电力电子技术仿真实验报告.pdf

电力电子技术仿真实验

实验一三相桥式全控整流电路

一：实验目的

（1）加深理解三相桥式全控整流电路的工作原理

（2）了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形

（3）掌握三相桥式全控整流电路MATLAB的仿真方法，

会设置各模块的参数

二：实验原理

完整的三相桥式全控整流电路由整流变压器，6个桥式连接的晶闸

管，负载，触发器和同步环节组成，6个晶闸管依次相隔60度触发，

将电源交流电整流为直流电。

三：三相桥式全控整流电路仿真模型

a.纯电阻负载电路

1.设置仿真参数

交流电压源的参数设置
三相电源的相位互差120度，交流峰值相电压为100*sqrt(2)V,频率为60Hz
负载的参数设置
R=45Ω，L=0H
移相控制角值"alpha_deg"分别设为设为30，60,120度

2.仿真波形

a:alpha_deg=30
纯电阻负载两端的电压Vd1,Vd2

晶闸管VT1的电压Uvt1

每一相的相电流（iA,iB,iC）
完整的波形

注：iD为整流后的电流波形，Vd为整流后的电压波形

b:alpha_deg=60
纯电阻负载两端的电压Vd1,Vd2

晶闸管VT1的电压Uvt1

每一相的相电流（iA,iB,iC）

完整波形

c:alpha_deg=120
纯电阻负载两端的电压Vd1,Vd2

晶闸管VT1的电压Uvt1

每一相的相电流（iA,iB,iC）

完整波形

b.阻感负载电路

1.设置仿真参数

交流电压源的参数设置
三相电源的相位互差120度，交流峰值相电压为100*sqrt(2)V,频率为60Hz
负载的参数设置
R=45Ω，L=1H
移相控制角值"alpha_deg"分别设为设为30，60,90度

2.仿真波形

a:alpha_deg=30
阻感负载两端的电压Vd1,Vd2

晶闸管VT1的电压Uvt1

每一相的相电流（iA,iB,iC）

完整波形

b:alpha_deg=60
阻感负载两端的电压Vd1,Vd2

晶闸管VT1的电压Uvt1

每一相的相电流

完整波形

c:alpha_deg=90

阻感负载两端的电压Vd1,Vd2

晶闸管Vt1的电压Uvt1

每一相的相电流

完整波形

四．功率因数的测定

a.测量原理

b.仿真模型

c．仿真数据
（1）感性负载
alpha=0alpha=30

alpha=60alpha=90

(2)纯电阻负载
alpha=0alpha=30

alpha=90alpha=60

实验二单相正弦波脉宽调制逆变电路实验

一．实验目的

（1）了解电压型单相全桥逆变电路的工作原理
（2）了解正弦波脉宽调制调频，调压的原理
（3）研究单相全桥逆变电路控制触发的要求

二．实验原理

1.正弦波脉宽调制（SPWM）控制的基本原理
(1)SPWM的概念
工程实际中应用最多的是正弦PwM法(简称sPwM)，它是在每半个周期内
输出若干个宽窄不同的矩形脉冲波，每一矩形波的面积近似对应正弦波各相
应每一等份的正弦波形下的面积可用一个与该面积相等的矩形来代替，于是
正弦波形所包围的面积可用这N个等幅(Vd)不等宽的矩形脉冲面积之和来等
效。各矩形脉冲的宽度自可由理论计算得出，但在实际应用中常由正弦调制
波和三角形载波相比较的方式来确定脉宽：因为等腰三角形波的宽度自上向
下是线性变化的，所以当它与某一光滑曲线相交时，可得到一组幅值不变而
宽。度正比于该曲线函数值的矩形脉冲。若使脉冲宽度与正弦函数值成比例，
则也可生成sPwM波形。在工程应用中感兴趣的是基波，假定矩形脉冲的幅
值Vd恒定，半周期内的脉冲数N也不变，通过理论分析可知，其基波的幅
值V1m脉宽δi有线性关系
在进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。当正弦值
为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲间的间隔则最小。反之，当正弦值
较小时，脉冲的宽度也小，而脉冲间的间隔则较大，如图53所示；这样的
电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小，称为正弦波脉宽
调制。sPwM方式的控制方法可分为多种。从实现的途径可分为硬件电路与
软件编程两种类型；而从工作原理上则可按调制脉冲的极性关系和控制波与
载波间的频率关系来分类。按调制脉冲极性关系可分为单极性sPwM和双极
性sPwM两种。
(2)双极性SPWM法
双极性控制则是指在输出波形的半周期内，逆变器同一桥臂中的两只元
件均处于开关状态，但它们之间的关系是互补