电力电子实验剖析.doc

电 力 电 子 学 实验报告册 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 实验一内容：见实验材料 重点：三相桥式整流电路的建模与仿真、参数设置与调节 难点：三相桥式整流电路的工作原理、六路脉冲波出现的顺序、触发角相位与输出电压的关系 实验 图1 电路原理图 1带电阻负载时的工作情况 当a≤60(时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续。 波形图： 由上到下依次为：三相电压波形、输出直流电压波形、晶闸管电流波形、晶闸管电压波形（下同） 当a60(时，ud波形每60(中有一段为零，ud波形不能出现负值波形图： ： 带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是120(。 a≤60(整流电压平均值为a60(整流电压平均值为2 对触发脉冲的要求： （1）按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60(。 （2）共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120(，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120(。同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180(。 （3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。 （4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发；一种是双脉冲触发（常用） (5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。 三 实验内容 1. 三相桥式全控整流电路 2. 在整流状态下，改变触发角，分析触发角与输出电压的关系 四 实验步骤 1. 实验模型搭建 在simulink中新建模型文件如图： 图2 三相桥式整流仿真模型图 2. 参数设置 1）三相交流电压设置线电压峰值380V，频率50Hz；负载参数设置：R=45 2）通用桥模块设置如图3，注意下方的测量部分应该选择“测量所有电流与电压（all voltages and currents），方便通过万用表模块测量晶闸管电流与电压 图3 通用桥参数设置 图4 六脉冲发生器参数设置 3）脉冲发生器参数设置如图4，为宽脉冲触发 4）万用表模块选择测量晶闸管VT1的电压与电流，如图5所示： 图5 万用表模块参数设置 3. 改变触发角，得到触发角与输出直流电压的关系，设定仿真时间为0.08s。分别设定a=0(，保存两示波器的输出波形为“alpha0_1.jpg”、“ alpha0_2.jpg”，记录输出电压平均值； 设定a=30(，保存两示波器的输出波形为“alpha30_1.jpg”、“ alpha30_2.jpg”，记录输出电压平均值；设定a=60(，保存两示波器的输出波形为“alpha60_1.jpg”、“ alpha60_2.jpg”，记录输出电压平均值；设定a=90(，保存两示波器的输出波形为“alpha90_1.jpg”、“ alpha90_2.jpg”，记录输出电压平均值。 五 实验结论与分析 将不同触发角对应的输出波形图粘贴在下方； a=0 a=30 a=60 a=90 （2）将不同触发器得到的输出电压平均值的测量值与式（1-1）和（1-2）所计算的电压平均值比较，验证仿真结论的正确性；  实验二内容：见实验材料 重点：两种直流斩波电路的建模与仿真、参数设置与调节 难点：MATLAB/Simulink中电力系统工具箱的应用，两种直流斩波电路的工作原理 实验 t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。 通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。 数量关系 电流连续： 负载电压平均值： 负载电流平均值： 图2 Buck电路波形图 直流升压斩波电路的工作原理（Boost电路） Boost电路产生高于直流输入电压Ud的平均输出电压Uo。 图3 Boost电路结构图 工作原理 假设L和C值很大。 V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。 V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。 图4 Boost电路波形图 数量关系： 输出电流的平均值Io为： 实验内容 两种直流斩波电路的设计与测试 试验步骤 Buck电路的仿真 （1）启动matlab，进入simulink后新建文档，绘制Buck电路如图5所示； （2）双击各模块设置参数。电压源参数：100V；电阻、电容参数设置：C=1μF，L=100mH，R=1Ω；脉冲发生器模块（Pulse）：振幅设置1V，周期0.001s，脉冲宽度5