电力电子技术实验报告

电力电子技术实验报告

电力电子技术 实验报告

11 级 自动化 专业 三 班 学 号 **********

姓 名 张龙飞

实验1 三相桥式可控整流电路工作原理仿真

一、实验目的

加深对三相桥式可控整流电路工作原理的理解，学会使用仿真软件MATLAB中的SIMULINK模块，搭建三相桥式可控整流电路模型，以及如何构建三相桥式驱动电路——6脉冲驱动发生器，并利用仿真模型，分析三相桥式整流电路在不同触发延迟角、不同性质负载下的电流、输出电压波形，学会用Fourier分析模块分析相电流的谐波情况。 二、实验系统组成及工作原理

整流变压器负载同步变压器触发器6路触发脉冲 三相桥式全控整流原理电路

三、实验所需软、硬件设备及仪器

（1）计算机（装有windows XP以上操作系统）； （2）MATLAB 6.1版本以上软件； 四、实验内容

三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，整流变压器输出电压为100V

（相电压），观察整流器在不同负载，不同触发延迟角时，整流电路输出电压、电流波形，测量整流输出电压平均值，并观察整流器交流侧电流波形和分析其主要次谐波。

（1）电阻负载（RL5，30°）

（2）感性负载（RL5，L0.01H，60°） （3）容性负载（RL2，C500μF，0°）

五、实验结果

三相桥式可控整流电路实验图：

电阻负载：

Scope1:

Scope2:

Scope3:

Scope4:

Scope5:

Scope6:

Scope7:

感性负载：

Scope1:

Scope2:

Scope3:

Scope4:

Scope5:

Scope6:

Scope7:

容性负载：

Scope1:

Scope2:

Scope3:

Scope4:

Scope5:

Scope6:

Scope7:

六、课后思考与总结

（1）撰写仿真实验报告；

（2）思考不同负载下的三相整流桥的工作原理区别及外特性的特点。 答：

工作原理区别：

ud波形连续，电路的工作情况与带电 阻 负载时十分相当60时，似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承

受的电压

载

波形等都一样。区别在于由于负载不同，同样的整流输出电压加到 负

上，得到的负载电流id波形不同，电阻负载时id波形与ud波形形状一样。

而阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感

大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。当60时，阻感

足够

负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。若电感L值足够大，ud中正负面积基本相等，ud平均值近似为零。

外特性：

带阻感负载时或带电阻负载60时： 平均值：

Ud13236U2sintd(t)2.34U2cos

3

带电阻负载且60时，

平均值：Ud2.34U2[1cos()]

3输出电流平均值：IdUd/R

带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的移相范围是120度。 带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的角移相范围是90度。 最大电压UFM2U2 最大反向电压URM2.45U2



实验2 直-直变流器工作原理仿真

一、实验目的

理解降压（BUCK）变流器的连续工作模式和断续工作模式的工作原理。学会使用仿真软件MATLAB中的SIMULINK模块，构建BUCK变换器仿真模型，并分析和观察负载连续和断续以及不同占空比下，变换器各部分电压和电流波形，并通过Fourier分析直流输出电压的直流分量和谐波。 二、实验系统组成及工作原理

开关器件VTLEVD负载

直流降压变流器使负载侧电压低于电源电压，其原理图如上图所示。在开关器件VT导通时有电流经电感L向负载供电；当VT关断时，电感L释放储能，维持负载电流，电流经过负载和二

极管VD形成回路。调节开关器件VT的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。负载侧输出电压的平均值为

URtonEDE T三、实验所需软、硬件设备及仪器

（1）计算机（装有windows XP以上操作系统）； （2）MATLAB 6.1版本以上软件； 四、实验内容

设直流降压变流器电源电压E200V，输出电压Uo100V，电阻负载为

5。观察IGBT和二极管的电流波形，并设计电感和输出滤波电容值。

五、步骤及方法

仿真步骤如下：

（1）在模型中设置参数，设置电源E电压为200V，电阻的阻值为5，脉冲发生器脉冲周期T0.2ms，脉冲宽度为50%，IGBT和二极管的参数可以保持默认值。

（2）设置仿真时间为0.002s，算法采用ode15s。启动仿真。 （3）仿真结果。 六、实验结果

Buck变换器实验图：

Scope1:

Scope2:

Scope3:

Scope4:

Scope5:

Scope6:

七、课后思考与总结

（1）撰写仿真实验报告；

（2）思考buck变换器连续和断续工作模式下与电感取值的关系； （3）思考下buck变换器的输出和输入电压关系UoDUin在断续模式下还成立吗？ 答：（2）

KD,V0VS2114KD2 ; (k2L) RTKD,当LV0D ; (k2L) VSRTRTD时，buck变换器处于连续断续分界点。 2在断续模式下，输出电压与输入电压关系：

V0VS24K112D；

（3）与连续工作模式相同，在一个周期内电感两个端电压平均值为0，tx为电感电流降为0的时刻，

ton0(VgV0)dt(V0)dt0

tontx解出：

V0Vgtxton

一个周期内电感电流平均值等于负载电流平均值，可得：

txV01toni(t)dti(t)dtL12L22ton0 RT综合可得：

txtonton228LTR

txT为断续工作的临界条件，有

V028L11RTD2Vg