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第三章 电力电子与MATLAB应用技术xin.ppt

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1、MATLAB应用技术,清华大学出版社,王忠礼 段慧达 高玉峰编织,3电力电子和MATLAB应用技术,3. 模拟电力二极管元件,单相半波整流器,3.1.2晶闸管,1.晶闸管工作原理,阳极、阴极、门极分别表示A、K、g,2晶闸管伏安特性,3晶闸管MATLAB中的实现,由一个电阻Ron、一个电感Lon、直流电压源Vf与开关串联。 该开关由电压控制Vak、电流Iak和门极触发信号g决定。 该开关由电压控制Vak、电流Iak和门极触发信号g决定。Resistance Ron:晶闸管元件内的电阻Ron Inductance Lon :晶闸管元件内电感Lon For。

2、ward voltage Vf(V): 晶闸管元件的正压降Vf Initial current Ic(A):初始电流Ic Snubber resistance Rs(ohms):缓冲电阻Rs Snubber capacitance Cs(F):缓冲电容Cs,4.晶闸管仿真例,单相半波整流器模型,Pulse对话框设置参数,晶闸管模块设置: Ron=0.001;Lon=0H;Vf=0.8V; Rs=20;Cs=4e6F; 串联RLC组件模块和接地模块Thyristor模型 R=1;L=0.01H,仿真参数: 选择ode23tb算法,将相对误差设置为1e-3 将模拟时间设置为0,停止模拟。

时间设定为0.1,=0单相半波整流桥模拟结果,反并连续流二极管,3.1.3 晶闸管可关闭,1 .可关闭晶闸管工作原理2. GTO静态伏安特性,3. GTO在MATLAB中的实现,GTO模型由电阻Ron电感Lon、直流电压源Vf与开关串联, 该开关由逻辑信号控制,逻辑信号又由GTO的电压Vak、电流Iak和门极触发信号(g)决定,设置参数,Resistance Ron(ohms):元件内电阻Ron Inductance Lon(H):元件内电感Lon Forward voltage Vf(v):元件正向管压降Vf Current 10% fall time(s): 电流下降到10。

4、%的时间 Current tail time(s):电流拖尾时间Tt Initial current Ic(A):初始电流Ic Snubber resistance Rs(ohms):缓冲电阻Rs Snubber capacitance Cs(F):缓冲电容Cs,,5.可关闭晶闸管元件的建模和模拟应用实例、单相半波整流器、模拟模型参数设置: 交流电压源幅值5V,频率为50HZ, LRC分支参数R=1,L=0.01H,Cinf 仿真算法:ode23tb算法,相对误差1e-3 模拟开始时间为0,停止时间为0.1。,=30GTO单相半波整流器模拟结果,3.1.4 绝缘栅双极晶体管,1绝缘栅双极。

5.晶体管工作原理2.IGBT伏安特性,3IGBT在MATLAB由电阻实现Ron、电感Lon还有直流电压源Vf与逻辑信号(g0或g=0)由控制开关串联电路组成,集电极C和发射极对应于绝缘栅双极晶体管的输入C和输出EE 输入g是门极上添加的逻辑控制信g 输出m用于测量输出向量Iak,Vak,IGBT绝缘栅双极晶体管的参数设置: 内电阻Ron 电感Lon 正向管压降Vf 电流下降到10%的时间Tf 电流拖尾时间Tt 初始电流Ic 缓冲电阻Rs 缓冲电容Cs,4.IGBT主要参数设置:,电压源模块Vdc 100v; 并联RLC分支参数R=50,C=3e-6F;。

6、 脉冲发生器模块周期:1e-4s; 仿真算法:ode23tb算法,相对误差1e-3, 开始模拟时间为0,停止时间为0.0015,Boost变换器模拟结果,3.二晶闸管三相桥式整流器及其模拟,3.2.1 晶闸管由三相桥式整流器组成,3.2.二晶闸管三相桥式整流器模拟模型,(1)整流桥式模型,通用桥臂模块(Universal Bridge),A、B、C端子:三相交流电源的相电压输入端子; Pulses如果选择为电力二极管,端子:触发脉冲输入端子; 、端子:分别是整流器的输出和输入端子,在建模过程中需要形成回路。,Number of bridge arms: 1、2、3可选择桥臂数量。

7.相桥臂构成不同形式的整流器。 Port configuration:端口形式设置。 Snubber resistance Rs(ohms):缓冲电阻Rs。 Snubber capacitance Cs(F):缓冲电容Cs。 Resistance Ron(ohms):晶闸管内电阻Ron,单位为。 Inductance Lon(H):晶闸管内电感Lon,单位为H,电感不能设置为0。 Forward voltage Vf(v):晶闸管元件的正压降Vf,单位为V。 Measurements:可选择5中形式进行测量, 即无(None) 装置电压(Device voltages) 装置电流(Devi。

8、ce currents) 三相线电压和输出平均电压(UAB UBC UCA UDC)或所有电压电流(All voltages and currents) 通过万用表模块进行选择(Multimeter)显示。,通用桥臂模块参数设置,(2)同步脉冲触发器,同步脉冲触发器用于触发三相全控整流桥的6个晶闸管,同步脉冲触发器可提供双脉冲, 双脉冲间隔为60,触发器输出的16号脉冲依次送至三相全控整流桥对应编号的6个晶闸管.,同步脉冲触发器包括同步电源和六脉冲触发器。alpha_deg:该端子输入脉冲触发角控制信号; AB, BC, CA:三相电源的三相电压输入是Vab, Vbc, a。

9、nd Vca; Block:当触发器输入为0时,触发器控制端打开, 输入大于零时封触发器; Pulses:6脉冲输出信号。 alpha_deg双6脉冲同步触发器输入输出信号为30度,设置6脉冲同步触发器参数,Frequency of synchronization voltages(Hz):同步电压频率(赫兹); Pulse width(degrees) :触发脉冲宽度(角度); Double pulsing:双脉冲触发选择。,通过三相线电压的具体实现Voltage Measurement(电压测量)模块, 电压测量模块可以提供电路中两个节点的电压值,并提供其他电路或用于输出(3)。

为了模拟直流电机模型,选择电阻、电感和直流反电动势,选择电阻和电感模型RLC实现串联分支。由于电流反向的原因,需要将直流反电动势设置为负值来实现反电动势功能。通过三个频率50、幅值220、相位滞后120交流电压源实现三相交流电源。添加相应的测量模块和输出模块,完成电气连接。,模拟算法选择ode23s算法,仿真时间为0 0.05 秒,其他参数为默认值。在负载选择R1欧、L1mH,反电动势V5V模拟时进行。,3.3基于PWM技术逆变器及其模拟,3.3.1 PWM技术逆变器原理,3.3.2基于PWM技术逆变器仿真,PWM发生器,MATLAB在SimPowe。

11、rSystems工具箱的Extras库中Control Blocks子库下的PWM发生器(PWM Generator ),Signal(s):当选择调制信号内部生成模式时,无需连接端子;当选择调制信号外部生成模式时,端子需要连接用户定义的调制信号。 Pulses:根据主电路桥臂形式的选择,定制2、4、6、12路PWM脉冲。,PWM设置发生器参数,Generator Mode: 分别选择为1-arm bridge(2 pulses)、2-arm bridge(4 pulses)、3-arm bridge(6 pulses)、double 3-arm bridge(6 pulses)。 。

12、Carrier frequency (Hz):载波频率 Internal generation of modulating signal (s):选择信号内外调制信号。 Modulation index (0 m 1) :调制索引值m,可选调制信号中的生成模式,其范围在01之间。大小决定复制输出信号。 Frequency of output voltage (Hz):可选调制信号中的生成模式,设置输出电压的频率 Phase of output voltage (degrees):可选调制信号中的生成模式,设置输出电压的初始相位值。,(2)逆变器模型,逆变器模型由通用桥臂组成,(3)。

13、电源模型,由于逆变器模型为双极模式,输入正负两相直流电压源,实现两个直流电压源串联连接,中间接地。两者都设定为20伏。,(4)其他模型 在模型窗口中增加输入和输出中性接地模块;逆变器负载选择LRC串联分支,参数为R1欧,L2mH,Cinf;以及输入、输出接地模块及相关测量和输出模块。,(5)模拟设置和结果输出 参照模型图建立电气连接模型,选择模拟算法ode15s算法,仿真时间为0-0.05秒,其他参数为默认值。,3.4.交流调压器及应用模拟,1.电阻负荷交流调压器,2.电阻电感负荷交流调压器,3.晶闸管交流调压器模拟,主要模块参数设置: 交流峰值电压。

14、为100V、初相位为0,频率为50HZ; 设置晶闸管参数:Ron=0.001;Lon=0H;Vf=0;Rs=20;Cs=4e-6F,RC缓冲电路Lon=0.01H; 负载RLC当分支、电阻负载时,R=2,L=0H,C =inf; 脉冲发生器:Pulse 和Pulse1模块中的脉冲周期为0.02s,脉冲宽度确实是10%,脉冲高度是12,脉冲移相角是通过相位角延迟对话框设置的。,4.晶闸管单相交流调压电路的模拟结果 选择仿真算法ode23tb算法,模拟时间设置为0-0.03s,开始仿真。,4.晶闸管单相交流调压电路的模拟结果 选择仿真算法ode23tb算法,模拟时间设置为0-0.03s,开始模拟。当带电阻负载和电感负载等于60和120时,给出负载上的电流、电压波形和触发脉冲波。

15、形。,电阻负载电流、电压和脉冲波形为60点,电阻负载电流、电压和脉冲波形为3点.4.直流斩波器及应用模拟包括降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路。,1.降压斩波电路模型及工作原理,2.降压型(Buck)变换器的建模和仿真,主要参数设置: 输入直流电压源Vdc100V。 负载并联LRC,设置参数:R=50,C=3e-6F; 平波电感串联LRC,参数设置为148e-5H。 斩波器选择通用桥臂,功率器件选择IGBT; 脉冲发生器模块的周期参数设置为1e-4。,选择ode23tb算法将相对误差设置为1e-3,开始仿真时间设置为0.0194,停止时间为20.8e-3.升压-降压(Buck-Boost)换器的仿真,Buck-Boost变换器中IGBT电流、电感电流、二极管和负载电压波形。

标签: ak1分压电阻5h电感原件

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