電力電子仿真仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、目錄實(shí)驗(yàn)一：常用電力電子器件特性測(cè)試錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哄e(cuò)誤!未定義書(shū)簽。掌握幾種常用電力電子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。掌握各器件的參數(shù)設(shè)置方法，以及對(duì)觸發(fā)信號(hào)的要求。錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。（二）實(shí)驗(yàn)原理錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。（四）實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1仿真系統(tǒng)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2仿真參數(shù)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3仿真波形與分析錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4結(jié)論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。實(shí)驗(yàn)二：可控整流電路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康腻e(cuò)誤!未定義書(shū)簽。（二）實(shí)驗(yàn)原理錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容錯(cuò)誤!未定義書(shū)

2、簽。（四）實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1單相橋式全控整流電路仿真系統(tǒng)，下面先以觸發(fā)角為0度，負(fù)載為純電阻負(fù)載為例錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2仿真參數(shù)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3仿真波形與分析錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽實(shí)驗(yàn)三：交流-交流變換電路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康腻e(cuò)誤!未定義書(shū)簽（三）實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽1）晶閘管單相交流調(diào)壓電路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽實(shí)驗(yàn)四：逆變電路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康腻e(cuò)誤!未定義書(shū)簽（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽實(shí)驗(yàn)五：?jiǎn)蜗嘤性垂β市Ｕ娐峰e(cuò)誤!未定義書(shū)簽（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康腻e(cuò)誤!未定義書(shū)簽（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽個(gè)性化作業(yè)：錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哄e(cuò)誤!未

3、定義書(shū)簽（二）實(shí)驗(yàn)原理：錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽（四）結(jié)果分析：錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽（五）實(shí)驗(yàn)總結(jié)：錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽實(shí)驗(yàn)一：常用電力電子器件特性測(cè)試（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諑追N常用電力電子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；掌握各器件的參數(shù)設(shè)置方法，以及對(duì)觸發(fā)信號(hào)的要求。（二）實(shí)驗(yàn)原理將電力電子器件和負(fù)載電阻串聯(lián)后接至直流電源的兩端，給器件提供觸發(fā)信號(hào)，使器件觸發(fā)導(dǎo)通。（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在MATLAB/Simulink中構(gòu)建仿真電路，設(shè)置相關(guān)參數(shù)。改變器件和觸發(fā)脈沖的參數(shù)設(shè)置，觀察器件的導(dǎo)通情況及負(fù)載端電壓、器件電流的變化情況。（四）實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析1仿真系統(tǒng)

4、以GTO為例，搭建仿真系統(tǒng)如下：2仿真參數(shù)設(shè)置直流電壓為2V,GTO通態(tài)壓降為，負(fù)載阻抗為1Q,脈沖產(chǎn)生器占空比為。3仿真波形與分析由圖可見(jiàn)，GTO導(dǎo)通時(shí)，電流為，負(fù)載電壓為，占空比為。（2）改變GTO的通態(tài)壓降，設(shè)置為,仿真結(jié)果如下圖。3)改變脈沖發(fā)生器占空比為，波形如下：4)其他電力電子器件的特性仿真。只是在圖1的基礎(chǔ)上，把GTO變成SCR、MOSFET、IGBT,適當(dāng)改變參數(shù)，即可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：SCR：囤BlockP8rameter&:ThyristorThyristor(linls)ThyristorinparallelwithaseriesRCsnubbercircui

5、t.Inoii-stat亡theThyristormodelhasaninternalresistance(Ron)andinductance(Lan.).FormostapplicationstheinterrialinductanceshcoiLdbusettozeroInciff-sizaizetheTliyristorasaninfmitelutpedance.ParanLetersResistanceRon(Ohms):o.ooi|Inductan匚亡Lon(H):ForwardwoLtageV(V):O.SInitialcurrentIc(A):Snubbercapacitance

6、Cs(F):負(fù)載電壓為，負(fù)載電流為,且幅值不隨占空比變化而變化，這是因?yàn)镾CR為半控型器件，給負(fù)脈沖不能控制電路關(guān)斷。MOSFET：囤BlockPrameter&:MosfetNosfet(mask)(link)MOSFETandinternaldiodeinparallelwithaseriesRCsnubbercircuit.IVhenagateEigziialisappliedtheMOSFET匚ondu匚丈已a(bǔ)nd.actsasaresistaiiceCRon)inbothdirections.Ifth亡gatesignalfallstozerourhencurrentisnegati

7、vejcurrentistransferred,tothuantipralleldied?ForjnostapplicationSjLonshouldbesettozero.ParajuetersFETresistanceRon(Olrms):minternaldiodeinductanceLon(H):IrLt&rnaldioderesistaiceRd(Ohms):0.01Internaldiodeforwardvoltag：eVf(V);InitialcurrentIc:SnubberresistarceRs(Ohms);IGBT：聞BlockParameters:IG盯IGBT(mas

8、k)(link)Imp1enenteanIGBTdeviceinparallelwithaserieERCsnubbercircuit.Inon-statetheIG-BTmodelhasinternalresistarice(Ron)andinduetanuu(Lan)FormostapplicationSjLonshouldbeset七。zero.Inoff-statetheIGBTmodelhasinfiniteimpedance.FarajueteraResistanceRon(Ohms):0.001A|InductanceLon(H):ForuiardvoltageVf(V):Cur

9、rent109SfalltineTf(s):1e-6CurrenttailtimeTt(s):2e-5InitialcurrentIc:SnubberresxstanceRs(Otuns):4結(jié)論為半控型器件，GTO、MOSFET、IGBT為全控型器件，只有全控型器件可以在給予負(fù)脈沖時(shí)控制電路關(guān)斷。2.改變器件的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電阻電感均會(huì)影響負(fù)載的電壓電流波形實(shí)驗(yàn)二：可控整流電路一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆湛煽卣麟娐返墓ぷ魈匦?；掌握通用變流器橋、同?脈沖觸發(fā)器、示波器模塊（Scope）的使用方法。二）實(shí)驗(yàn)原理三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)試單相橋式全控整流電路和三相全控整流電路帶不同負(fù)載（電阻或阻感）、在不同觸發(fā)角下

10、的典型波形。四）實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析1單相橋式全控整流電路仿真系統(tǒng)，下面先以觸發(fā)角為0度，負(fù)載為純電阻負(fù)載為例oKheUhiverdlBrd-gEpirgrjLii曲amvaluei5sissRLCBrEnd-idirramMsursmentiaanDHCWfi!iiCartnuausm2仿真參數(shù)聞BlockPararmeterE：ACVoltageSourceACol-tageSource(nask)(linkIdealsinusoidalACVolta?csoiircrrOECancelHelpApplyF,.jjGIdclLParameters:UniverwlBridgrH&ljifoi

11、已ugEemtBd已ruibb日tualues：whentheJiadalisi丄山山山也心:値41血小嶇站MihiinductariceLonofdiodesandthyristorsshouldbesettosecoNuiiberti匚ldge3.cils:2SnubberresistanceEs(Dhiis)Le5SnutibercapacilaruceCsCF)infF口Elect匚匚dewi匚匕IhiytLStOYSRon(CihivsLon(H)Forwatd.voltage7f(V)E)Apply尸九|SourceBl匚kParamrie-rs:PulseGene-ratoren

12、dPulsetypedeternineE-thecomputatiotisltechniqueused.rinebassdisrecotuiendedforusewithavariablestepEolveijwhileSanpLe-basedisrrccuortendedforusevrithafLxe-dstepsolverox:urithinadisccete-partictriofanodeuzinjaunrisble5tep三口1ver.PsrajietrrsFuLsE：t33STznebazed千line(t):|UsesLuiiLatioritina仃Anipliliide:Pe

13、riod(secs):a.02PuLstidth(Safperiod!:10Phasedelay(secs):O*CL02/360|?|InterpretveclQEpaxajiters-as-1-D4Inr囤SourceBlockParameters:Pulse!3en-eratorlendPulsetypedeternmesthecampui:ationaltechniqueused-line-basedisrecoiunended.forusewithavarisblestepsoItdiTjvrhiLeSajipLe-bascdisrccDiunendcd.forusewithatix

14、eiistepsolverorwithinadiscreteportionofaRodeusingavariablestepsolverPar：aneier5:PeriodI.secs):0.02Pulseidth側(cè)ofperiod):EZFhasedelay(secs):0+0.02/360+0.DI0Inie匚p匚btycctotp耳匚ametersm1-Df|Pip|卜匪匪lp|Apply3仿真波形與分析同樣，改變電路參數(shù)可以得到：阻感負(fù)載觸發(fā)角為0度阻感負(fù)載觸發(fā)角為60度三相全控整流電路仿真系統(tǒng)：BSot*-!_Ccn-a-:l由匚訕畑“50LTO2-3-:D-JdlapaHnMurw

15、nBTiL二EF0皿忙HMfiurerritfitiS&iesRlCBrandiUniw聞dg亡jjausM:比“4ue參數(shù)設(shè)置：電阻負(fù)載時(shí)為電阻1歐姆，阻感負(fù)載時(shí)為電阻1歐姆，電感9999H。電阻負(fù)載觸發(fā)角為60度阻感負(fù)載觸發(fā)角為0度實(shí)驗(yàn)三：交流-交流變換電路一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆战涣髡{(diào)壓電路的工作特性；掌握諧波分析方法。（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在MATLAB/Simulink中分別構(gòu)建晶閘管單相交流調(diào)壓電路和斬控式單相交流調(diào)壓電路，測(cè)試交流調(diào)壓性能，并在輸入輸出電壓相同的情況下，比較兩個(gè)電路的諧波分析結(jié)果。三）實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析1）晶閘管單相交流調(diào)壓電路仿真模型：JUl氏Im-Ma肝Qf冏旳SMTOlbt

16、呻刖pdrabgLiF-fe&Slt*5Ed一3=LurreniMaaairem&-cIACWIt&jeSauruLrn確Bl曰山就HiaRuZBfaiiiL2rCj_fjZj-5cycles9.69.B5生99.9510Time(s)Ifftnndiy鷗302620-1111111111111111FundaingnLal(50Hz)=2S5.-4.THD二3B.52%-ElLIBLUnsPLJrld一D詫)壬162）斬控式單相交流調(diào)壓電路仿真模型：仿真波形：占空比為50%，電阻為1歐姆諧波分析：Ume(s)FFT甘n盼維Fundamental(5DHz=119.3.THD=1D2.66%-

17、Ec型EEPUnd遲g1巨6810Hsrnwmieorderhllll.li1214161820電源電流的基波分量和電源電壓同相位。電源電流中不含低次諧波只含和開(kāi)關(guān)周期有關(guān)的高次諧波。實(shí)驗(yàn)四：逆變電路（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉蜗嚯妷盒湍孀冸娐返墓ぷ魈匦?；掌握電流滯環(huán)型單相PWM逆變電路的工作特性掌握不同控制方式下調(diào)制信號(hào)的生成方法。二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在MATLAB/Simulink中構(gòu)造單相電壓型逆變電路。分別生成方波控制信號(hào)、移相控制信號(hào)、單極性SPWM控制信號(hào)和雙極性PWM控制信號(hào)。在不同控制方式下，測(cè)量輸出電壓波形并進(jìn)行諧波分析；在MATLAB/Simulink中構(gòu)造電流滯環(huán)型單相PWM逆變電路，測(cè)

18、量交流相電壓、相電流、線電壓和直流電流波形，并進(jìn)行諧波分析；分析在不同滯環(huán)控制參數(shù)對(duì)輸出波形的影響。仿真模型（方波控制信號(hào)）：仿真參數(shù)：阪日l(shuí)okParameterkSeriesRLCErnchS41j.esfiLCBlanch(nasic)(Link)Iripleneatsasariesbt：=fflchoffLCg驗(yàn)旳Paianetc-esFqIjMTtype：TineTireft)Qbc-jiriulationtiuAmplitude:FsiiadCbc-ce：);Ph1jWLdrth賢ofptiiad)1Phazpdvlay(affics):Ln.dlTiM-trasad.is-xac

19、QiLiiAridcdfor5olvEiriwhileSa*ple-ba-$d.fdEedstep3oliGfvithin2urinea.wiaibLoJtj)solvot.fj03j.5tancelOlrnsJ:Pi-ilsatypadtutr工居wthaaaripurtatlanaltchriiqufPulsetyptdfltemijLesthe-ccpulatiULaltechninueU2G-rithaiC7JLiiEnd.e-idiffiietepoiticmofTinifl-basfldLsrsconnnn.dfldfoesolireEj,irhilsSarple-baaeflis

20、tiaedstepsol砂nrrithlBaufinjavatiabLpstpjdLvci：tizoviihavsriablB匚amendedfillutediscretHpjxtictiotParssHtsrsFulcttype1Anpliludc-*!PulsaJidtk幅afpat:ia4)2Phas-adaLay(a):JjitsiDiei：irectoinaraiieterg他L-H7ItYte-rnrctve-rtDiTiarinrtsESasL-Dend.durttLParaivtqrEAnvLdtudfAnplitude-sPnrwd;HD2FulsfiiRidth改otpfl

21、zdDd);0丁Ihrteiprrtsctorparautrtppidthaaa7&Puls*typs-Tirrt：btdFuls*Vidth煤ofptticdsPI133*delayew-cs)zCuOlIntarpiFatHNictarpA.-uaictahI-Ci仿真波形：諧波分析：FFTmndkw2of500cyclesM9timedsignalFFT他為閥isFundamental5QHzi=3B77.THD=刈17%5_osBsoi-332211-EsQUJBPUnLLJJ_mmlpllIIIIIIk-&Y-3A.&IIIII102D30期Harmonicander70仿真模型（移

22、相控制信號(hào)）：改變開(kāi)關(guān)1、2參數(shù)如下（即移相30）：I?Dum-BlockParanwtEraPulseGcncratar2怙Source-BlockParameters:PulseGtneratcriendfuljEtyptdjteEninez-thecosputatoaaltechrinjj.euj-ediendPi-lLsbtyjodetenihesthscciputatLditalteckiniquBusedrTiebartdisreconaendedfqe3oh!sijh訂rSarijjlg-bssedisliA6dstepsolveiocyitkin.auinEa-variahlE

23、stepsolverusei/itha.TraciablcreccdAeadedfarceediscretejucticaioll?lIntcijjrrtTectnrparamff+efs351-Dhii3ECancelIfelpApplyIj.n.c-bafedisrecnriende-d.fo匚salwer?whileSitiple-has-edisofevith.nvaiiablere:口rwe口日亡吐forusertepvitha01Canjcsl仿真波形：諧波分析：pSJMetiecignaiSWcytle*fftvrindom|ln伯咋2時(shí)曲Time|時(shí)pFFTaiat/i*-h2

24、r31111111111111HarmtiniCordrFijidamprtd(MHz)-BThD-2X62%OSD-illontf-aEnpun七Bnx仿真模型（單極性SPWM控制信號(hào)）：仿真波形：400-諧波分析：Discrebc.fc=1-dic-jiv-y壬，IOaianp&-CP,TAKiiDpJP.ke/trvrxcnl_baskan4IT為gnoJSelectedsrgnaJ.50cycles.FFTwindow(inredJ:2cyclesfft腫日油aFundajmenlaJ(&QHz=2M.1.THD=S6.17%仿真模型（雙極性PWM控制信號(hào)）：CurrentMeasur

25、erentDCVataeSciurceUn訊闿刖日ndgE勺R(shí)LCEranchJwlE-1kiCo-ntinuDuspnw?rjjjiScops-Qut3j斂am仿真波形：諧波分析：IIIIIIIIIoo20150udanJPJeEmpunLL苗BE3IIlIIII-11I丨丨I1111II1111丨IIlII1111hl11II111llI111I11III111.Il.11III仿真模型：EIdMuttiniecerDiscrete=Ie-05CurTerf?pwerguiScop-elDCVoltageSource1IGBTT/DiodelLogicalOperatorSineWswCu

26、rrentMeasurement2IGBT/Diode(LLCBnanthNOTM仿真參數(shù)：直流電源10V囤FunctionBhckParameten:ReljyRfllayOutputthe5peclj.e-i1pon*oepoffvalw?bycantpacjxiEthflinputtothejpecifj.ed.ttuefhaldsuTlwosxoffrtaterftlwcelayis*notaffectedhylmiirtbttwesDtheqjjpecandIowailinxtfuFIsin險(xiǎn)介“Attmut日W5暫址曰1oilpoint;Svitchoffpoin帖-CL5Dotp

27、utvhK如OutputvkeiLoff:IriJjiJtplOCSSeineilrieritjCtianiu-la-Is-antlhasd)EnableicE3=cro5JuiidetArtj.coxStaple1ine(-farmhe-tiled)jg|GgmcmL|創(chuàng)比Apply仿真波形（從上到下依次為電源電壓、電流和負(fù)載電壓、電流）：1110.5109.5920-20諧波分析：dE口百PUF1U-右*?=將滯環(huán)參數(shù)改小后可得諧波分析結(jié)果如下：I廠ITanBtpai-FLncLmQiTtd(StlHzJ=dJ-11T1-Cj=EQ贈(zèng)In040a00100120UO160150ZOOHam

28、nicaM軻由THD變化可知減小環(huán)寬可以減少諧波分量。實(shí)驗(yàn)五：?jiǎn)蜗嘤性垂β市Ｕ娐芬唬?shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉蜗嘤性垂β市Ｕ娐返墓ぷ髟?，要求輸出電壓達(dá)到給定值，且網(wǎng)側(cè)電流正弦化，功率因數(shù)為1；掌握電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的設(shè)計(jì)方法。二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在MATLAB/Simulink中構(gòu)建單相有源功率校正電路；測(cè)量輸入、輸出電壓波形，輸入電流波形，并進(jìn)行諧波分析。仿真模型：口tm衛(wèi)JW才SkbiT-iB-diI.r:K行”仿真波形（從上到下依次為輸入電流、電壓和輸出電壓）：諧波分析（輸出電壓）：勺審dlFFTwindflrt：2tsf100eyctesatselectedsignalFundepwntaliKIH

29、z)=002563.W0=45096朝5J5s53?1Erasj.g1D12HriYunic訊加141BIS20個(gè)性化作業(yè)：（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諏?shí)驗(yàn)電路的工作原理和關(guān)鍵波形；分析不同參數(shù)設(shè)置對(duì)仿真結(jié)果的影響；（二）實(shí)驗(yàn)原理：仿真無(wú)緩沖電路的電流斷路器與電感串聯(lián)的情況（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容參數(shù)設(shè)置：囤BlockParameters:50V&0HzSourceBlockParameters:BreakerControlTimer(mask)(link)G-eneratesasignal匚hangingatspecifiedtimes.Ifasignalvalueisricrtspecifiedattinezerotheoutputiskeptat0untilthefirstspecified丈ransitiontime.ParajuetetETrine(s):Help