matlab_simulink在_电力电子技术_教学研究中的应用new

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1、２０１１年１１月合肥师范学院学报Ｎｏｖ．２０１１第２９卷第６期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｆｅｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．２９Ｎｏ．６ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ在《电力电子技术》教学研究中的应用吴剑威，唐立新（合肥师范学院物理与电子工程系，安徽合肥２３００６１）［摘要］使用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件能方便地处理电力电子技术中的问题，能方便地建立电力电子电路的动态仿真模型并节省大量的绘图时间。在教学中使用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件可以提高课堂效率，是一种有效的教学辅助手段。［关键词］ＭＡＴＬＡＢ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ；电力电子技

2、术；单相桥氏全控整流电路；仿真［中图分类号］ＴＰ３９１［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４－２２７３（２０１１）０６－００３８－０３１引言（２）新建一个空白模型，即点击库浏览器工具ＭＡＴＬＡＢ是当前国际上公认的准确、可靠的栏上的空白按钮。在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ里，模型是保存在模科学计算标准软件，它将高性能的数值计算和可视型文件里的，新建一个空白模型，也就是新建了一个化集成在一起，并提供大量的内置函数，被广泛应用空白的模型文件，模型文件的后缀名为．ｍｄｌ。也可于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析仿真以在模型窗口新建一个空白模型，其操作是使用和设计工作

3、。具有功能强大、语言简单、扩充能力强Ｆｉｌｅ菜单下的ｎｅｗａｍｏｄｅｌ命令。［１］（３）根据要仿真的电路与系统，在模块库浏览和编程容易等特点。Ｓｉｍｕｌｉｎｋ是ＭＡＴＬＡＢ的重要组成部分，是对窗口中找到所需的模块，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ窗口的仿真平于信号流图的动态系统进行仿真、建模和分析的软台上提取典型环节模块并一一连接，形成仿真的系件包，既支持连续、线性系统仿真，也支持离散、非线统框图并保存模型。性系统仿真。Ｓｉｍｕｌｉｎｋ作为面向电路和系统框图（４）设置模块参数，选择仿真的步长、时间和仿的平台，以调用模块代替程序编写，以模块连成的框真的算法。图表示电

4、路和系统，点击模块即可以输入模块参数；（５）启动仿真，用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中最常用的观测仪［３］系统仿真模型建立后，设置好仿真参数，即可启动仿器示波器（Ｓｃｏｐｅ）观测仿真结果。真；系统运行的状态和结果可以通过波形和曲线３仿真示例［２］观察。３．１模型建立与仿真２Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的建模与仿真步骤文中利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中的电力系统工具箱（Ｓｉｍ－先从ＭＡＴＬＡＢ窗口进入Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境，再从ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ）对单相桥氏全控整流电路进行仿真［４］Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的模块库里找到所需的模块，并把它们拖分析，其仿真模型如图１所示。拉到模型窗口中，将

5、这些模块排列好，然后用直线图１中，用一个交流电压源产生正弦波电压ｕ，把各个模块连接起来。具体的操作步骤如下：从Ｓｉｍｕｌｉｎｋ子库ＳｉｍＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ的Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ－（１）启动Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块库浏览窗口。Ｓｏｕｒｃｅｓ模块里调用ＡＣＶｏｌｔａｇｅＳｏｕｒｃｅ，本模型中［收稿日期］２０１１－０８－１０［基金项目］安徽省教育厅自然科学研究项目（ＫＪ２０１１Ｚ３１０）；合肥师范学院院级科研项目（２０１１ｋｊ０６）［第一作者简介］吴剑威（１９７４－），男，安徽安庆人，合肥师范学院物理与电子工程系教师，硕士，研究方向为控制理论与控制工程。

6、３８将其电压幅值设定为２２０Ｖ，频率设定为０．１Ｈｚ，初相位设置为０°，即ｕ＝２２０ｓｉｎ（０．２πｔ），将其正极与晶闸管ＶＴ１的阳极相连，负极与晶闸管ＶＴ３的阴极相连。晶闸管ＶＴ１、ＶＴ２的阴极以及晶闸管ＶＴ３、ＶＴ４阳极分别通过连接线连接在一起，再接入负载Ｒ两端。每只晶闸管送入触发脉冲信号，需要在其门极信号的端口Ｋ处接入一个脉冲发生器，图２电压源Ｕ端电压波形以此来控制晶闸管的通断。最后，将晶闸管、脉冲发生器、交流电压源、负载Ｒ以及测量元件和示波器连接成一个整体仿真模型。设置每个元件的仿真参数。最为关键的是控制角α的调节是通过脉冲发生器的相位延迟来

7、实现的，由于其单位是秒，而控制角的大小是通过度来衡量的，所以要进行单位转化，即把角度转化为秒。图３晶闸管ＶＴ１，ＶＴ３触发脉冲波形图４晶闸管ＶＴ２，ＶＴ４触发脉冲波形图１单相桥氏全控整流电路Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真模型本例中ＶＴ１、ＶＴ３控制角α为７２°。ＶＴ２、ＶＴ４控制角α为２５２°。由于没有直接可用的电阻元件，所以采用串联的ＲＬＣ组合来等效电阻，即将其电感参数设为０，电容值设为ｉｎｆ（无穷大）。其他元件都可以保留默认值，至此元件的参数基本上设置完毕。设置仿真所需的算法按提示将ｓｏｌｖｅｒｏｐｔｉｏｎｓ的第图５晶闸管ＶＴ１，ＶＴ３端电压波形二个选项改

8、为ｏｄｅ２３ｔｂ，为了能够看清波形并缩短仿真时间，设定的时间是０．０１ｓ，最后点击模型编辑器上的黑色三角形按