功率电子课程设计--文华学院.doc

功率电子技术 姓 名： 学 号： 学 部 （系）： 专 业 班 级： 2013年12月27日目 录1.课程设计目的12.课程设计要求13.课程设计内容13.1单相半波可控整流电路的仿真 33.2单相桥式全控整流电路的仿真 53.3三相半波可控整流电路的仿真 63.4三相桥式全控整流电路的仿真 83.5直流降压斩波电路的仿真 104.课程设计总结 125.课程设计体会 136.参考书目 131. 课程设计的总体目标电力电子技术课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。电力电子技术课程设计是配合变流电路理论教学，为自动化和电气工程及其自动化专业开设的专业基础技术技能设计，课程设计对自动化专业的学生是一个非常重要的实践教学环节。通过设计，使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。2. 课程设计的总体要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。（5）广泛收集相关技术资料。（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。（8）培养实事求是、严谨的工作态度和认真的工作作风。3.课程设计内容3.1项目一: 单相半波可控整流电路的仿真3.1.1电路原理图单相半波可控整流电流（电阻性负载）原理图，晶闸管作为开关元件，变压器t器变换电压和隔离的作用，用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电压u2为50hz正弦波波形如图所示，其有效值为u2，3.1.2建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图3.1.3仿真参数设置打开仿真参数窗口，选择ode23tb算法仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（1/50）x（n/360）s电源参数，频率50hz，电压220v3.1.4 模型仿真3.1.5仿真波形分析a = 30时的波形负载电流处于连续和断续之间的临界状态，各相仍导电120 。3.2项目二: 单相桥式全控整流电路的仿真3.2.1电路原理图如图所示为典型单相桥式全控整流电路，共用了四个晶闸管，两只晶闸管接成共阳极，两只晶闸管接成共阴极，每一只晶闸管是一个桥臂，桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性3.2.2建立仿真模型3.2.3设置模型参数打开仿真参数窗口，选择ode23tb算法Ug1 Phase time =0.0125s Ug2 Phase time =0.0025s3.2.4模型仿真3.2.5仿真波形分析尽管整流电路的输入电压是交变的，但负载上正负两个半波内均有相同的电流流过，输出电压一个周期内脉动两次，由于桥式整流电路在正、负半周均能工作，变压器二次绕组正在正、负半周内均有大小相等、方向相反的电流流过，消除了变压器的电流磁化，提高了变压器的有效利用率。3.3项目三: 三相半波可控整流电路3.3.1电路原理图变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形，为/Y接法。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法3.3.2建立仿真模型3.3.3设置模型参数打开仿真参数窗口，选择ode23tb算法1. 交流电压源的参数设置 ：三相电源的相位互差120， 设置交流峰值电压208V，频率25Hz2. 晶闸管的参数设置：Rn=0.001，Lon=0.0001H,Vf=0,Rs=50，Cs=250e-93. 负载的参数设置：R=10，L=0H，C=inf4. 脉冲发生器模块的参数设置：脉冲周期0.04S,脉冲宽度50%，脉冲高度53.3.4模型仿真3.3.5仿真波形分析a = 30时，负载电流处于连续和断续之间的临界状态，各相仍导电120 。a 30的情况，负载电流断续，晶闸管导通角小于1204. 课程设计总结 利用Simulink中的模块库建立单相/三相整流、桥式等电力变换电路，进行仿真后，对仿真波形进行比较分析。证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。由于计算机中修改参数方便，可以通过改变方针参数就可观察各种现象，加深了对其电路原理的理解。通过对本课题的研究最终能够熟悉并掌握Matlab /Simulink的应用环境，熟练应用Simulink模块库中模块建立电力电子电路的系统仿真模型，设定系统仿真参数，进行系统仿真。5.课程设计体会对这次课程设计所涉及到的内容，需要用到的知识大都是我们学过的，没学的部分也很容易在网上或图书馆内查到。这样的设计也有助于我们对所学知识的应用，加深对知识的理解。通过设计过程中查阅各种资料，还能让我们开阔视野，不仅仅局限于课本知识，学到更多的专业知识，对我们今后都很有帮助。随着计算机通信技术、网络技术、数据库技术、面向对象技术、Internet技术以及软件标准化技术的飞速发展，电力电子系统仿真软件将向网络化、专业化、实时化和具有更高的开放性、可移植性和可扩展性方向发展。电力电子系统仿真软件也将逐步向