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1、实验报告-电力电子仿真实验 电力电子仿真实验 实验任务书 院 系：电气与电子工程学院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 日期： _年_月_日 目 录 实验一 单相交-直-交变频电路仿真实验 3 实验二 通用变频器电路仿真实验 9 实验一 单相交-直-交变频电路仿真实验 实验目的 掌握单相交-直-交变频电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。 理解单相交-直-交变频电路的工作原理及仿真波形。 实验设备：MATLAB/Simulink/PSB 实验原理 单相交-直-交变频电路如图1-1所示。单相交流电源先经过不可控整流桥变为直流，经过滤波电路滤波后，送入IGBT单相逆变桥
2、逆变为交流，再经过滤波处理后给负载供电。 图1-1 单相交-直-交变频电路 实验内容 启动Matlab，建立如图1-2所示的单相交-直-交变频电路结构模型图。 图1-2 单相交-直-交变频电路模型 双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图1-3、4-4、4-5、4-6、4-7、4-8、4-9、4-10、4-11所示。 图1-3 交流电压源模块参数 图1-4 不可控整流桥模块参数 图1-5 滤波电感L1模块参数 图1-6 滤波电容C1模块参数 图1-7 IGBT逆变桥模块参数 图1-8 离散PWM发生器模块参数 图1-9 滤波电感L2模块参数 图1-10 滤波电容C2模块参数 图1-
3、11 负载模块参数 系统仿真参数设置如图1-12所示。 图1-12 系统仿真参数 运行仿真模型系统即可得到输入端交流电源电压、中间直流电压、输出端负载电压的仿真波形，如图1-13所示。 图1-13 单相交-直-交变频电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为100Hz） 在离散PWM发生器模块中，将逆变桥输出电压频率设置为20_Hz，此时的仿真波形如图1-14所示。 图1-14 单相交-直-交变频电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为20_Hz） 改变离散PWM发生器模块的输出电压频率参数，即可得到不同工作情况下的仿真波形。例如将逆变桥输出电压频率设置为25Hz，此时的仿真波形如图1-
4、15所示。 图1-15 单相交-直-交变频电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为25Hz） 又例如将逆变桥输出电压频率设置为10Hz，此时的仿真波形如图1-16所示。 图1-16 单相交-直-交变频电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为10Hz） 实验总结 1、改变离散PWM发生器模块的输出电压频率参数，观察输出的仿真波形有什么变化。 2、改变负载或滤波模块的参数，观察仿真波形的变化情况。 3、总结单相交-直-交变频电路的工作原理。 4、自己模仿着设计一些相关变流电路仿真模型，设置好模型参数和仿真参数，调试运行后观察和分析其仿真波形。 实验二 通用变频器电路仿真实验 实验目的 掌握
5、通用变频器电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。 理解通用变频器电路的工作原理及仿真波形。 实验设备：MATLAB/Simulink/PSB 实验原理 通用变频器电路如图15-1所示。三相交流电源先经过不可控整流桥变为直流，经过滤波电路滤波后，送入IGBT三相逆变桥逆变为交流，再经过滤波处理后给负载供电。 图15-1 通用变频器电路 实验内容 启动Matlab，建立如图15-2所示的通用变频器电路结构模型图。 图15-2 通用变频器电路模型 双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图15-3、15-4、15-5、15-6、15-7、15-8、15-9、15-10、15-11、
6、15-12、15-13、15-14、15-15、15-16、15-17、15-18、15-19、15-20所示。 图15-3 交流电压源ua模块参数 图15-4 交流电压源ub模块参数 图15-5 交流电压源uc模块参数 图15-6 电源端三相V-I测量模块参数 图15-7 三相可控整流桥模块参数 图15-8 同步6脉冲发生器模块参数 图15-9 晶闸管控制角常数模块参数 图15-10 整流脉冲封锁常数模块参数 图15-11 滤波电感L1模块参数 图15-12 滤波电容C1模块参数 图15-13 滤波电感L2模块参数 图15-14 滤波电容C2模块参数 图15-15 三相逆变桥模块参数 图15
7、-16 离散PWM发生器模块参数 图15-17 负载端三相V-I测量模块参数 图15-18 负载Ra模块参数 图15-19 负载Rb模块参数 图15-20 负载Rc模块参数 系统仿真参数设置如图15-21所示。 图15-21 系统仿真参数 运行仿真模型系统即可得到输入端交流电源电压、中间直流电压、输出端负载电压、输出端负载电流的仿真波形，如图15-22所示。 图15-22 通用变频器电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为100Hz） 在离散PWM发生器模块中，将逆变桥输出电压频率设置为20_Hz，此时的仿真波形如图15-23所示。 图15-23 通用变频器电路仿真波形（输入频率为50Hz
8、，输出频率为20_Hz） 改变离散PWM发生器模块的输出电压频率参数，即可得到不同工作情况下的仿真波形。例如将逆变桥输出电压频率设置为25Hz，此时的仿真波形如图15-24所示。 图15-24 通用变频器电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为25Hz） 又例如将逆变桥输出电压频率设置为10Hz，此时的仿真波形如图15-25所示。 图15-25 通用变频器电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为10Hz） 实验总结 1、改变离散PWM发生器模块的输出电压频率参数，观察输出的仿真波形有什么变化。 2、改变负载或滤波模块的参数，观察仿真波形的变化情况。 3、改变整流晶闸管控制角常数模块的参数，观察仿真波形的变化情况。 4、总结通用变频器电路的工作原理。 5、自己模仿着设计一些相关的变流电路仿真模型，设置好模型参数和仿真参数，调试运行后观察和分析其仿真波形。 第 6 页 共 6 页