三相交流调压电路设计实验报告.docx
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三相交流调压电路设计实验报告.docx
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三相交流调压电路设计实验报告
实训报告
二级学院:
自动化学院
课程名称:
电力电子技术
设计题目:
三相交流调压电路设计
姓名:
学号:
设计班级:
指导教师:
设计时间:
1电力电子仿真工具介绍
Matlab介绍
MATLAB是美国公司出品的商业,用于开发、数据可视化、数据分析和的高级技术计算语言和交互式环境,MATLAB是MatrixLaboratory的缩写意为矩阵工厂(矩阵实验室)。
于1984年推出的一套科学计算软件,分为总包和假设干工具箱.具有壮大的矩阵计算和数据可视化能力.一方面能够实现数值分析、优化、统计、偏微分方程数值解、自动操纵、信号处置、系统仿真等假设干个领域的数学计算,另一方面能够实现二维、三维图形绘制、三维场景创建和渲染、科学计算可视化、图像处置、虚拟现实和地图制作等图形图象方面的处置.同时,MATLAB是一种说明式语言.简单易学、代码短小高效、计算功能壮大、图形绘制和处置容易、可扩展性强.是要紧面对科学计算、可视化和交互式的高科技计算环境。
它将、、科学数据可视化和非动态系统的和仿真等诸多壮大功能集成在一个易于利用的视窗环境中,为科学研究、工程设计和必需进行有效的众多科学提供了一种全面的解决方案,并在专门大程度上摆脱了传统非交互式(如C、Fortran)的编辑模式,代表了现今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和、并称为三大软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面数一数二。
MATLAB能够进行运算、绘制和数据、实现、创建用户界面、连接其他的程序等,要紧应用于工程计算、操纵设计、与通信、、、设计与分析等。
MATLAB的大体数据单位是矩阵,它的与、工程中经常使用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,等语言完成相同的情形简捷得多,而且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优势,使MATLAB成为一个壮大的。
在新的版本中也加入了对,,,的支持。
SIMULINK仿真工具简介
Simulink是最重要的组件之一,它提供一个建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清楚及仿真精细、切近实际、效率高、灵活等优势,并基于以上优势Simulink已被普遍应用于操纵理论和的复杂仿真和设计。
同时有大量的和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
simulinkMATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现建模、仿真和分析的一个,被普遍应用于、非线性系统、及的建模和仿真中。
Simulink能够用持续采样时刻、离散采样时刻或两种混合的采样时刻进行建模,它也支持多速度系统,也确实是系统中的不同部份具有不同的采样速度。
为了创建模型,Simulink提供了一个成立模型方块图的图形(GUI),那个创建进程只需单击和拖动鼠标操作就能够完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户能够当即看到系统的仿真结果。
Simulink是用于和的多领域仿真和基于模型的设计工具。
对各类,包括通信、操纵、、视频处置和,Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
.
构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能,也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。
Simulink与MATLAB紧密集成,能够直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、的创建、建模环境的定制和信号参数和测试数据的概念。
它具有丰硕的可扩充的预概念模块库交互式的图形来组合和治理直观的模块图能以设计功能的层次性来分割模型,实现对复杂设计的治理。
通过ModelExplorer导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性,生成模型代码。
并提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成。
利用EmbeddedMATLAB™模块在Simulink和执行中挪用MATLAB算法。
利用定步长或变步长运行仿真,依照仿真模式(Normal,Accelerator,RapidAccelerator)来决定以说明性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型形化的调试器和剖析器来检查仿真结果,诊断设计的性能和异样行为可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化,定制建模环境,概念信号参数和测试数据模型分析和诊断工具来保证模型的一致性,确信模型中的错误。
2电力电子器件测试
实验目的
(1)把握各类电力电子器件的工作特性。
(2)把握各器件对触发信号的要求。
实验原理
实验电路如下图:
新器件特性实验原理图
将电力电子器件和负载电阻Rp串联后接至直流电源的两头,有实验装置上的给定为新器件提供触发信号,使器件触发导通。
图中电阻Rp用滑线变阻器,接成并联形式,直流电压和电流表可从电源操纵屏上取得,直流电源从电源操纵屏的励磁电源取得。
实验内容
(1)可关断晶闸管(GTO)特性实验
(2)功率场效应管(MOSFET)特性实验
(3)绝缘双极性晶体管(IGBT)特性实验
运算机仿真实验
启动MATLAB软件进入SIMULINK后新建文档,绘制GTOMOSFETIGBT电路特性测试系统模型如以下图所示,
双击各模块并设置相应参数,设置好各模块参数后,单击工具栏的▶按钮,取得如以下图
GTO
IGBT
SCR
由以上仿真图可得各器件输出数据如下各表:
GTO输出特性数据记录
IGBT输出特性数据记录
MOSFET输出特性数据记录
总结与心得
由上述仿真进程取得的输出特性数据可得出各器件的输出特性图。
GTO的输出特性
IGBT输出特性
SCR输出特性
这门实验课程的线路连接及线路实验原理 并非复杂,最困难的是是完成实验线路连接以后所进行的调试与操作,难以得出相关的正确的波形和争取的结果和参数。
这是由于对实验的进程及原理明白得的不深刻,对相关的知识把握的不够透彻,不能熟练应用到实际操作和应用当中。
而且动手能力不够强,对实验进程不熟悉,实验操作生疏,缺乏相关的实际操作体会和实际操作技术,碰到实际操作中的问题难以独立解决,如何下手。
对操作进程中的错误和故障难以发觉排除。
通过本次的实验课程,我还发觉自己以前学习中所显现的一些薄弱环节,并为尔后的学习指明了方向,同时也会为以后的工作打下一个良好的基础。
这次的实验课程为咱们提供了一个专门好的锻炼机遇,使咱们及早了解一些相关知识以便以后运用到实际中去。
通过这次的实验课程,我明白只有通过刻苦的学习,增强对知识的熟练把握程度,在现实的中才会驾轻就熟,应付自如。
整体来讲,通过这次实验课程,我还从中学到了很多讲义上所没有提及的知识。
我会把这此实验课程作为我人一辈子的起点,在以后的工作学习中不断要求自己,完善自己,让自己做的更好。
3三相交流调压电路
实验目的:
(1)了解三相交流调压触发电路的工作原理。
(2)加深明白得三相交流调压电路的工作原理。
(3)了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。
(4)把握三相交流调压电路MATLAB的仿真方式,会设置各模块的参数。
实验原理:
本实验的三相交流调压器为三相三线制,由于没有中线,每相电流必需从另一相组成回路,因此电流流通途径中有两个晶闸管,因此交流调压应采纳宽脉冲或双窄脉冲进行触发。
三相的触发脉冲应依次相差120°,同一相的两个反并联的晶闸管触发脉冲应相差180°。
通过调剂α导通角的大小从而操纵晶闸管的导通角大小,以操纵输出电压有效值来调剂输出电压。
实验装置中利用后沿固定,前沿可变的宽脉冲链实验电路如以下图所示:
图
整流电压平均值分两种情形如下:
(1)α≤30°时,负载电流持续,有
当α=0时,U。
最大,U。
=
(2)α>30°时,负载电流断续,晶闸管导通角减小,现在有
负载电流平均值为
晶闸管经受的最大反向电压为:
由于晶闸管阴极与零线间的电压即为整流输出电压U。
,其最小值为零,而晶闸管阳极与零线间的最高电压等于变压器二次相电压的峰值,因此晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值。
实验内容
(1)三相交流调压器触发电路的调试。
(2)三相交流调压器电路带电阻性负载。
(3)三相交流调压电路带电阻电感性负载
运算机仿真进程及输出结果
1.带电阻性负载的仿真
启动MATLAB软件进入SIMULINK后新建文档,绘制三相交流调压系统模型如图:
(1)交流电压源的参数设置
设置交流峰值电压为100V频率为50Hz。
(2)晶闸管的参数设置
Rn=Ω,Lon=OH,Vf=,Rs=500Ω,Cs=250e-9(250*10^-9)F。
(3)负载的参数设置
R=450Ω,L=OH,C=inf。
(4)脉冲发生器模块的参数设置
频率设置为50Hz,脉冲宽度为2%
设置好各模块参数后,单击工具栏的▶按钮,取得如以下图
操纵角0°
操纵角30°
2.带电阻电感性负载的仿真
启动MATLAB软件进入SIMULINK后新建文档,绘制三相交流调压系统模型如图:
双击各模块,再显现的对话框内设置相应参数,各模块参数设置同上,但负载模块的参数设置为:
R=450Ω,L=,C=inf设置好各模块参数后,
单击工具栏的▶按钮,取得如以下图
操纵角为0°
操纵角为30°
4总结及实训体会
随着大功率半导体开关器件的发明和变流电路的进步和进展,产生了利用这种器件和电路实现电能变换与操纵的技术——电力电子技术。
电力电子技术横跨电力、电子和操纵三个领域,是现代电子技术的基础之一,是弱电子对强电力实现操纵的桥梁和纽带,已被普遍应用于工农业生产、国防、交通、能源和人民生活的各个领域,有着极为广漠的应用前景,成为电气工程中的基础电子技术。
这次课程设计,我学到很多有关咱们专业知识方面的知识,丰硕了自己的知识点,使自己取得提升。
第一对电力电子器件的工作原理有了更深的体会,对晶闸管的导通特性和三相交流调压电路中各晶闸管的导通顺序有了专门好的了解。
同时对SIMULINK仿真有了新的熟悉。
SIMULINK提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中,无需大量编写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。
适应面广、结构和流程清楚、仿真精细、切近实际、效率高、灵活等优势。
SIMULINK提供了一些按功能分类的大体的系统模块,用户只需要明白这些模块的输入输出及模块的功能,而没必要考察模块内部是如何实现的,通过对这些大体模块的挪用,再将它们连接起来就能够够组成所需要的系统模型,进而进行仿真与分析。
在电路进行仿真的进程中,常常碰到如此那样的问题。
如:
线路连接错误、参数设置等。
这次课设增强了自己的设计和理论联系实际的能力,加深对MATLAB软件功能的明白得,学会了如何用MATLAB设计三相交流调压器,学会分析理论与实际之间的误差,为以后理论在实践中的应用打下一个专门好的基础 。
第二知道了各个课程知识不是孤立的,而是彼此之间联系的,咱们要学会综合明白得知识点和运用各知识。
这次课程设计涉及到了电力电子技术、电路、数学,操纵等众多知识面,因此咱们需要把把各个学科之间的知识融合起来,形成一个整体,提升了自己的综合知识素养。
5附录
参考文献:
《电力电子技术运算机仿真实验》主编李传琦
《电力电子技术》第5版主编王兆安刘进军
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- 关 键 词:
- 三相 交流 调压 电路设计 实验 报告