MatlabSimulink电力变换电路仿真课题论文.doc

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1、基于Matlab/Simulink的电力变换电路仿真【摘要】MATLAB是一种科学计算软件，它是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。SIMULINK是基于框图的仿真平台，它挂接在MATLAB环境上，以MATLAB的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。本文主要以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础，完成了对整流电路、斩波电路和交流调压电路的建模与仿真，并且给出了仿真结果波形，同时根据仿真结果进行了分析和计算。证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。本研究还设计并建立了图形用户界面（GUI），以方便打开各个仿真模型

2、。【关键词】：Matlab/Simulink；建模；仿真；整流电路；斩波电路；交流调压电路目录第1章前言1.1MATLAB/SIMULIKE仿真的目的与意义1.2本课题的研究内容1.3本课题的研究意义第2章整流电路的仿真2.1三相整流电路的仿真2.1.1三相半波可控整流电路2.1.2三相桥式全控整流电路第3章结论参考文献第1章前言1.1MATLAB/SIMULINK仿真的目的与意义在电力电子电路如变流装置的设计过程中，需要对设计出来的初步方案(电路)及有关元件参数选择是否合理，效果如何进行验证。如果通过实验来检验，就要将设计的系统用元件安装出

3、来再进行调试和试验，不能满足要求时，要更换元件甚至要重新设计、安装、调试，往往要反复多次才能得到满意的结果。这样将耗费大量的人力和物力，且使设计效率低下、耗资大、周期长。采用计算机进行仿真试验，则可大大地节约开支，提高设计效率，缩短设计周期。但是用其它计算机高级语言(如C语言，BASIC语言或仿真语言)编程实现，对电力变流电路来说，由于大功率开关器件开关转换电流换相动态过程十分复杂，过渡过程一个接一个，一个未完，新的一个又开始了要分析输出电压、电流(带感性负载时)波形，特别是如大功率开关管关断时承受的尖峰电压大小形状，即阻容保护电路的保护效果

4、如何，就要建立等效电路的数学模型。而这样的数学模型是很复杂的，即使建立起来了，用计算机编程实现得到真实的仿真结果也需要花大量的时间精力来编程和调试。然而采MATLAB/SIMULINK可视化图形化仿真环境来对电力电子电路进行建模仿真则可使之变得直观，简单易行，效率高，真实准确[1]。1.2本课题的研究内容本课题主要研究的是利用MATLAB/SIMULINK建立电力电子电路仿真模型并进行仿真。现将仿真的主要内容加以介绍：三相整流电路主要研究其半波可控和桥式全控整流电路，分别建立其Simulink仿真模型，进行系统仿真，对其仿真波形进行对比分析，

5、并与理论结果进行对比。1.3本课题的研究意义利用Simulink中的模块库建立三相整流、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。2第2章整流电路的仿真整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电，电路形式多种多样，本

6、章主要对单相和三相整流电路进行模拟方针，并对其波形进行分析[4]。2.1三相可控整流电路的仿真当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。其交流侧由三相电源供电。三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。本节主要对三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路进行仿真分析。2.1.1三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路原理图如图2-1所示。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起

7、—共阴极接法。图2-1原理图根据原理图利用SIMULINK中电力电子模块库建立相应的仿真模型如图所示。图2-2三相半波可控整流电路模型2其参数设置为三相交流电源为220V(有效值)相位互差120°，R=10Ω,L=0.03H；晶闸管参数为默认值；选择仿真终止时间为0.06s，采用变步长算法ode23tb(stiff／TR．BDF2)，α=60°。启动仿真，其波形如下图2-3输出电压、电流及电压平均值波形从上图波形可以看出此电路特点：阻感负载，L值很大，id波形基本平直。时：整流电压波形与电阻负载时相同。时（如a=60°时的波形如图2-3所示）

8、。当u2过零时，由于电感的存在，阻止电流下降，因而VT1继续导通，直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来，才发生换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其