实验报告-电力电子课程设计

电力电子技术课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 实验报告 化学实验报告单总流体力学实验报告观察种子结构实验报告观察种子结构实验报告单观察种子的结构实验报告单 院    系：电气与电子 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院 班    级：  电气1309班    学    号：  1131540517     学生姓名：    王睿哲      指导教师：    姚蜀军       成    绩：                  日期：2017年 1月2日 目  录 实验一 晶闸管仿真实验    3 实验二 单相桥式全控整流电路仿真实验    9 实验三 三相桥式全控整流电路仿真实验    14 实验四 Buck-Boost降压-升压斩波电路仿真实验    19 实验五 相控式三相交流调压电路仿真实验    23 实验六 电压型单相SPWM半桥逆变器电路仿真实验    30 实验七 电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验    35 实验一 晶闸管仿真实验 实验目的 掌握晶闸管仿真模型模块各参数的含义。 理解晶闸管的特性。 实验设备：MATLAB/Simulink/PSB 实验原理 晶闸管测试电路如图1-1所示。u2为电源电压，ud为负载电压，id为负载电流，uVT为晶闸管阳极与阴极间电压。 图1-1 晶闸管测试电路 实验内容 启动Matlab，建立如图1-2所示的晶闸管测试电路结构模型图。 图1-2 带电阻性负载的晶闸管仿真测试模型 双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图1-3、1-4、1-5所示。 图1-3 交流电压源模块参数 图1-4 晶闸管模块参数 图1-5 脉冲发生器模块参数 固定时间间隔脉冲发生器的振幅设置为5V，周期与电源电压一致，为0.02s（即频率为50Hz），脉冲宽度为2（即7.2o），初始相位（即控制角）设置为0.0025s（即45o）。 串联RLC分支模块Series RLC Branch与并联RLC分支模块Parallel RLC Branch的参数设置方法如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1-1所示。 表1-1 RLC分支模块的参数设置 元件 串联RLC分支 并联RLC分支 类别 电阻数值 电感数值 电容数值 电阻数值 电感数值 电容数值 单个电阻 R 0 inf R inf 0 单个电感 0 L inf inf L 0 单个电容 0 0 C inf inf C               在本系统模型中，双击Series RLC Branch模块，设置参数如图1-6所示。 图1-6 负载模块参数 系统仿真参数设置如图1-7所示。 图1-7 系统仿真参数 运行仿真模型系统即可得到控制角为45o时，电源电压、触发信号、流过晶闸管的电流、晶闸管阳极和阴极两端电压、负载电流、负载电压的仿真波形，如图1-8所示。 图1-8 控制角为45o时的仿真波形（带电阻性负载） 改变固定时间间隔脉冲发生器模块的初始相位（即控制角）参数，可以得到不同控制角度下的仿真波形。例如将初始相位设置为0s，可以得到控制角为0o时的仿真波形，如图1-9和1-10所示。 图1-9 脉冲发生器模块参数 图1-10 控制角为0o时的仿真波形（带电阻性负载） 改变串联RLC分支模块的参数即可改变负载类型。例如，设置该模块的参数R=1Ω，L=0.01H，电容为inf，即为阻感性负载，如图1-11所示。当控制角设置为45o时的仿真波形如图1-12所示。 图1-11 负载模块参数 图1-12 控制角为45o时的仿真波形（带阻感性负载） 同理，在带阻感性负载的情况下，改变固定时间间隔脉冲发生器模块的初始相位（即控制角）参数，可以得到不同控制角度下的仿真波形。例如将初始相位设置为0.0075s，可以得到控制角为135o时的仿真波形，如图1-13所示。 图1-13 控制角为135o时的仿真波形（带阻感性负载） 实验二 单相桥式全控整流电路仿真实验 实验目的 掌握单相桥式全控整流电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。 理解单相桥式全控整流电路的工作原理及仿真波形。 实验设备：MATLAB/Simulink/PSB 实验原理 单相桥式全控整流电路如图2-1所示。u2为电源电压，ud为负载电压，id为负载电流，uVT为晶闸管阳极与阴极间电压。 图2-1 单相桥式全控整流电路 实验内容 启动Matlab，建立如图2-2所示的单相桥式全控整流电路结构模型图。 图2-2 单相桥式全控整流电路模型 双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图2-3、2-4、2-5、2-6所示。 图2-3 交流电压源模块参数 图2-4 脉冲发生器1模块参数 脉冲的幅值为2V，周期为0.02s（即50Hz），脉冲宽度为7.2o，初始相位（即控制角）为60o。 图2-5 脉冲发生器2模块参数 脉冲发生器2的幅值也设置为2V，周期也为0.02s，脉冲宽度也为7.2o，初始相位设置为240o。脉冲发生器1和脉冲发生器2的初始相位相差180o，但两者的控制角都是60o。 图2-6 负载模块参数 系统仿真参数设置如图2-7所示。 图2-7 系统仿真参数 运行仿真模型系统即可得到控制角为60o时，电源电压、触发信号、负载电流、负载电压、流过晶闸管VT3的电流、晶闸管VT3阳极与阴极间电压的仿真波形，如图2-8所示。 图2-8 控制角为60o时的仿真波形（带电阻性负载） 改变固定时间间隔脉冲发生器模块的初始相位角，即可得到不同工作情况下的仿真波形。例如将晶闸管控制角取为120o，即将脉冲发生器1的初始相位设置为120o（0.02/3s），将脉冲发生器2的初始相位设置为300o（0.05/3s），此时的仿真波形如图2-9所示。 图2-9 控制角为120o时的仿真波形（带电阻性负载） 改变串联RLC分支模块的参数即可改变负载类型。例如，设置负载模块的参数R=10Ω，L=0.04H，电容为inf，即为阻感性负载，当晶闸管控制角取为90o时的仿真波形如图2-10所示。此时脉冲发生器1的初始相位设置为90o（0.005s），将脉冲发生器2的初始相位设置为270o（0.015s）。 图2-10 控制角为90o时的仿真波形（带阻感性负载） 同理，在带阻感性负载的情况下，改变固定时间间隔脉冲发生器模块的初始相位角即可得到不同工作情况下的仿真波形。例如将晶闸管控制角取为120o，即将脉冲发生器1的初始相位设置为120o（0.02/3s），将脉冲发生器2的初始相位设置为300o（0.05/3s），此时的仿真波形如图2-11所示。 图2-11 控制角为120o时的仿真波形（带阻感性负载） 实验总结 1、总结单相桥式全控整流电路的控制规律。 图2-1 单相桥式全控整流电路 在单相桥式全控整流电路中，每一个导电回路中有2个晶闸管，即用2个晶闸管同时导通以控制导电的回路。 和 组成一对桥臂，在 正半周（即a点电位高于b点电位）承受电压 ，若在触发角 处给晶闸管 和 施加触发脉冲使其开通，电流从电源a端经 、负载、 流回电源b端， 。在 过零时关断。 假设电路已工作于稳态， 的平均值不变。负载中有电感时电流不能突变，电感对负载电流起平波作用，负载电感很大时，负载电流连续且近似为一水平直线， 过零变负时，由于电感的作用晶闸管 和 仍流过电流 ，并不关断。 和 组成另一对桥臂，在 正半周承受反向电压，至 时刻，给 和 施加触发脉冲，因为 和 本已经承受正向电压，故两管导通，在 过零时关断。 和 导通后， 和 上施加反向电压使其关断。流过 和 的电流迅速转移到 和 上，此过程称为换相，亦称换流。在下一 周期重复相同过程，如此循环。若4个晶闸管均不导通，则负载电流 为零，负载电压 也为零。 实验三 三相桥式全控整流电路仿真实验 实验目的 掌握三相桥式全控整流电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。 理解三相桥式全控整流电路的工作原理及仿真波形。 实验设备：MATLAB/Simulink/PSB 实验原理 三相桥式全控整流电路如图3-1所示。u2为电源电压，ud为负载电压，id为负载电流，uVT为晶闸管阳极与阴极间电压。 图3-1 三相桥式全控整流电路 实验内容 启动Matlab，建立如图3-2所示的三相桥式全控整流电路结构模型图。 图3-2 三相桥式全控整流电路模型 双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图3-3、3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9所示。 图3-3 交流电压源Va模块参数 图3-4 交流电压源Vb模块参数 图3-5 交流电压源Vc模块参数 图3-6 同步脉冲发生器模块参数 图3-7 触发脉冲控制角常数设置 图3-8 触发脉冲封锁常数设置 图3-9 负载模块参数 系统仿真参数设置如图3-10所示。 图3-10 系统仿真参数 运行仿真模型系统即可得到控制角为30o时，电源电压、触发信号、负载电流、负载电压的仿真波形，如图3-11所示。 图3-11 控制角为30o时的仿真波形（带电阻性负载） 改变同步脉冲发生器模块的控制角，即可得到不同工作情况下的仿真波形。例如将晶闸管控制角取为60o，即将触发脉冲控制角常数设置为60，此时的仿真波形如图3-12所示。 图3-12 控制角为60o时的仿真波形（带电阻性负载） 改变串联RLC分支模块的参数即可改变负载类型。例如，设置负载模块的参数R=10Ω，L=0.04H，电容为inf，即为阻感性负载，当晶闸管控制角取为45o（将触发脉冲控制角常数设置为45）时的仿真波形如图3-13所示。 图3-13 控制角为45o时的仿真波形（带阻感性负载） 同理，在带阻感性负载的情况下，改变固定时间间隔脉冲发生器模块的初始相位角即可得到不同工作情况下的仿真波形。例如将晶闸管控制角取为0o，即将触发脉冲控制角常数设置为0，此时的仿真波形如图3-14所示。