電力電子技術(shù)MatLab仿真

1、 本文前言MATLAB 的簡介MATLAB是一種適用于工程應(yīng)用的各領(lǐng)域分析設(shè)計(jì)與復(fù)雜計(jì)算的科學(xué)計(jì)算軟件，由美國Mathworks 公司于 1984 年正式推出，1988年退出3.X（ DOS） 版本，19992 年推出4.X（ Windows）版本； 19997 年腿 5.1 （ Windows）版本，2000年下半年，Mathworks 公司推出了他們的最新產(chǎn)品MATLAB6.0（ R12）試用版，并于2001 年初推出了正式版。隨著版本的升級(jí)，內(nèi)容不斷擴(kuò)充，功能更加強(qiáng)大。近幾年來，Mathworks 公司將推出MATLAB語言運(yùn)用于系統(tǒng)仿真和實(shí)時(shí)運(yùn)行等方面，取得了很多成績，更擴(kuò)大了它的應(yīng)用

2、前景。MATLAB已成為美國和其他發(fā)達(dá)國家大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中最常見而且必不可少的工具。MATLAB是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”（ Matrix Laboratory ）的縮寫，它是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語言，著重針對(duì)科學(xué)計(jì)算、工程計(jì)算和繪圖的需要。在MATLAB中，每個(gè)變量代表一個(gè)矩陣，可以有n*m 個(gè)元素，每個(gè)元素都被看做復(fù)數(shù)摸索有的運(yùn)算都對(duì)矩陣和復(fù)數(shù)有效，輸入算式立即可得結(jié)果，無需編譯。MATLAB強(qiáng)大而簡易的做圖功能，能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)確定坐標(biāo)繪圖，能自定義多種坐標(biāo)系（極坐標(biāo)系、對(duì)數(shù)坐標(biāo)系等），訥訥感繪制三維坐標(biāo)中的曲線和曲面，可設(shè)置不同的顏色、線形、視角等。如果數(shù)據(jù)齊全，MATLAB通

3、常只需要一條命令即可做圖，功能豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)。MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展部分，基本部分包括矩陣的運(yùn)算和各種變換、代數(shù)和超越方程的求解、數(shù)據(jù)處理和傅立葉變換及數(shù)值積分風(fēng)，可以滿足大學(xué)理工科學(xué)生的計(jì)算需要，擴(kuò)展部分稱為工具箱，它實(shí)際上使用MATLAB的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的問題，或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法?，F(xiàn)在已經(jīng)有控制系統(tǒng)、信號(hào)處理、圖象處理、系統(tǒng)辨識(shí)、模糊集合、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及小波分析等多種工具箱，并且向公式推倒、系統(tǒng)仿真和實(shí)時(shí)運(yùn)行等領(lǐng)域發(fā)展。MATLAB語言的難點(diǎn)是函數(shù)較多，僅基本部分就有七百多個(gè)，其中常用的有二三百個(gè)。MATLAB在國內(nèi)外的大學(xué)中，特別是數(shù)值計(jì)算

4、應(yīng)用最廣的電氣信息類學(xué)科中，已成為每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該掌握的工具。MATLAB大大提高了課程教學(xué)、解題作業(yè)、分析研究的效率。SIMULINK 仿真工具簡介SIMULINK 是 Mathworks 公司開發(fā)的MATLAB 仿真工具之一,其主要功能是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模仿真與分析. SIMULINK 支持線性系統(tǒng)仿真和非線性系統(tǒng)仿真;可以進(jìn)行連續(xù)系統(tǒng)仿真,也可以進(jìn)行離散系統(tǒng)仿真,或者兩者混合的系統(tǒng)仿真;同時(shí)也支持具有多種采樣速率的采樣系統(tǒng)仿真.利用 SIMULINK 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真與分析,可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)修正或者按照仿真的最佳效果來調(diào)試及確定控制系統(tǒng)的參數(shù),以提高系統(tǒng)的性能,減少設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程中反復(fù)修

5、改時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)高效率地開發(fā)實(shí)際系統(tǒng)的目標(biāo).SIMULINK 最早出現(xiàn)在MATLAB4.0 版的核心執(zhí)行文件中.在MATLAB4.2 版以后 ,SIMULINK 則 以 MATLAB 的 工具包形式出現(xiàn) ,需要 單獨(dú)安裝.在 MATLAB5.0 版中 ,SIMULINK 為 2.0 版 ,在 MATLAB5.3 版中 , SIMULINK 升級(jí)為 3.0 版 ,而在MATLAB6.1 版中 ,SIMULINK 則升級(jí)為4.1 版 .本書只對(duì)SIMULINK4.1 版進(jìn)行介紹.SIMULINK4.1 版是用來建模分析和仿真各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的交互環(huán)境,包括連續(xù)系統(tǒng)離散系統(tǒng)和混雜系統(tǒng). SIMULINK

6、 提供了采用鼠標(biāo)拖動(dòng)的方法建立系統(tǒng)框圖模型的圖形交互界面 .SIMULINK 提供了大量的功能模塊以方便擁護(hù)快速地建立系統(tǒng)模型. 建模時(shí)只需要使用鼠標(biāo)拖動(dòng)庫中的功能模塊并將它們連接起來.使用者可以通過將模塊組成字子系統(tǒng)來建立多級(jí)模型. SIMULINK 對(duì)模塊和連接的數(shù)目沒有限制. SIMULINK 還支持Stateflow,用來仿 TOC o 1-5 h z 真事件驅(qū)動(dòng)過程.SIMULINK 框圖提供了交互性很強(qiáng)的非線性仿真環(huán)境,可以通過下拉菜單執(zhí)行仿真,或使用命令進(jìn)行批處理.仿真結(jié)果可以在運(yùn)行的同時(shí)通過示波器或圖形窗口顯示.SIMULINK 的開放式結(jié)構(gòu)允許用戶擴(kuò)展仿真環(huán)境的功能.如用MA

7、TLA B FORTRAN和C代碼生成自定義塊庫, 并擁有自己的圖標(biāo)和界面, 或者將用戶原來由FORTRAN或 C語言編寫的代碼連接起來.由于 SIMULINK 可以直接利用MATLAB 的數(shù)學(xué)圖形和編程功能,用戶可以直接在SIMULINK 下完成數(shù)據(jù)分析優(yōu)化參數(shù)等工作.工具箱提供的高級(jí)的設(shè)計(jì)和分析能力可以通過 SIMULINK 的屏蔽手段在仿真過程中執(zhí)行. SIMULINK 的模型庫可以通過專用元件集進(jìn)一步擴(kuò)展MATLAB6.5.1 有兩張光盤，其中第二張幫助文件，把第一張碟放進(jìn)光驅(qū)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng) 進(jìn)入安裝程序。在安裝過程只要輸入用戶名稱、公司及產(chǎn)品注冊(cè)碼等。安裝完之后，在Windows 桌面

8、上會(huì)自動(dòng)生成MA TLAB 的快捷方式圖標(biāo)。實(shí)驗(yàn)一 電力電子器件仿真過程：首先點(diǎn)擊桌面的MATLAB 圖標(biāo)，進(jìn)入MA TLAB 環(huán)境，點(diǎn)擊工具欄中的Simulink 選項(xiàng)。進(jìn)入我們所需的仿真環(huán)境，如圖1.1 所示。點(diǎn)擊File/New/Model 新建一個(gè)仿真平臺(tái)。這時(shí)我們可以在上一步Simulink 環(huán)境中拉我們所需的元件到Model 平臺(tái)中，具體做法是點(diǎn)擊左邊的器件分類，這里我們一般只用到Simulink 跟 SimPowerSystems 兩個(gè)，分別在他們的下拉選項(xiàng)中找到我們所需的器件，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊所需的元件不放，然后直接拉到Model平臺(tái)中。圖 1.1 實(shí)驗(yàn)一的具體過程：第一步：我們

9、首先按照之前的方法打開仿真環(huán)境新建一個(gè)仿真平臺(tái)，現(xiàn)在我們先仿真新器件 GTO 的工作原理，按照下表，根據(jù)表中的路徑找到我們所需的器件跟連接器。元件名稱提取路徑觸發(fā)脈沖Simulink/Sources/Pulse Generator電源Sim Power Systems/Electrical Sources/ DC Voltage Source示波器Simulink/Sinks/Scope接地端子Sim Power Systems/Elements/Ground信號(hào)分解器Simulink/Signal Routing/Demux電壓表Sim Power Systems/Measurements/

10、 Voltage Measurement電流表Sim Power Systems/Measurements/Current Measurement負(fù)載RLCSim Power Systems/Elements/ Series RLC BranchGTO 器件Sim Power Systems/Power Electronics/ Gto提取出來的器件模型如圖1.2 所示：圖 1.2第二步，元件的復(fù)制跟粘貼。有時(shí)候相同的模塊在仿真中需要多次用到，這時(shí)按照我們常規(guī)的方法可以進(jìn)行復(fù)制跟粘貼，可以用一個(gè)虛線框復(fù)制整個(gè)仿真模型。還有一個(gè)常用方便的方法是在選中模塊的同時(shí)按下Ctrl 鍵拖拉鼠標(biāo)，選中的模塊

11、上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小“+”好，繼續(xù)按住鼠標(biāo)和Ctrl 鍵不動(dòng)，移動(dòng)鼠標(biāo)就可以將模塊拖拉到模型的其他地方復(fù)制出一個(gè)相同的模塊，同時(shí)該模塊名后會(huì)自動(dòng)加“1 ”， 因?yàn)樵谕环抡婺Ｐ椭校辉试S出現(xiàn)兩個(gè)名字相同的模塊。第三步，我們把元件的位置調(diào)整好，準(zhǔn)備進(jìn)行連接線，具體做法是移動(dòng)鼠標(biāo)到一個(gè)器件的連接點(diǎn)上，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“十字”形的光標(biāo)，按住鼠標(biāo)左鍵不放，一直到你所要連接另一個(gè)器件的連接點(diǎn)上，放開左鍵，這樣線就連好了，如果想要連接分支線，可以要在需要分支的地方按住Ctrl 鍵，然后按住鼠標(biāo)左鍵就可以拉出一根分支線了。在連接示波器時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)示波器只有一個(gè)接線端子，這時(shí)可以參照下面示波器的參數(shù)調(diào)整的方法進(jìn)行增加端子。在

12、調(diào)整元件位置的時(shí)候，有時(shí)你會(huì)遇到有些元件需要改變方向才更方便于連接線，這時(shí)可以選中要改變方向的模塊，使用Format 菜單下的Flip block 和 Rotate block兩條命令，前者改變水平方向，后者做90 度旋轉(zhuǎn)，也可以用Ctrl+R 來做 90 度旋轉(zhuǎn)。同時(shí)雙擊模塊旁的文字可以改變模塊名。然后單擊菜單欄中的Edit/Signal Properties 命令來刷新模型。模塊的顏色也可以在激活模塊后，點(diǎn)擊右鍵，在background color 中選擇自己喜歡的顏色。連接好的電路圖如圖1.3所示。圖 1.3第四步，模塊的參數(shù)設(shè)置。設(shè)者模型參數(shù)是保證仿真準(zhǔn)確和順利的重要一步，有些參數(shù)是由

13、仿真任務(wù)規(guī)定的，如本例仿真中的電源電壓與電阻值等，有些參數(shù)是需要通過仿真來確定的。 設(shè)置模型參數(shù)可以雙擊模塊圖標(biāo)彈出參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，然后按框中提示輸入，若有不清楚的地方可以借助幫助來看相關(guān)功能。本例中，參數(shù)設(shè)置如下：脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置。雙擊脈沖發(fā)生器，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，改變需要的參數(shù)后如圖 1.4 所示 。其中參數(shù)行中從第一個(gè)開始分別為振幅、 周期 、脈寬、控制角（延遲時(shí)間）控制角 a的設(shè)置按照t=aT/360圖 1.4打開電源設(shè)置對(duì)話框，我們這里設(shè)置電源為220V，直接在參數(shù)行輸入數(shù)字即可。新器件 GTO 的參數(shù)設(shè)置，這里我們采用默認(rèn)設(shè)計(jì)，當(dāng)需要改變的時(shí)候也可以另外 設(shè)置。負(fù)載參數(shù)的設(shè)置，

14、我們這里只是用到電阻負(fù)載，所以可以這樣設(shè)置，電阻R 100，H 0，C=inf 設(shè)置完如圖1.5 所示：圖 1.5示波器的參數(shù)設(shè)置：當(dāng)我們開始連接的時(shí)候，示波器只有一個(gè)連接端子，這時(shí)我們需要增加示波器的接線端子，具體做法是雙擊示波器，彈出的對(duì)話框如圖1.6 示：圖 1.6 單擊工具欄中第二個(gè)小圖標(biāo)，彈出第二個(gè)對(duì)話框2 圖 1.7。即打印機(jī)圖標(biāo)的旁邊的圖標(biāo)。1.7只要在 Number of axes 項(xiàng)中把 1 改成所需要增加的端子數(shù)字就可以，這里我們用到兩個(gè)端子，我們把它改成2 就可以了。在 Time range 中設(shè)置一個(gè)數(shù)值，也即顯示時(shí)間，所設(shè)置的時(shí)橫坐標(biāo)。就是我們的的仿真時(shí)間仿真參數(shù)設(shè)置

15、:在仿真開始前還必須首先設(shè)置仿真參數(shù)。在菜單中選擇Simulation ，在下拉菜單中選擇Simulation parameters， 在彈出的對(duì)話款中可設(shè)置的項(xiàng)目很多，主要有開始時(shí)間、終止時(shí)間、仿真類型（包括步長和解電路的樹枝方法），積極相對(duì)誤差、絕對(duì)誤差等。步長、解法和誤差的選擇對(duì)仿真運(yùn)行的速度影響很大，步長太長計(jì)算容易發(fā)散，步長太小運(yùn)算時(shí)間太長，本題使用ode23tb 算法。仿真參數(shù)設(shè)計(jì)如圖 1.8 所示：1.8在參數(shù)設(shè)置完畢后既可以開始仿真。點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕“ ”開始仿真。在屏幕下方的狀態(tài)欄上可以看到仿真的進(jìn)程。若要中途停止仿真可以點(diǎn)擊“” 按鈕。 在仿真完畢之后既可以通過雙擊示波器來觀察

16、仿真的結(jié)果。本例的仿真圖形（電阻）如圖1.9 跟圖 1.10 所示：1.9 晶閘管的波形1.10 負(fù)載的波形如果在一開始觀察不到示波器的波形，可以點(diǎn)擊工具欄上的望遠(yuǎn)鏡，會(huì)自動(dòng)的給定一個(gè)合適的坐標(biāo)，觀察到我們需要的波形。如果我們想改變縱坐標(biāo)，可以單擊郵件，選擇彈出快捷菜單中的“ Axes properties”命令，出現(xiàn)如圖 1.11 所示示波器的縱坐標(biāo)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。本題如果要設(shè)置電阻電感負(fù)載，只需要在RLC 參數(shù)中給電感量一個(gè)數(shù)值就可以了。到這里，我們就把新器件GTO 的仿真完成了。按照同樣的方法，再從Sim PowerSystems/Power Electronics 中調(diào)用其他需要仿真的

17、新器件，就可以觀察到我們所需要的波形 了。上面做的全控型器件，現(xiàn)在我們做一個(gè)半控型器件，也就是我們平時(shí)所說的普通晶閘管。我們?cè)陔娏﹄娮悠骷锩嫣崛〕鲆粋€(gè)晶閘來，這里注意晶閘管有兩種類型，DetailedThyristor 的是詳細(xì)的晶閘管模型，而Thyristor 是普通晶閘管，具體選擇看你對(duì)晶閘管參數(shù)的要求多高，詳細(xì)的晶閘管有很多參數(shù)可以設(shè)置。仿真的電路圖如圖示模塊的參數(shù)的設(shè)置跟之前的一樣，為了得到更好的波形效果，我們把仿真的開始時(shí)間設(shè)置為 4，結(jié)束時(shí)間設(shè)置為10。同若運(yùn)行仿真電路，我們可以得到仿真之后的各種波形。負(fù)載波形實(shí)驗(yàn)二 單相半波可控整流電路1. 建立仿真模型（ 1） 首先我們新建一

18、個(gè)仿真模型的文件。方法跟實(shí)驗(yàn)一樣。文件名自己給定。（ 2）提取電路元件模塊。組成單相半波可控整流電路的主要元器件有交流電源、晶閘RLC 負(fù)載等。提取路徑基本上跟我們做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是相同的，只是我們這里用到了交Sim Power Systems/Electrical Sources/AC Voltage Source ）。提取出來的元件的如圖2.1 所示圖 2.1圖 2.2（3）將電路元件模塊按單相半波可控整流的原理圖連接起來組成仿真電路。將元件調(diào)有些器件需要多次用到的，可以點(diǎn)擊該模塊，然后按住鼠標(biāo)右鍵直接拖2.2 所示。2.設(shè)置模型參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的方法我們可以雙擊模塊圖標(biāo)彈出的對(duì)話框來設(shè)置參

19、數(shù)，本（ 1 ） 交流電壓源，電壓為220V，頻率為50Hz，初始相位為0 度。在電壓設(shè)置中要輸入的是電壓峰值，在該欄中鍵如“220*sqrt（2） ”。如果在對(duì)話框最后的測量 旋 轉(zhuǎn) 選 中 電 壓 “ voltage” ， 這 樣 電 壓 的 數(shù) 據(jù) 可 以 送 入 多 路 測 量 器 （ Multimeter ） 。這里我們不用設(shè)置這個(gè)，因?yàn)槲覀冎苯佑昧耸静ㄆ鬟M(jìn)行觀察波形。晶閘管的參數(shù)我們采用了默認(rèn)的參數(shù)，也可以另外設(shè)置。負(fù)載 RLC ，當(dāng)負(fù)載是電阻負(fù)載時(shí)，R=1, H=0, C=inf （無窮大）負(fù)載 RLC 為電阻電感負(fù)載時(shí)，R 1 ， H 0.01， C inf,關(guān)于負(fù)載的參數(shù)，這

20、里是沒有一定的規(guī)定的，可以根據(jù)需要修改。3.仿真參數(shù)的設(shè)置，本例中我們?cè)O(shè)置仿真的終止時(shí)間為0.1S，算法ode23tb.通過仿真，我們給出幾個(gè)特殊角度的波形圖。30 度90 度30 度60 度60 度90 度到這里，我們基本上可以把單相半波可控整流的各個(gè)波形仿真出來了，觀察波形，跟我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室用示波器看到的還是基本上一致的。3.1 實(shí)驗(yàn)三單相橋式半控整流電路電阻負(fù)載：一、仿真步驟1 啟動(dòng) MATLAB ，進(jìn)入 SIMULINK 后新建一個(gè)仿真模型的新文件。在這里可以任意添加電路元器件模塊。然后對(duì)照電路系統(tǒng)模型，依次往文檔中添加相應(yīng)的模塊。在此實(shí)驗(yàn)中，我們按下表添加模塊：序號(hào)元器件名稱提取元器件

21、位置數(shù)量1交流電源Simpowersystems / Electrical Sourse / AC V oltage sourse12脈沖觸發(fā)器Simulink / Sources / Pulse Generator23晶閘管模型Simpowersystems /Power Electronics /Detailed Thyristor24二極管模型Simpowersystems /Power Electronics /Diode25電流表模型Simpowersystems /Measurements /Current Measurement16電壓表模型Simpowersystems /Me

22、asurements / Voltage Measurement27信號(hào)分解模型Simulink /Signal Routing /Demus18RLC 串聯(lián)電路Simpowersystems /Elements /Series RLC Branch19示波器模型Simulink /Sinks /Scope12添加好模塊后，要對(duì)各元器件進(jìn)行布局。一個(gè)良好的布局面板，更有利于閱讀系統(tǒng)模型 及方便調(diào)試。 3設(shè)置模塊參數(shù)。依次雙擊各模塊，在出現(xiàn)的對(duì)話框內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。，交流電源參數(shù)設(shè)置：電壓設(shè)置為220V，頻率設(shè)為50Hz，其它默認(rèn)。3.2， 脈沖觸發(fā)器設(shè)置：振幅 ( amplitude) 設(shè)為5

23、。 周期 ( Period) 設(shè)為 0.02 秒。 脈沖寬度 ( pulsewidth )設(shè)為 2。相位延遲角(phase delay) ，即觸發(fā)角。它的設(shè)置在調(diào)試時(shí)需要修改，以實(shí)現(xiàn)在不同角度觸發(fā)時(shí)，觀測電路各變量的波形的變化。因?yàn)樗且悦霝閱挝?，故需把角度換算成秒。其計(jì)算可按以下公式：t= T/360 。例如觸發(fā)角 45 度，周期T 0.02 ，則 t=0.0025 ，則此空中應(yīng)填入0.0025 。第二個(gè)觸發(fā)器的設(shè)置只需觸發(fā)角比第一個(gè)大180 度，即加上0.01 ，其它不變。3)示波器的設(shè)置：雙擊示波器，彈出示波器面板，在第一排控件欄中單擊第二個(gè)控件，彈出參數(shù)設(shè)置窗口，如下所示：3.4把坐標(biāo)

24、系數(shù)目設(shè)為7，其它不必修改。Time range 是橫坐標(biāo)設(shè)置。4模型仿真。在模型仿真時(shí)要先設(shè)置仿真參數(shù)，仿真參數(shù)的設(shè)置與實(shí)驗(yàn)一相同。設(shè)置好后，即可開始仿真。點(diǎn)擊開始控件。仿真完成后就可以通過示波器來觀察仿真的結(jié)果。以下是分別在0 度， 30 度， 45 度， 60 度時(shí)的仿真結(jié)果。0 度：30度：45 度：60度：電阻電感負(fù)載：帶電阻電感性負(fù)載的仿真與帶電阻性負(fù)載的仿真方法基本相同，但須將RLC的串聯(lián)分支設(shè)置為電阻電感負(fù)載。本例中設(shè)置的電阻R 1， L 0.01H，電容為inf 。電阻電感負(fù)載分別在0 度， 30 度， 45 度， 60 度時(shí)的仿真結(jié)果：0 度：30度：45 度：60度：實(shí)驗(yàn)

25、四 單相橋式全控整流電阻負(fù)載：一、仿真步驟1 啟動(dòng) MATLAB ，進(jìn)入 SIMULINK 后新建一個(gè)仿真模型的新文件。并布置好各元器件。如下圖所示：圖 4.12參數(shù)設(shè)置。各模塊參數(shù)的設(shè)置基本與上一實(shí)驗(yàn)相同，但要注意觸發(fā)脈沖的給定。互為對(duì)角的兩個(gè)示波器的控制角設(shè)置必須相同，否則就會(huì)燒壞晶閘管。二、模型仿真設(shè)置好后，即可開始仿真。點(diǎn)擊開始控件。仿真完成后就可以通過示波器來觀察仿真的結(jié)果。0 度， 30 度， 45 度， 60 度時(shí)的仿真結(jié)果。0 度：度：3045 度：60度： 但須將RLC的串聯(lián)分支設(shè)置inf 。帶電阻電感性負(fù)載的仿真與帶電阻性負(fù)載的仿真方法基本相同，為電阻電感負(fù)載。本例中設(shè)置的

26、電阻R 1， L 0.01H，電容為0 度， 30 度， 45 度， 60 度時(shí)的仿真結(jié)果：0 度：30度：45 度：60 度：實(shí)驗(yàn)五 三相半波整流電路電阻負(fù)載：一、仿真步驟1 啟動(dòng) MATLAB ，進(jìn)入 SIMULINK 后新建一個(gè)仿真模型的新文件。并布置好各元器件。如下圖所示：圖 6.12參數(shù)設(shè)置。電源參數(shù)設(shè)置：電壓設(shè)置為380V，頻率設(shè)為50Hz。要注意初相角的設(shè)置，a相的電壓源設(shè)為 0， b 相的電壓源設(shè)為-120， c相的電壓源設(shè)為-240。負(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻設(shè)為1 ，電感為0，電容無窮大inf。脈沖參數(shù)設(shè)置：觸發(fā)信號(hào)的參數(shù)設(shè)置是本例的難點(diǎn)。本例中有三個(gè)觸發(fā)脈沖，由電路原理可知觸發(fā)角

27、依次相差120 度。 因?yàn)殡娫措妷侯l率為50Hz， 故周期設(shè)置為0.02s， 脈寬可設(shè)為2，振幅設(shè)為5。延遲角的設(shè)置要特別注意，在三相電路中，觸發(fā)延時(shí)時(shí)間并不是直接從a 換算過來，由于a 角的零位定在自然換相角，所以在計(jì)算相位延時(shí)時(shí)間時(shí)要增加30 度相位。因此當(dāng)a 0 度時(shí)，延時(shí)時(shí)間應(yīng)設(shè)為0.0033。其計(jì)算可按以下公式：t= （ +30） T/360 。觸發(fā)角a 0 度時(shí)，延遲角依次設(shè)置為：0.00167 ， 0.00837 ， 0.01507觸發(fā)角a 30 度時(shí)，延遲角依次設(shè)置為：0.0033 ， 0.01 ， 0.0167觸發(fā)角a 45 度時(shí)，延遲角依次設(shè)置為：0.00417 ， 0.0

28、1087 ， 0.01757觸發(fā)角a 60 度時(shí)，延遲角依次設(shè)置為：0.005 ， 0.0117 ， 0.01846.2二、模型仿真設(shè)為 0.1 。點(diǎn)擊開始控件。仿設(shè)置好后，即可開始仿真。選擇算法為ode23tb ， stop time真完成后就可以通過示波器來觀察仿真的結(jié)果。以下是分別在0 度， 30 度， 45 度， 60 度時(shí)的仿真結(jié)果。0 度：度：30 45 度：60度：電阻電感負(fù)載：帶電阻電感性負(fù)載的仿真與帶電阻性負(fù)載的仿真方法基本相同，但須將RLC的串聯(lián)分支設(shè)置為電阻電感負(fù)載。本例中設(shè)置的電阻R 1， L 0.01H，電容為inf 。電阻電感負(fù)載分別在0 度， 30 度， 45 度

29、， 60 度時(shí)的仿真結(jié)果：0 度：30度：45 度：60度：實(shí)驗(yàn)六 三相橋式半控整流電路三相橋式半控整流電路廣泛應(yīng)用于中等容量的整流裝置或要求不可逆的電力拖動(dòng)Mux）跟示波各個(gè)元器件的模塊提取路徑跟之前介紹的提取路徑一樣，提取出來的元件跟布局如所示7.1根據(jù)原理圖，我們連接仿真電路。連接好的電路如圖7.2 所示7.2參數(shù)設(shè)置：電源參數(shù)設(shè)置：三相電源的電壓峰值電壓為380V，可表示為“220*sqrt(2) ”，頻率為50Hz，相位分別為0 度， -120 度， -240 度。負(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻R 10 H 0 C inf 電阻電感R 10 H 0.01 C inf脈沖參數(shù)設(shè)置：觸發(fā)信號(hào)的參數(shù)設(shè)

30、置是本例的難點(diǎn)。本例中有三個(gè)觸發(fā)脈沖，由寬可設(shè)為2，振幅設(shè)為5。延遲角的設(shè)置要特別注意，在三相電路中，觸發(fā)延時(shí)時(shí)間并不是直接從a換算過來，由于 a角的零位定在自然換相角，所以在計(jì)算相位延時(shí)時(shí)間時(shí)要增加30 度相位。因此當(dāng)a 0 度時(shí)， 延時(shí)時(shí)間應(yīng)設(shè)為0.0033。 其計(jì)算可按以下公式：t= ( +30) T/360 。觸發(fā)角a 0 度時(shí)，延遲角依次設(shè)置為：0.00167 ， 0.00837 ， 0.01507觸發(fā)角a 30 度時(shí)，延遲角依次設(shè)置為：0.0033 ， 0.01 ， 0.0167觸發(fā)角a 45 度時(shí)，延遲角依次設(shè)置為：0.00417 ， 0.01087 ， 0.01757觸發(fā)角a

31、60 度時(shí)，延遲角依次設(shè)置為：0.005 ， 0.0117 ， 0.0184晶閘管采用默認(rèn)的參數(shù)設(shè)置仿真參數(shù)設(shè)置：打開設(shè)置窗口，選擇 ode23tb 算法， 將相對(duì)誤差設(shè)置Le-3,開始時(shí)間為0，停止時(shí)間為0.05。30 度0度60 度60 度0度30 度實(shí)驗(yàn)七 三相橋式全控整流1 啟動(dòng) MATLAB ，進(jìn)入 SIMULINK 后新建一個(gè)仿真模型的新文件。并布置好各元器件。 如下圖所示：8.12參數(shù)設(shè)置。電源參數(shù)設(shè)置：電壓設(shè)置為380V，頻率設(shè)為50Hz。要注意初相角的設(shè)置，a相的電壓源設(shè)為 0， b 相的電壓源設(shè)為-120， c相的電壓源設(shè)為-240。負(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻設(shè)為1 ，電感為0，電

32、容無窮大inf。通用變換器橋的設(shè)置：（ 1 ） ， 模塊的功能：通用變換器橋模塊是由6 個(gè)功率開關(guān)元件組成的橋式通用三相變換器模塊。 功率電子元件的類別和變換器的結(jié)構(gòu)可通過對(duì)話框進(jìn)行選擇。功率電子元件和變換器的類型有 Diode 橋、 Thyristor 橋、MOSFET-Diode橋、IGBT Diode 橋、Ideal Switch 橋，橋的結(jié)構(gòu)有單相、兩相和三相。，仿真模塊的圖標(biāo)、輸入和輸出。通用變換器橋模塊的圖標(biāo)如右圖所示。模塊的輸入和輸出取決于所選擇的變換器橋的結(jié)構(gòu)。當(dāng)A、 B、 C被選擇為輸入端，則直流DC（ +， - ）端就是輸出端。當(dāng)A、 B、 C被選擇為輸出端，則直流DC（ +， -）端就是輸入端。除二極管橋外，其它橋的“ g（ pulse ） ”輸入端可接受來自外部模塊的觸發(fā)信號(hào)。，通用變換器橋仿真模塊的