simulink在电力电子技术教学中的应用

《simulink在电力电子技术教学中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第4期温州大学学报·自然科学版2008年8月、b129．NO4JournalofWenzhouUniversity·NaturalSciencesAug，2008Simulink在电力电子技术教学中的应用李宋(华东交通大学电气与电子工程学院，江西南昌330013)摘要：对目前常用的教学仿真软件的优缺点进行了分析比较，选择Maf1ab环境下Simulink仿真3-具对电力电子技术中的SPWM调制技术进行了仿真．结果表明，将该软件模块化、可视化的特点应用到电力电子技术课程的教学中，可

2、以帮助学生更直观、清晰地学习和理解一些较复杂的算法问题，在电力电子技术教学中具有一定的推广价值、关键词：仿真软件；Matlab／Simulink；电力电子技术教学；交流调速；脉宽调制中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1006—0375(2008)04．0046—05随着电力电子技术的飞速发展，多数高校都将电力电子技术作为电气工程专业的必修课程．该课程主要讲授电能的变换，通常是采用波形分析法进行分析，通过比较电路图和波形图的变化来阐明各种变流电路的基本原理和工作过程．在传统的教学中，电路图和波形图主要由手工绘制，工作量大，而

3、且不够准确，一旦电路状态发生了变化，就需要重新绘制波形，这不仅增加了教师的教学难度，也给学生的理解记忆带来很多不便．针对这种情况，目前出现了很多辅助电力电子技术教学的软件，用来提高教学效果．这些软件主要有：EWB、Pspice、Protel、Matlab、Powerpoint、Authorware和VB等I1～．笔者通过Matlab／Simulink仿真软件对电力电子技术中一些较难理解的电路和原理进行了建模，通过仿真模型向学生介绍电路的工作原理，并通过仿真波形对控制原理进行说明，教学效果很好．实际上电气类的很多门课程都可以尝试把计算机

4、仿真技术作为辅助教学手段，相信可以收到很好的教学效果．1几种常见仿真软件的特点在辅助教学中，利用Powerpoint、Authorware和VB等软件制作的教学辅助软件实质上并不属于仿真软件，它们只是利用相应电路的变换公式绘制出的波形，这些波形物理概念不明显，且灵活性较差．EWB、Pspice、Protel和Matlab等专用仿真软件都具有很好的开放性、灵活性和交互性，能够满足教学的需求，学生也可以利用它们进行扩展性学习．但是EWB软件中只有晶闸管、MOSFET和二极管的模型，没有GTO、GTR、IGBT等器件的模型，这需要用户自己去

5、建立，很不方便。Pspice是一种传统的电路仿真软件，该软件对元件的描述采用了物理模型，虽然比较准确，但是仿真运算工作量很大，仿真速度较慢，而且不太容易上手使用-4]．收稿日期：2007—12—25作者简介：李宋(1977一)，女，江西南昌人，讲师，硕士，研究方向：智能监测技术维普资讯http://www.cqvip.com李宋：Simulink在电力电子技术教学中的应用47Protel软件虽然也可以用于仿真，但是该软件主要是用来绘制印刷电路板的，不适合用来进行电力电子技术的仿真．Mal1ab是Mathworks公司推出的当今国际上最

6、流行的软件之一，它提供了强大的矩阵运算、数据处理能力，是一种面向科学与工程计算的高级语言．Mallab是一个高度集成的系统，提供了众多的工具箱，其中Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的重要工具箱，它支持线性和非线性系统．Simulink提供了丰富的模型库供构建完整的系统使用，它具有模块化、可重载、可封装、面向结构图编程及可视化等特点_5】，可以大大提高仿真的效率和可靠性，更为可贵的是它的开放性，用户可以根据自己的需要开发自己的模型，并通过封装后添加到模型库中，以后就如同调用Simulink自身提供的模型库一样直接

7、调用即可．Matlab／Simulink是一种有效的仿真工具，用其来辅助电力电子技术课程的教学，可以使学生直观地看到不同结构电路的输出波形，帮助学生更好地理解各种电路的工作原理和控制方法，从而达到提高教学质量的目的．2应用实例下面用Matlab／Simulink仿真软件对电力电子技术课程中的三相逆变器SPWM调制原理和控制方法进行建摸分析．2．1三相逆变器SPWM调制原理PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术．常用的PWM技术主要包括：正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制(SHEPWM

8、)、电流滞环调制(CHPWM)和电压空问矢量调制(SVPWM)．在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同．如图1所示，各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件