电力电子仿真实验报告.docx
电力电子仿真实验报告电力电子仿真课程名称院系班级姓名学号一、实验目的1、在研究反电动势负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形。二、电路的结构与实验原理1.电路结构Id单相桥式全控整流电路反电动势负载电路原理图2,工作原理带反电动势负载时的工作情况：当负载为蓄电池、直流电动机的电枢(忽略其中的电感)等时，负载可看成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。当整流电压的瞬时值ud小于反电势E时，晶闸管承受反压而关断，这使得晶闸管导通角减小。晶闸管导通时，ud=u2,晶闸管关断时，Ud=Eo与电阻负载相比晶闸管提前了电角度停止导电，称作停止导电角。=arcsin(EV2U2)Id=(Ud-E)/R若a<3时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在.这样，相当于触发角被推迟，即"3电流断续:id波形在一周期内有部分时间为O的情况，称为电流断续。负载为直流电动机时，如果出现电流断续，则电动机的机械特性将很软。为了克服此缺点，一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。电感量足够大使电流连续,晶闸管每次导通180。，这时整流电压Ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同，ud的计算公式亦一样。为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：1.=2J2U2/兀WIdmin单相桥式全控整流电路带反电动势负载串平波电抗器，电流连续的临界情况三、使用设备、仪器及材料MATLAB软件简介：MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域。MATLAB是matrix&1aboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），软件主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。MATLAB和MathematicalMaple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像MaPIe等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C+,JAVA的支持。在本次实验中我们将运用该软件进行仿真分析。四、实验步骤1,建模在MATLAB建立一个模型，具体如下图所示：2,模型参数设置具体数值如下所示;a交流电源参数：b同步信号发生器参数:C电阻势参数:I 8*oCk Parameters: SeneS RlC rn<hScries RLC Branch (m,k) (link)IBPIeemS a series branch of RLC ei(«cnts.Isc the ' Brauh type* ParaBeter to add or reove eleens ro the branch.-1PanmrtersJBranch lypt:R>RCxifnan" (Ohss):-I3阳McaxureamtsXoneOK I Cancel ； HelpD示波器参数：示波器五个通道信号依次是：1通过晶闸管VT1.VT4电流lai；2晶闸管VT1。VT4电压Ual;3电源电流12通过负载电流Id；5负载两端的电压Ud；6通过晶闸管VT2.VT3电流电压。五、仿真结果与分析波形图结果分析:在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，该电路为全波整流。在U2一个周期内整流电压波形脉动2次，脉动次数多于半波整流电路，该电路属于双脉波整流电路。电流波形在一个周期内有部分时间为。的情况，称为电流断续。与此对应，电流波形不为O的点的情况，称为电流连续。负载为直流电机时，如果出现电流断续，则电动机的机械特性将很软。从图中可以看出，导通角越小，则电流波形底部就越窄，电流平均值与电流波形面积成比例，因而为了增大电流平均值，必须增大电流峰值，这要求降低反电动势。当电流断续时，随着电流的增大，整流电源内阻增大。同时，对于相等的电流平均值，电流波形底部越窄，则其有效值越大。六、总结单相全控桥式整流电路主要适用于4KW左右的整流电路，与单相半波可控整流电路相比，整流电压脉动减小，美周期脉动俩次。变压器二次侧流过正反俩个方向的电流，不存在直流磁化，利用率高。但是选取实验元器件时，由于缺乏实际操作经验，常常出现用错元器件，造成实验数据误差很大，重复实验多次。在用MATLAB软件仿真是遇到了许多操作上的问题，致使仿真花费的很多时间才达到有效效果。在接下来应该多多学习。课程设计成绩:项目出勤及平时表现（10%）（百分制记分）设计内容感绩（50%）（百分制记分）答辩成绩（20%）（百分制记分）设计报告成绩（20%）（百制记分）注:教师按学生实际成绩（平时成绩和业务考核成绩）登记并录入教务MlS系统，由系统自动转化为“优秀（90100分）、良好（8089分）、中等（7079分）、及格（6069分）和不及格（60分以下）”五等。指导教师评语:指导教师（签名）：20年月日
