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1、工程技术武汉船舶职业技术学院学报2008年第5期基于MATLAB的电力电子技术实验计算机仿真的研究李家坤,李生明(长江工程职业技术学院电力工程系,湖北赤壁437302)摘要概括了MATLAB/Simulink仿真软件的特点,介绍了如何利用MATLAB/Simulink仿真软件对电力电子技术课程实验进行仿真。应用计算机仿真实验教学加深了学生对课程内容的理解,弥补了模拟实验装置的不足。关键词MATLAB语言;电力电子;实验;仿真中图分类号TM743文献标志码A文章编号1671-8100(200
2、8)05-0038-03目前电力电子技术已逐步发展成为一门多学Simulink建立电力电子装置的简化模型并连接科、互相渗透的综合性技术学科,现代电力电子技成系统即可直接进行控制器的设计和仿真。术对现代生产和现代生活必将带来深远的影响。2MATLAB仿真过程电力电子技术实验是配合电力电子技术课程教学的一个非常重要的教学环节,通过实验能够巩固在电力系统工具箱(SimpowerSystem电力电子技术基础理论知识,培养学生的实践技Blockset)中有一个电力电子器件模块库(Power能、动手能力和分析问题、解
3、决问题的能力。利用Electronies),如图1所示,在此模块库中包含了MATLAB/Simulink仿真软件对电力电子技术实理想开关元器件(Idealswitch)、二极管(Diode)、验进行仿真,可以弥补模拟实验设备的不足,降低晶闸管(Thynistor)、可关断晶闸管(Gto)、功率实验成本,减少实验室的投入。MOS场效应管(Mosfet)、绝缘栅极双极晶闸管(IGBT)、通用整流桥(VniversalBridge)及附加1MATLAB简介库(ExtraLibrary)等基本模块。MATLAB是一种
4、适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件,由美国Mathworks公司于1984年正式推出。MAT-LAB是矩阵(Matrix)和实验室(Laboratory)两个英文单词的前三个字母的组合,它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,着重针对科学计算、工程计算和绘图的要求,现已成为大学教学和科研中最常用且必不可少的工具。目前MAT-图1电力电子器件模块库中的各开关元器件模型LAB已推出了MATLAB6.5及以上版本。MATLAB仿真过程如下:MATLAB提供的动态仿真工具Simulink可以有(1
5、)首先建立一个仿真模型的新文件。从效地对系统进行建模,由于仿真过程是交互式的,MATLAB窗口进入Simulink环境有以下三种方可以灵活改变仿真参数,并且可以立即得到修改法:在MATLAB的菜单栏目点击File,选择参数后的仿真结果。在电力电子领域通常利用New,再在弹出菜单中选择Model,这时出现一个收稿日期:2008-07-20作者简介:李家坤,男,副教授,硕士,主要从事电力系统及其自动化方向的教学与研究工作。38基于MATLAB的电力电子技术实验计算机仿真的研究李家坤,等空白的仿真平台,在这个平
6、台上可以绘制电路的波形。仿真模型。在MATLAB的工具栏上点击按钮,然后在打开的模型库浏览窗口菜单上点击按钮。在MATLAB的文本窗口中键入Simulink后回车,然后在打开的模型库浏览窗口菜单上点击按钮。同时也可以在File菜单中给文件命名。(2)提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单栏上点击图标调出模型浏览器,在图2GTO特性测试实验电路模型库中提取适合的模块放到仿真平台上。(3)将电路元器件模块按所需仿真的原理图连接起来组成仿真电路。(4)设置模型参数。双击模块图标弹出参数设置对话框,然后
7、按框中的提示输入各参数。(5)仿真计算观察仿真结果。在参数设置完毕后即可开始仿真。在菜单Simulation下选择Start,或者直接点击工具栏上的图标,仿真立即开始,在屏幕下方的状态栏目可以看到仿真图3MOSFET特性测试实验电路的进程。若要中途停止仿真可以选择Stop或工3.2单相半波可控整流电路实验仿真具栏上的图标,双击示波器,即可弹出示波三相半波可控整流电路实验原理图如图4所器窗口显示输出波形。示。启动MATLAB进入Simulink后新建一个文档,绘制单相半波可控整流电路模型图(如图53
8、应用实例所示),双击各模块,在出现的对话框内设置相应利用MATLAB/Simulink仿真软件可以在的参数,点击工具栏上的图标,或在菜单计算机上进行以下各种实验的仿真:电力电子器Simulation下选择Start,改变控制角,分别观察件特性实验、可控整流与有源逆变器实验、直流各波形。直流变换电路实验、交流交流变换电路实验、直流调速系统实验、有源电力滤波器实验等等。本文以在MA
