 U2RL.、每個(gè)二極管所承受的最高反向電壓為：Urm=1.414U2。目前中小功率(gngl)的逆變電路幾乎都采用PWM技術(shù)。逆變電路是PWM控制技術(shù)最為重要的應(yīng)用場合。PWM逆變電路也可分為電壓型和電流型兩種，目前實(shí)用的幾乎都是電壓型。 其計(jì)

6、算法和調(diào)制法分別如下： 計(jì)算法：根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期脈沖數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算PWM波各脈沖寬度和間隔，據(jù)此控制逆變電路開關(guān)器件的通斷，就可得到所需PWM波形。調(diào)制法：輸出波形作調(diào)制信號(hào)，進(jìn)行調(diào)制得到期望的PWM波；通常采用等腰三角波或鋸齒波作為載波；等腰三角波應(yīng)用最多，其任一點(diǎn)水平寬度和高度成線性關(guān)系且左右對(duì)稱；與任一平緩變化的調(diào)制信號(hào)波相交，在交點(diǎn)控制器件通斷，就得寬度正比于信號(hào)波幅值的脈沖，符合PWM的要求。調(diào)制信號(hào)波為正弦波時(shí)，得到的就是SPWM波；調(diào)制信號(hào)不是正弦波，而是其他所需波形時(shí)，也能得到等效的PWM波。 實(shí)驗(yàn)：單相整流逆變電路的仿真模型三.電路搭建四.元件提取元件路徑萬用表Mu

7、ltimeterSimPowerSystems/ Measurements / Multimeter交流電源 AC50*2SimPowerSystems/Electrical Sources/AC Voltage Source離散PWM發(fā)生器模塊SimPowerSystems /Extra Library/ Discrete Control Blocks/ Discrete PWM Generator信號(hào)終結(jié)模塊TerminatorSimulink/Commonly Used Blocks/Terminator支路RLCSimPowerSystems/Elements/Series RLC B

8、ranch負(fù)載RLSimPowerSystems/Elements/Series RLC Load整流橋BridgeSimPowerSystems/Power Electronics/Universal Bridge電壓測(cè)量 VdSimPowerSystems/Measurements/Voltage Measurement示波器ScopeSimulink/Sinks/Scope五.參數(shù)設(shè)置不控整流橋參數(shù)(cnsh)設(shè)置(shzh)如上圖。逆變(n bin)橋參數(shù)設(shè)置如上圖。交流(jioli)電源模塊幅值為70.7V，頻率(pnl)為50Hz。濾波(lb)電感(din n)L1為80e-3。濾

9、波(lb)電感L2為30e-3。濾波(lb)電容C1為1800e-6。濾波(lb)電容C2為320e-6。RL負(fù)載(fzi)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框離散(lsn)PWM發(fā)生器參數(shù)設(shè)置對(duì)話框萬用表參數(shù)設(shè)置對(duì)話框六.結(jié)果(ji gu)分析在仿真參數(shù)設(shè)置里，僅設(shè)置仿真開始時(shí)間為哦，停止時(shí)間設(shè)置為0.5s，采用Ode23tb算法(sun f)，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。輸出(shch)電壓波形圖上圖為萬用表自動(dòng)繪制的，波形圖為兩列四行，其順序與前圖萬用表的參數(shù)設(shè)置一致：第一行為不控整流橋二極管的端電壓Usw1與流經(jīng)二極管的電流Isw1；第二行為逆變(n bin)橋IGBT管的端電壓Usw1與流經(jīng)IGBT管的電流

10、Isw1；第三行為整流橋輸出電壓Udc與逆變橋輸入電壓Udc；第四行為RL負(fù)載的端電壓Ub與流經(jīng)負(fù)載的電流Ib。七.結(jié)論(jiln)：輸出負(fù)載電壓波形還由示波器檢測(cè)輸出并且顯示(xinsh)出來，當(dāng)PWM脈沖發(fā)生器調(diào)制度設(shè)置為m=0.5時(shí)，且設(shè)置“Frequency of output voltage（Hz）”設(shè)置正弦調(diào)制波頻率為50Hz與100HZ時(shí)，在變頻過渡過程結(jié)束后的0.450.5s的區(qū)間內(nèi)，輸出負(fù)載電壓波形頻率也就是設(shè)置的50Hz與100Hz，正弦波輸出規(guī)范而無畸形、逼真，效果十分理想。單相50Hz交流電源經(jīng)單相不控整流環(huán)節(jié)，進(jìn)行LC濾波后即為中間直流環(huán)節(jié)。再進(jìn)入PWM逆變，又一次LC濾波后，連接到需要不同于50Hz的交流電單向負(fù)載。 實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)目的，而且圖形都是很標(biāo)準(zhǔn)，可以說算的上達(dá)到預(yù)期的目的，對(duì)于不可控電路來說，還是有點(diǎn)難度。實(shí)現(xiàn)了不用頻率不同電壓的整流逆變的過程，模型仿真簡單，但是具體到每一塊的理論還是很廣的參考文獻(xiàn)：1 王云亮，周淵深電力電子技術(shù)M北京：電子工業(yè)出版社，2000 2 黃忠霖，黃京電力電子技術(shù)的MATLAB實(shí)踐M 北京：國防工業(yè)出版社，200913 王兆安，黃俊電力電子技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20