基于ＭＡＴＬＡＢ的電力電子技術仿真分析

李　雯

[摘要]利用SIMULINK提供的功能,建立電力電子電路仿真模型,設置、修改參數,在電子示波器上顯示仿真波形,并對其進行分析、驗證。

[關鍵詞]SIMULINK 電力電子技術 仿真分析

中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0910010-01

在電力電子技術傳統教學方法中,理論分析主要基于變流電路工作原理的討論而進行波形分析和主要參數計算。學生對電路中元件的參數設置和型號的選擇感性認識很少。同時,實驗教學中借助電力電子實驗臺完成的硬件實驗是封裝好的實驗模塊,不利于培養學生讀圖與分析、器件參數選擇、調試以及故障分析等方面的實踐能力。這兩方面問題在高職高專類院校尤其突出,本文中,嘗試在電力電子技術教學中借助Matlab/Simulink

解決上述問題,并以實例說明使用Simulink進行輔助教學的一般方法。

一、Simulink仿真軟件介紹

Simulink是Matlab軟件下的一個附加組件,是用來提供一個系統級的建模與動態仿真的工具平臺,在其下提供了豐富的仿真模塊。其主要功能是實現動態系統建模、方針與分析,可以預先對系統進行仿真分析,按仿真的最佳效果來調試及整定控制系統的參數。Simulink仿真與分析的主要步驟為:從模塊庫中選擇所需要的基本功能模塊,建立結構圖模型;設置仿真參數;進行動態仿真并觀看輸出結果;針對輸出結果進行分析和比較。

二、用Sinmulink對三相半波可控整流電路的仿真

在進入Matlab后,在命令行輸入Simulink命令即可打開相應的系統模型庫,電力電子電路建模相關的是SimPowerSystems模型庫。

(一)建立共陰極三相半波整流電路的仿真模型

點擊File/New菜單項打開空白編輯窗口,將仿真所需模塊添加到編輯窗口。添加時只需用鼠標左鍵選中模塊拖動到編輯窗口中,然后釋放鼠標左鍵。模塊提取路徑:三相電源SimPowerSystems/Electrical Sources,三相變壓器SimPowerSystems/Element,晶閘管SimPowerSystems/Power Electronics,觸發脈沖SimPowerSystems/Control Blocks,電壓電流測量SimPowerSystems/Measuremants,選路器Simulink/Signal Routing/Selec

tor,分路器Simulink/Signal Routing/Demux,示波器Simulink/Sinks/

Scope,放大器和常數Simulink/Math Operations。連接模塊時,鼠標光標移動到起點模塊的輸出端,按鼠標左鍵看到光標變為“+”字,拖動自動將兩個模塊連接起來如圖所示。

(二)修改模塊參數

各個模塊參數是可以隨意修改的,用鼠標左鍵雙擊待修改內部參數模塊的圖標。例如修改三項變壓器的參數時雙擊圖標,出現如圖所示對話框:

下面將幾個主要模塊的參數設置列出,供大家參考:

(三)模型仿真及仿真結果。選擇Simulink/Start來啟動仿真過程,打開示波器可以在電子示波器上顯示仿真波形如下圖所示。

由下圖可見,三相晶閘管導通情況是一致的,故只檢測了一相;其次,由于是電阻負載,所以流經負載的電流id與整流輸出電壓ud波形完全相同;還有流經晶閘管VT1的電流與流經負載的電流id對應的時間段內波形也是完全相同的。

三、結束語

以上僅是SIMULINK在電力電子技術仿真中的個別簡單應用。應用SIMULINK可以建立各種系統模型,直觀,易于使用,便于仿真分析;為驗證設計思想,進行高效成功的設計提供便利條件,從而提高分析問題和解決實際問題的能力。

參考文獻:

[1]薛定宇、陳陽泉,基于MATLAB/Simulink的系統仿真技術與應用[M].北京:清華大學出版社,2002.

[2]黃忠霖、黃京,電力電子技術的MATLAB實踐[M].北京:國防工業出版社,2009.

作者簡介:

李雯(1982-),女,陜西寶雞人,本科學歷。