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1、维普资讯http://www.cqvip.com(电力电子技术)1997年第4期1997.11电力电子电路用集成式通用仿真软件的研究·Researchofa/2.IntegratedGeneralStmulationSoftwareforPowerElectronicCircuit西安理工大学望兰墨塞苏文成张永生(西安71004877/JpJJ占、摘要:介绍一种新的电力电子电路通用仿真软件SSPEC20.它具有耗时短、精度高、界面友瞽等特点。软件采用可控双值电阻作为电力半导体器件的模型.用快速方法建立状态方程
2、。在解方程时,较好地解决了刚性微分方程所带来的困难.软件可用于稳杏分析、瞬态分析及谐波分析,并具有方便的输入和丰富的输出功能。Abstract:Angeneralsimulationsoftwarehasbeendevelopedtosimulatevariouspowerelectroniccir-euitsIt8a曙cca'nptttmg6meandhashigkaccuracyanddf·ersaus婀一fhea~ironmentInthesoftwarethecontrolledbinaryresis
3、tancemodelofD0wsemicolaductordeviee~andafastalgorithmforsettingupstatee-qttationareused.DaringsolvingtheequationitcallOVe/'CnOtTx~.somedifficI1ltiescausedbystiffequation.Thesoftwarecanbeusedforsteady.transie~ntandharmonicanal~is.andhasgoodfunclfon5ofeasyinp
4、utandplen-翱词:电力电由子革仿估真宣软拧件件状持态蠢方程诲i、E。《路、/,串手0电弋,塔)。,出:p0rei;l删0卫;∞竹are;shteeq∞t_,0Ⅱ1引言类似于开关,其物理模型一般较为复杂,不适于近年来,电力电子技术迅猛发展,电力电子在微机版本的软件中应用。当注重电路性能仿电路的仿真研究也日益受到重视。自1988年真而不侧重器件内部物理特性仿真时采用黑箱以来,已开发出电力电子电路通用仿真软件数模型是适宜的。种,本文介绍的SSPEC20就是其中之一。该但由于黑箱模型是理想开关.它以短路及软件
5、具有以下特点:断路模拟器件的行为,不能反映断态漏电流及(1)可对多种电力半导体器件如整流二极通态管压降,且受开关通断影响,致使电路拓扑管、晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管和全控开发生变化。SSPEC2.0用可控双值电阻作为器关器件进行模拟。用可控双值电阻模拟其性件模型,在器件断态时视其为大电阻R.通态能,比理想开关模型更接近工程实际。时视其为小电阻R叫.,这在一定程度上克服了理(2)建立了触发电路宏模型.因而实现各种想开关模型的缺陷。此外,这种模型能以不同控制方案极其方便灵活。的通断逻辑并用不同的通态和断态电阻
6、值等效(3)在建立和求解电路状态方程时,所用计模拟多种不同的电力半导体器件,故其易于扩算机时及存储容量皆小,且精度高。充。但其不足之处是因通态及断态电阻在数量(4)软件功能丰富,可进行稳态和瞬态仿级上的巨大差异导致电路微分方程多呈副性。真、谐波分析及故障分析。触发电路提供合适的触发脉冲,以控制电(5)软件提供集成环境,采用多窗口下拉式力半导体开关器件的通断。在电力电子电路仿菜单技术,从而使人机界面十分友好。真中,人们关注触发信号与主电源的相对时序2电力半导体器件及其触发电路和控制规律,并不十分关注触发电路的内
7、部结描£最[1jI-T.-构。针对这一点,我们构造了触发电路宏模型,电力半导体器件在电力电子电路中的作用它的输入是同步信号、控制信号、反馈信号、偏Ⅷ家f学基仝骨堋维普资讯http://www.cqvip.com电力电子电路用集成式通用仿真软件的研究移量、脉冲延迟角等,通过“交接”原理产生所需态变量,该方程可变形为齐次方程形式,即:的触发信号,将它接到相应器件的门极上。这种宏模型的作用相当于脉冲发生器,它可以实[言]㈤现单通道、多通道及PWM等多种控制方式。式中F——电源变换矩阵3电力电子电路状态方程的建上式或
8、记为:立[】Z=MZ(4)电力电子电路中半导体器件的通断状态不式中z:『X]M-『AB]断发生变化,致使电路处于频繁的换路之中。用状态变量法分析电力电子电路具有一定优式(4)的解析解为:点,描述电路的状态方程和输出方程可表达为Z(t)=Z(01}‘(5)式中z(0)——初始值{lxY=AC,Xx:+BD:,uUc-由z(O)可精确求得Z(t),并进而由式(2)求得输出量y。现求Z(t)的数值解。时间
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