资源描述：
《基于simulink_matlab电力电子系统仿真设计new》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、第28卷第1期华北水利水电学院学报Vol128No112007年2月JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerFeb.2007文章编号:1002-5634(2007)01-0049-03基于Simulink/MATLAB电力电子系统仿真设计苏海滨,王继东(华北水利水电学院,河南郑州450011)摘要:论述了利用Simulink/MATLAB新型电力电子工具箱进行电力电子系统仿真设计,重点分析了Simu2link
2、环境中非线性元件模型和电路的分割及解耦.在SIMUPEC环境中,非线性元件能够直接实现.电路分割和解耦能实现大规模复杂电路分割为多个小的子系统,这一技术能提高系统仿真的速度.关键词:Simulink;非线性元件模型;分割及解耦;系统仿真+中图分类号:TP27515;N945113文献标识码:A为了仿真电子电路系统,通常使用SPICE(面向1.2线性、非线性和时变元件的建模[1-3]电路的仿真器)来实现.这种仿真器对仿真大型在Simulink/MATLAB环境中,使用SIMUPEC电力电子系统不方便,尤
3、其对系统中包含控制系统可以直接实现非线性和时变元件的建模,不需要再环节和机械系统环节的更不方便.Simulink/MAT2应用电流源或电压源或外部反馈环来线性化非线性LAB中的SimPowerSystems是专为电力电子和电气特性,SIMUPEC将自动在工作点线性化全电子电传动系统仿真设计的,包含有少数开关装置(如电路.但是非线性电路元件的参数作为Simulink的输路断路器)和简单电力电子转换器.转换器的开关入向量元素(u[])应事先定义好,允许元件值由任[7,8]器件是基于由V2R2L支路组成的微
4、模型结构,为使何Simulink的模块动态定义.开关器件正常工作,在开关器件两端并接R-C吸收1.3动态交互式改变参数[4-6]电路.SIMUPEC是一个模型化的软件包,能互所有元件参数不仅作为一个常量或子函数参数动处理电子电路图,并生成dll文件作为Simulink子向量p[]来定义,也可以作为子系统输入向量元素函数模型.u[]来定义.在仿真期间,通过改变Simulink模型中子系统参数向量,来交互式地改变元件参数,也可以1SIMUPEC特色由任何Simulink模块动态改变这些参数.1.1快速和精
5、确仿真1.4原理结构图编辑功能在SIMUPEC中使用的电力电子开关器件基本集成原理结构图编辑器,只需要用鼠标进行简模型是一个分段线性化模型,由门限电压Vf、开关单的拖放处理就能够创建复杂的电子电路结构图,电阻Ron和电感Lon串联组成,电阻值的大小根据开SIMUPEC能自动处理电子电路图,并生成dll文件关状态变化,在关状态时取最高值(Roff>1E6),在作为Simulink子函数模型.图形编辑器能快速方便开状态时取较小值(Ron<1E-3),如果转换的时间改变元件放置、大小调整和线路连接,使电力电
6、子线不是零,则2个状态之间电阻值以指数规律变化.以路结构图清晰明了.同样SIMUPEC能够创建子电分段线性化来建立电力半导体器件的模型,代替复路,使用子电路模型可以把几个基本元件或子电路杂的物理模型,使仿真快速精确,并且不会出现数字组合装备成复杂电路,SIMUPEC掩蔽特色能够隐蔽不稳定问题.新电子电路内容,只保留简单的输入输出接口.收稿日期:2006-08-02;修订日期:2006-09-20作者简介:苏海滨(1964-),男,河南南阳人,华北水利水电学院副教授,主要从事运动控制系统、分布式计算机控
7、制等方面的研究.50华北水利水电学院学报2007年2月1.5电路分割和解耦在Simulink/MATLAB环境中,SIMUPEC提供电路分割功能,能够把一个大规模电力电子系统(或大型系统矩阵)分割成几个较小系统(几个小系统矩阵),每一个小系统作为独立的子系统,很容易快速精确仿真大规模电力电子系统,包括复杂控制系统.2非线性电路的建模在电力电子系统中,常见非线性元件是变压器的饱和非性,以单相双绕组具有非线性磁感应变压[9]器为例,分析SIMUPEC直接线性化建模方法.图图3单相变压器非线性仿真结果1是一
8、个单相双绕组非线性变压器模型封装的等效电路图.3电路分割和解耦如图4所示为三相感应电动机变频调速主电路图,以分割线为界把电路分割为3部分,即电能转换器(交流电整流为直流电)、逆变器(直流电逆为交流电)和三相感应电动机,每一部分作为一个子系统.转换器子系统和逆变器子系统之间通过受控电压源和受控电流源连接.逆变器子系统和感应电机子系统通过2个受控电流源连接,逆变器的输出电压送到感应电机子系统,如图5所示.图1单相变压器非线性等效电路R1,R2为初次级绕组的电
