MATLAB仿真作业

1、西 安 工 程 大 学MATLAB在电气工程中的应用仿真综合设计作业学院： 电子信息学院 班级： 电气093班 姓名： 刘 东 东 学号： 40903040330 2011年 12月 15日MATLAB电力电子仿真实验实验一 三相桥式全控整流电路1、纯电阻负载时的仿真原理图一触发角为 0 度时的各支路电压（VT1 - VT6）、电流波形 及 输出电压、电流波形触发角为 30 度时的各支路电压（VT1 - VT6）、电流波形 及 输出电压、电流波形 触发角为 60 度时的各支路电压、电流波形（VT1 - VT6） 及 输出电压、电流波形 触发角为 60 度时的各支路电压、电流波形（VT1 - V

2、T6） 及 输出电压、电流波形 纯电阻负载时的仿真原理图二一、仿真步骤1启动MATLAB，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。并布置好各元器件。如下图所示：2参数设置。电源参数设置：电压设置为380V，频率设为50Hz。要注意初相角的设置，a相的电压源设为0，b相的电压源设为-120，c相的电压源设为-240。负载参数设置：电阻设为1，电感为0，电容无穷大inf。通用变换器桥的设置：（1），模块的功能：通用变换器桥模块是由6个功率开关元件组成的桥式通用三相变换器模块。功率电子元件的类别和变换器的结构可通过对话框进行选择。功率电子元件和变换器的类型有Diode桥、Thyristor桥

3、、MOSFET-Diode桥、IGBTDiode桥、Ideal Switch桥，桥的结构有单相、两相和三相。（2），仿真模块的图标、输入和输出。通用变换器桥模块的图标如右图所示。模块的输入和输出取决于所选择的变换器桥的结构。当A、B、C被选择为输入端，则直流DC（+，-）端就是输出端。当A、B、C被选择为输出端，则直流DC（+，-）端就是输入端。除二极管桥外，其它桥的“g（pulse）”输入端可接受来自外部模块的触发信号。（3），通用变换器桥仿真模块的参数：本例中个参数设置如下图。（4），同步6脉冲触发器的参数设置该模块有5个输入端，其图标如图所示。“alpha_deg”是移相控制角信号输入端

4、，单位为度。该输入端可与“常数”模块相连，也可与控制系统中的控制器输出端相连，从而对触发脉冲进行移相控制。输入端AB、BC、CA是同步线电压的输入端，同步线电压就是连到三相交流电压的线电压。输入端Block为触发器模块的使能端，用与触发器模块的开通与封锁操作，当施加大于0的信号时，触发脉冲被封锁。该模块为一个六维脉冲向量，它包含6个触发脉冲，移相控制角的起始点为同步电压的零点，pulses为输出触发信号端。同步6脉冲触发器参数设置对话框如果所示，可以设置同步电压的频率跟脉冲宽度，如果勾选了“Double pulsing”触发器就能给出间隔60度的双脉冲。（5），常数模块参数设置：常数模块图标如

5、右图所示，该模块只有一个输出端，在本例中只要改变对话框中数值的大小，即可改变触发控制角的大小。其参数对话框如下所示。设置好后，即可开始仿真。选择算法为ode23tb，stop time设为0.1。点击开始控件。仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真的结果。以下是分别在0度，30度，45度，60度时的仿真结果。0度触发角： 30度触发角：45度触发角： 60度触发角：2、阻感负载时的仿真模型原理图一触发角为0 度时的各支路电压、电流波形（VT1 - VT6） 及 输出电压、电流波形 触发角为 30 度时的各支路电压、电流波形（VT1 - VT6） 及 输出电压、电流波形 触发角为 60 度时的各支

6、路电压、电流波形（VT1 - VT6） 及 输出电压、电流波形 触发角为 90 度时的各支路电压、电流波形（VT1 - VT6） 及 输出电压、电流波形 阻感负载时的仿真模型原理图二带电阻电感性负载的仿真与带电阻性负载的仿真方法基本相同，但须将RLC的串联分支设置为电阻电感负载。本例中设置的电阻R45，L1H，电容为inf。电阻电感负载分别在0度，30度，45度，60度时的仿真结果：0度触发角： 30度触发角：45度触发角： 60度触发角：实验二 BUCK电路仿真模型一电感L取0.001H,滤波电容取0.1F时的输出电流、电压波形及流过续流二极管的电压、电流波形电感L取0.001H,滤波电容取

7、0.01F时的输出电流、电压波形及流过续流二极管的电压、电流波形 电感L取0.001H,滤波电容取0.001F时的输出电流、电压波形及流过续流二极管的电压、电流波形电感L取0.01H,滤波电容取0.1F时的输出电流、电压波形及流过续流二极管的电压、电流波形电感L取0.01H,滤波电容取0.01F时的输出电流、电压波形及流过续流二极管的电压、电流波形电感L取0.01H,滤波电容取0.001F时的输出电流、电压波形及流过续流二极管的电压、电流波形 降压斩波BUCK电路仿真模型二在开关器件V导通时，有电流经电感L向负载供电，在V关断时，电感L释放储能，维持负载电流，电流经 图4-1 原理图负载和二极

8、管VD形成回路。调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。负载侧输出电压的平均值为： 式中T为V开关周期,为导通时间，为占空比。降压变流器的主电路的设计除要选择开关器件和二极管外，还需要确定电感L的参数，电感参数的计算是复杂的，但采用仿真很方便。仿真的模型线路如下图所示。降压斩波电路模型在模型中采用了IGBT,IGBT的驱动信号由脉冲发生器产生，设定脉冲发生器的脉冲周期和脉冲宽度可以调节脉冲占空比。模型中连接多个示波器，用于观察线路中各部分电压和电流波形，并通过傅立叶分析来检测输出电压的直流分量和谐波。1. 设直流降压变流器电源电压E=200V，输出电压=100V，电阻负载为5。设计电感值。仿真步骤如下：（1） 在模型中设置参数，设置电源E电压为200V，电阻的阻值为5，脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%，IGBT和二极管的参数可以保持默认值。（2）设置仿真时间为0.02s，算法采用ode15s。启动仿真，仿真波形如下。二极管两端电压和电流图所示二极管两端电压（图上部），可也看到，在二极管关断瞬间由于电感di/dt作用使二极管两端出现尖峰。导通期间电感L释放储能，维持负载电流，电流下降（图下部）。输出电压、电流及直流电