單相橋式全控整流及有源逆變電路的實(shí)現(xiàn)與仿真研究

1、單相橋式全控整流及有源逆變電路的實(shí)現(xiàn)研究與仿真設(shè)計(jì)院 系工學(xué)部專 業(yè)自動(dòng)化班 級(jí)b641301學(xué) 號(hào)b64130122姓 名孫 震指導(dǎo)教師杜維東負(fù)責(zé)教師杜維東沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院2010年6月沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要本文以單相橋式全控整流及有源逆變電路為研究對(duì)象，介紹了單相橋式全控整流及有源逆變電路的工作原理，并對(duì)matlab/simulink模塊中電力電子仿真所需要的電力系統(tǒng)模塊做了簡(jiǎn)要的說(shuō)明，介紹了單相橋式全控整流及有源逆變電路的主要環(huán)節(jié)整流及有源逆變的工作原理，并且分析了幾種常見(jiàn)的觸發(fā)角，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用matlab軟件分別對(duì)電路的仿真進(jìn)行了設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)了對(duì)

2、單相橋式全控整流及有源逆變電路的仿真。關(guān)鍵詞：simulink；單相橋式全控整流及有源逆變電路；仿真設(shè)計(jì)abstract based on single bridge rectifying and full control of active inverter circuits for research object, introduces the whole point of single-phase bridge rectifying and active inverter circuit principle of work, and on matlab/simulink module p

3、ower electronic simulation need power system module provides a brief explanation, introduces the whole point of single-phase bridge rectifying and active inverter circuits of the main rectifier and active link inverter principle of work, and analyzes some common triggering angle, on the basis of usi

4、ng matlab software simulation of the circuit design, the realization of single-phase bridge rectifying and full control of the active inverter circuits.keywords: simulink, single-phase bridge rectifying and active all control circuit, simulation design 目 錄第1章 緒論11.1 課題背景11.2 整流技術(shù)的發(fā)展概況11.3 系統(tǒng)仿真概述2第2章

5、 單相橋式全控整流及有源逆變的工作原理42.1 整流電路概述42.2 有源逆變概述42.3 單相橋式全控整流電路的工作原理52.3.1 工作原理52.3.2 參數(shù)計(jì)算公式72.4 單相橋式全控有源逆變的工作原理82.4.1 工作原理82.4.2 逆變顛覆92.4.3 最小逆變角限制92.5 晶閘管整流電路的觸發(fā)控制92.5.1 鋸齒波的形成環(huán)節(jié)102.5.2 移相控制環(huán)節(jié)102.5.3 脈沖的形成環(huán)節(jié)112.5.4 脈沖的輸出環(huán)節(jié)11第3章 單相橋式全控整流及有源逆變的實(shí)驗(yàn)123.1 單相橋式全控整流及有源逆變的電路圖123.2 單相橋式全控整流電路的實(shí)驗(yàn)133.3 單相橋式有源逆變電路的實(shí)驗(yàn)

6、143.4 逆變顛覆現(xiàn)象的觀察16第4章 單相橋式全控整流及有源逆變的仿真174.1 單相橋式全控整流及有源逆變的仿真模型174.1.1 仿真模型的設(shè)計(jì)174.1.2 仿真模型模塊的參數(shù)設(shè)置174.2 模型仿真及仿真結(jié)果284.3 仿真過(guò)程中問(wèn)題的解決及一些技巧344.3.1 如何根據(jù)原理建立仿真模型344.3.2 調(diào)試中參數(shù)設(shè)置方法344.3.3 創(chuàng)建模型的一些技巧35第5章 總結(jié)365.1 論文主要內(nèi)容總結(jié)365.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程總結(jié)365.3 仿真過(guò)程總結(jié)375.4 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方面的不足37參考文獻(xiàn)38致 謝39附錄 實(shí)驗(yàn)接線圖4041第1章 緒論1.1 課題背景在電力電子技術(shù)中，可控整流電

7、路是非常重要的章節(jié)，整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾娐?，其?yīng)用非常廣泛。工業(yè)中大量應(yīng)用的各種直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速均采用電力電子裝置；電氣化鐵道（電氣機(jī)車(chē)、磁懸浮列車(chē)等）、電動(dòng)汽車(chē)、飛機(jī)、船舶、電梯等交通運(yùn)輸工具中也廣泛采用整流電力電子技術(shù)；各種電子裝置如通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源、大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源都可以利用整流電路構(gòu)成的直流電源供電，可以說(shuō)有電源的地方就有電力電子技術(shù)的設(shè)備。由于整流電路廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。整流與逆變一直都是電力電子技術(shù)的熱點(diǎn)之一。橋式整流是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M(jìn)行整流的最常用的電路，常用來(lái)將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。從整流狀態(tài)變到有源逆變狀態(tài)，對(duì)

8、于特定的實(shí)驗(yàn)電路需要恰到好處的時(shí)機(jī)和條件。其基本理論與方法已成熟十幾年了，隨著我國(guó)交直流變換器市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。1.2 整流技術(shù)的發(fā)展概況整流技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代，并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。大功率的工業(yè)用電由工頻(50hz)交流發(fā)電機(jī)提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的，其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)，牽引(電氣機(jī)車(chē)，電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)，地鐵機(jī)車(chē)，城市無(wú)軌電車(chē)等)和直流傳動(dòng)(軋鋼，造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?/p>

9、電，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了一股各地大辦硅整流器廠的熱潮，目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī)，交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?100hz的交流電。在七十年代到八十年代，隨著變頻調(diào)速裝置的普及，大功率逆變用的晶閘管，巨型功率晶體管(gtr)和門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(gt0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出，靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變，但工作頻率較低，僅局限在中低頻范圍內(nèi)。

10、進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合，出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件，首先是功率m0sfet的問(wèn)世，導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展，而后絕緣門(mén)極雙極晶體管(igbt)的出現(xiàn)，又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。mosfet和igbt的相繼問(wèn)世，是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1995年底，功率m0sfet和gtr在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步，而用igbt代替gtr在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率，使其性能更加完

11、善可靠，而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展，為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能，實(shí)現(xiàn)小型輕量化，機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。1.3 系統(tǒng)仿真概述所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過(guò)程的、且具有一定邏輯關(guān)系或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行試驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。它是一種對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題求數(shù)值解的計(jì)算技術(shù)。尤其當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型求解時(shí)，仿真技術(shù)能有效地來(lái)處理。仿真是一種人為的試驗(yàn)手段。它和現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的差別在于，仿真實(shí)驗(yàn)不是依據(jù)實(shí)際環(huán)境，而是作為實(shí)際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的“人造”環(huán)境下進(jìn)行的。這是仿

12、真的主要功能。仿真可以比較真實(shí)地描述系統(tǒng)的運(yùn)行、演變及其發(fā)展過(guò)程。仿真的過(guò)程也是實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過(guò)程。尤其是對(duì)一些復(fù)雜的隨機(jī)問(wèn)題，應(yīng)用仿真技術(shù)是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。對(duì)一些難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對(duì)象系統(tǒng)，可通過(guò)仿真模型來(lái)順利地解決預(yù)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)等系統(tǒng)問(wèn)題。 通過(guò)系統(tǒng)仿真，可以把一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便于分析。通過(guò)系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問(wèn)題，以便及時(shí)解決。系統(tǒng)的仿真，起源于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。從最初的簡(jiǎn)單電子、機(jī)械系統(tǒng)，逐步發(fā)展到今天涵蓋機(jī)、電、液、熱、氣、電、磁等各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，并且在控制器和執(zhí)行

13、機(jī)構(gòu)兩個(gè)方向上飛速發(fā)展。 仿真軟件，在研究控制策略、控制算法、控制系統(tǒng)的品質(zhì)方面提供了強(qiáng)大的支持。隨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)、電、液、熱、氣、磁等驅(qū)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，以高可靠性、高精度、高反應(yīng)速度和穩(wěn)定性為代表的先進(jìn)特征，將工程系統(tǒng)的執(zhí)行品質(zhì)提升到了前所未有的水平。相對(duì)控制器本身的發(fā)展，憑借新的加工制造技術(shù)的支持，執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展更加富于創(chuàng)新和挑戰(zhàn)，而對(duì)于設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)高性能執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及構(gòu)建一個(gè)包括控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的完整的自動(dòng)化系統(tǒng)也提出了更高的要求。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真是系統(tǒng)仿真的一個(gè)分支。在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，人們很早就采用系統(tǒng)仿真的方法研究電力系統(tǒng)，從直流計(jì)算臺(tái)、交流計(jì)算臺(tái)、電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型和模

14、擬計(jì)算機(jī)等物理仿真到電力系統(tǒng)數(shù)字仿真。電力系統(tǒng)的科學(xué)研究和試驗(yàn)從來(lái)都離不開(kāi)系統(tǒng)仿真技術(shù)。在某種意義上，電力系統(tǒng)仿真的技術(shù)水平代表了電力系統(tǒng)科學(xué)研究水平。電力系統(tǒng)工作者一般把在物理模型上的仿真稱為動(dòng)態(tài)模擬，而在數(shù)字計(jì)算機(jī)上數(shù)學(xué)模型的試驗(yàn)稱為數(shù)字仿真。第2章 單相橋式全控整流及有源逆變的工作原理2.1 整流電路概述整流電路是把交流電壓變換為單極性電壓的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀(jì)70年代以后，主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負(fù)載之

15、間，用于濾除脈動(dòng)直流電壓中的交流成分。變壓器設(shè)置與否視具體情況而定。變壓器的作用是實(shí)現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離（可減小電網(wǎng)與電路間的電干擾和故障影響）。整流電路是電力電子電路中最早出現(xiàn)的一種，它將交流電變?yōu)橹绷麟?，?yīng)用十分廣泛，電路形式各種各樣。按其組成器件可分為不控整流電路、半控整流電路和全控整流電路。其中，半控整流電路和全控整流電路按其控制方式又可分為相控整流電路和斬波整流電路。相控整流電路由于采用電網(wǎng)換相方式，不需要專門(mén)的換相電路，因而電路簡(jiǎn)單、工作可靠，得到廣泛應(yīng)用。2.2 有源逆變概述逆變與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電。交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源

16、逆變。交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變。逆變電路的分類，根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同，直流側(cè)是電壓源：電壓型逆變電路，又稱為電壓源型逆變電路。直流側(cè)是電流源：電流型逆變電路，又稱為電流源型逆變電路，電壓型逆變電路，輸出電壓是矩形波。電流型逆變電路，輸出電流是矩形波。電壓型逆變電路的特點(diǎn)：直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)。交流側(cè)輸出電壓為矩形波，輸出電流和相位因負(fù)載阻抗不同而不同。阻感負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。電流型逆變電路主要特點(diǎn)：直流側(cè)串大電感，電流基本無(wú)脈動(dòng)，相當(dāng)于電流源。交流側(cè)輸出電流為矩形波，與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。輸出電

17、壓波形和相位因負(fù)載不同而不同。直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，不必給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管。2.3 單相橋式全控整流電路的工作原理2.3.1 工作原理單相橋式全控整流電路圖如下圖所示：圖2.1 單相橋式全控整流電路該電路的特點(diǎn)是：要有電流通過(guò)阻感性電阻rl，必須有晶閘管vt1和vt3或vt2和vt4同時(shí)導(dǎo)通，由于晶閘管的單向?qū)щ娦阅?，盡管u2是交流，但是通過(guò)阻感性電阻rl的電流id始終是單方向的直流電，其工作過(guò)程可分如下幾個(gè)階段：階段1（0t1）：這階段u2在正半周期，a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位，晶閘管vt1和vt2反向串聯(lián)后與u2連接，vt1承受正向電壓為u2/2，vt2承受u2/2的方向電壓；同樣

18、vt3和vt4方向串聯(lián)后與u2連接，vt3承受u2/2的正向電壓，vt4承受u2/2的反向電壓。雖然vt1和vt3受正向電壓，但是尚未觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載沒(méi)有電流通過(guò)，所以u(píng)d=0，id=0。階段2（t1）：在t1時(shí)同時(shí)觸發(fā)vt1和vt3，由于vt1和vt3受正向電壓而導(dǎo)通，有電流經(jīng)a點(diǎn)vt1rvt3變壓器b點(diǎn)形成回路。在這段區(qū)間里，ud=u2，id=ivt1=ivt3=i2=ud/r。由于vt1和vt3導(dǎo)通，忽略管壓降，uvt1=uvt2=0，而承受的電壓為uvt2=uvt4=u2。階段3（t2）：從t=開(kāi)始u2進(jìn)入了負(fù)半周期，b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位，vt1和vt3由于受反向電壓而關(guān)斷，這時(shí)vt1v

19、t4都不導(dǎo)通，各晶閘管承受u2/2的電壓，但vt1和vt3承受的是反向電壓，vt2和vt4承受正向電壓，負(fù)載沒(méi)有電流通過(guò)，ud=0，id=i2=0。階段4（t22）：在t2時(shí)，u2電壓為負(fù)，vt2和vt4受正向電壓，觸發(fā)vt2和vt4導(dǎo)通，有電流經(jīng)b點(diǎn)vt2rvt4a點(diǎn)，在這段區(qū)間里，ud=u2，id=ivt2=ivt4=i2=ud/r。由于vt2和vt4導(dǎo)通，vt2和vt4承受u2的負(fù)半周期電壓，至此一個(gè)周期工作完畢，下一個(gè)周期重復(fù)上述過(guò)程，單相橋式整流電路兩次脈沖間隔為180°。如果整流電路的負(fù)載電感較大，id波形將連續(xù)，電路的工作情況可分為電流上升和電流穩(wěn)定兩個(gè)階段。在電流上升

20、階段，t1（t=）時(shí)，觸發(fā)vt1和vt3導(dǎo)通，id從0開(kāi)始上升，由于電感較大，到t2（t=+）時(shí)，由于u2已經(jīng)進(jìn)入負(fù)半周期，vt2和vt4承受正向電壓，有脈沖即導(dǎo)通。vt2和vt4導(dǎo)通后，電路p點(diǎn)電位將高于a點(diǎn)，q點(diǎn)電位低于b點(diǎn)，vt1和vt3承受反向電壓而關(guān)斷，原來(lái)經(jīng)由vt1和vt3的電流id改經(jīng)vt2和vt4通過(guò)，這就是vt1和vt2換流，同時(shí)vt3和vt4換流，使電路進(jìn)入第二個(gè)導(dǎo)通區(qū)間（t2t3）。在第二個(gè)導(dǎo)通區(qū)間id將從vt1和vt3關(guān)斷和vt2和vt4開(kāi)通時(shí)的電流繼續(xù)上升，電感的儲(chǔ)能增加。u2進(jìn)入第二個(gè)周期，vt1和vt3承受正向電壓，受觸發(fā)即導(dǎo)通，使電路的p點(diǎn)電位高于b點(diǎn)，q點(diǎn)電位

21、低于a點(diǎn)，使vt2和vt4承受反向電壓而關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)vt1和vt3與vt2和vt4的換流。如此經(jīng)過(guò)幾個(gè)導(dǎo)通周期，電感儲(chǔ)能達(dá)到飽和，即每個(gè)導(dǎo)通周期開(kāi)始時(shí)的電流與終止時(shí)的電流相當(dāng)，在第三個(gè)導(dǎo)通周期t3t4，負(fù)載電流id進(jìn)入了穩(wěn)定階段。在大電感情況下，id進(jìn)入穩(wěn)定階段后電流的波動(dòng)很小。在穩(wěn)定工作階段，兩組晶閘管交替導(dǎo)通，每組導(dǎo)通角為180°，通過(guò)晶閘管的電流是寬為180°，高為id的矩形方波。在一周期的正負(fù)半周中變壓器副邊都有電流i2通過(guò)，變壓器的利用率較半波整流提高，并且i2中不含直流分量，不易產(chǎn)生變壓器發(fā)熱問(wèn)題。晶閘管承受的電壓波形在晶閘管導(dǎo)通時(shí)uvt=0，在晶閘管關(guān)斷時(shí)，則承

22、受的電壓u2，因此承受的最高正反電壓均為u2。如果控制角=90°，整流輸出電壓ud的正負(fù)半周期面積相等，整流輸出電壓的平均值為0。并且若90°，在u2的半周范圍內(nèi)，觸發(fā)vt1和vt3或vt2和vt4，晶閘管能夠?qū)ǎ蔷чl管的導(dǎo)通角減小，而ud的正負(fù)半周面積相等，ud的平均值都為0，因此電感性負(fù)載時(shí)，控制角的有效移相控制范圍為0°90°。單相橋式全控整流電路波形如下圖所示：圖2.2 單相橋式全控整流電路波形2.3.2 參數(shù)計(jì)算公式1. 輸出平均電壓ud：= 式（2.1）2. 輸出平均電流id： 式（2.2）3. 變壓器副邊繞組電流有效值i： 式（2.3

23、）4. 流過(guò)晶閘管的電流有效值it： 式（2.4）2.4 單相橋式全控有源逆變的工作原理2.4.1 工作原理逆變是將直流電變換成交流電。如果逆變后的交流電是直接提供給負(fù)載，成為無(wú)緣逆變；如果逆變后的交流電是送到交流電網(wǎng)，則稱為有源逆變。整流電路在滿足一定條件情況時(shí)，可以將直流側(cè)的電能經(jīng)過(guò)整流器回送到交流側(cè)電源。在rl負(fù)載中，在負(fù)載電流的上升階段，交流電源經(jīng)整流器向負(fù)載提供電能，在負(fù)載電流的下降階段，id與ud反方向，是電感釋放儲(chǔ)能，釋放的儲(chǔ)能一部分在電阻中消耗，一部分則經(jīng)整流器回饋到交流電源。rl負(fù)載電感的儲(chǔ)能是有限的，即使r=0、=90°時(shí)，電感也只能使儲(chǔ)存和釋放的電能相等。但是如

24、果整流器的負(fù)載中含有直流電動(dòng)勢(shì)e，情況就不同了，直流電動(dòng)勢(shì)可以源源不斷的提供直流電能，并通過(guò)整流器轉(zhuǎn)化為交流電回饋電網(wǎng)，這就是有源逆變工作狀態(tài)。在有源逆變狀態(tài)，直流電源e要經(jīng)整流器向交流電源回饋電能，由于整流器只能單方向輸出電流，因此直流電源要輸出電能，電動(dòng)勢(shì)e的方向必須和整流器輸出電流的方向相同，同時(shí)為使整流器能從直流電動(dòng)勢(shì)e吸取電能，整流器輸出電壓ud的極性也要與整流狀態(tài)時(shí)相反。這就是說(shuō)，如果整流器工作在整流狀態(tài)時(shí)，ud極性為上“”下“”，對(duì)rle負(fù)載有90°；在整流器工作于有源逆變狀態(tài)時(shí)，ud極性應(yīng)為上“”下“+”，對(duì)rle負(fù)載應(yīng)有90°，這樣電流id從e的“+”端流

25、出，從整流器“+”流入，電能才能從直流電源輸出，并經(jīng)整流器回饋交流電網(wǎng)。因此整流器工作于有源逆變的條件可以歸結(jié)如下：整流器負(fù)載含有直流電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)e的方向與整流器電流id的方向相同；整流器的控制角90°，整流器輸出電壓反向，且ud應(yīng)略小于直流電動(dòng)勢(shì)e。2.4.2 逆變顛覆 為了反映整流電路的整流和逆變兩種不同的工作狀態(tài)，設(shè)置了逆變角，且令=180°。當(dāng)整流電路工作于整流狀態(tài)時(shí)，0°90°，相應(yīng)的90°180°。當(dāng)整流電路工作于逆變狀態(tài)時(shí)，0°90°，相應(yīng)的90°180°。在考慮交流電源電抗后，

26、在整流電路有源逆變時(shí)，如果很小，則整流電路不能正常換相。在t4時(shí)觸發(fā)vt2，由于交流電源電抗產(chǎn)生了重疊換流時(shí)間，使換流不能瞬時(shí)完成，在重疊換流時(shí)間內(nèi)已經(jīng)有uaub，因此在換流結(jié)束后仍應(yīng)是vt1繼續(xù)導(dǎo)通，vt2并不能導(dǎo)通，使換流不能成功。并且ua進(jìn)入正半周后，直流電動(dòng)勢(shì)e和ua順向串聯(lián)，整流器輸出電流迅速增加超過(guò)額定允許范圍，輕則使過(guò)電流保護(hù)跳閘，重則燒壞晶閘管或快速熔斷器，這就是“逆變顛覆”現(xiàn)象。2.4.3 最小逆變角限制為了避免逆變顛覆現(xiàn)象，不能使太小，需要對(duì)最小逆變角進(jìn)行限制，以確保電路能正常換流。一般取最小逆變角min為min= + + ' 式（2.5）式中：為晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq

27、折合的電角度，為換流重疊角，'為安全裕量角，考慮以上因素，min一般在30°到35°左右，min太小，將影響整流器的安全運(yùn)行；min太大，將使逆變時(shí)輸出電壓過(guò)低，影響有源逆變的效率。逆變顛覆現(xiàn)象還可能發(fā)生在電源缺相，晶閘管或快速熔斷器損害，晶閘管觸發(fā)脈沖丟失等情況下，一旦發(fā)生這些情況，整流器在有源逆變時(shí)都不能正常換流而造成逆變顛覆，因此工作在有源逆變狀態(tài)時(shí)，整流電路的可靠性是需要重視的。2.5 晶閘管整流電路的觸發(fā)控制晶閘管導(dǎo)通需要正向電壓和觸發(fā)脈沖兩個(gè)條件，在整流電路中主要分析了正向電壓條件，而對(duì)觸發(fā)脈沖是認(rèn)為召之即來(lái)?yè)]之即去的，需要時(shí)就能有，實(shí)際上觸發(fā)脈沖需要有

28、相應(yīng)的電路產(chǎn)生，這就是觸發(fā)電路。對(duì)觸發(fā)電路的基本要求是：能產(chǎn)生晶閘管觸發(fā)信號(hào)，信號(hào)有一定強(qiáng)度，滿足晶閘管門(mén)極驅(qū)動(dòng)條件。觸發(fā)脈沖的形狀，能使晶閘管快速導(dǎo)通和可靠關(guān)斷；觸發(fā)信號(hào)能移相控制，即改變脈沖的控制角；觸發(fā)信號(hào)在需要晶閘管導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生，即觸發(fā)電路產(chǎn)生脈沖與整流電路的需要兩者間要步調(diào)一致。滿足這些要求的信號(hào)都可以用于晶閘管的觸發(fā)，因此晶閘管的觸發(fā)電路從簡(jiǎn)單的rc移相到復(fù)雜的電路都有。鋸齒波移相觸發(fā)電路如下圖所示：圖2.3 鋸齒波移相觸發(fā)電路2.5.1 鋸齒波的形成環(huán)節(jié)在輸入的同步電壓ut負(fù)半周，d1導(dǎo)通，a點(diǎn)電位為負(fù)，鉗制了t2基極電位，使t2截止，且電容c1充電。在ut變正時(shí)，d1截止，c1經(jīng)

29、r1反向充電，a點(diǎn)電位從負(fù)逐步上升，c1延緩了a點(diǎn)電位變正的時(shí)間，其目的是拓寬生成鋸齒波的寬度，t2截止時(shí)c2充電生成鋸齒波，選擇r1、c1的參數(shù)可以使鋸齒波寬度達(dá)到240°。在t2截止時(shí)，電容c2經(jīng)+15vrp1r3t1充電，b點(diǎn)電位逐步提高，在t2導(dǎo)通時(shí)，c2經(jīng)t2迅速放電，在b點(diǎn)形成鋸齒波。穩(wěn)壓管dw1和t1組成恒流電路，從而調(diào)節(jié)鋸齒波的斜率。鋸齒波在ut過(guò)0變負(fù)，t2截止時(shí)開(kāi)始上升，因此鋸齒波和ut同步。t3，r5組成射極跟隨器，以增強(qiáng)帶動(dòng)后級(jí)負(fù)載的能力。2.5.2 移相控制環(huán)節(jié)r6、r7、r8、t4組成移相控制電路，在移相控制電壓uc=0時(shí)，負(fù)偏置電壓up和鋸齒波信號(hào)疊加，

30、使鋸齒波下移，調(diào)節(jié)了鋸齒波的過(guò)零點(diǎn)，用以整定脈沖的初始相位。初始相位是整流電路輸出電壓ud=0時(shí)的控制角大小。如果uc0，若uc為正，鋸齒波過(guò)零點(diǎn)前移，對(duì)應(yīng)控制角減小；若uc為負(fù)，則鋸齒波的過(guò)零點(diǎn)后移，對(duì)應(yīng)控制角增加，因此調(diào)節(jié)uc可以實(shí)現(xiàn)相位控制。該觸發(fā)電路移相范圍可達(dá)240°，一般只使用中間線性度較好的180°區(qū)間，就可以滿足整流和逆變的脈沖移相控制要求。2.5.3 脈沖的形成環(huán)節(jié)r9、c3、t4組成脈沖形成電路。在t4基極電位為負(fù)時(shí)，t4截止，d點(diǎn)呈高電平。在c點(diǎn)電位為正時(shí)，t4導(dǎo)通，鉗制d點(diǎn)為零電平。d點(diǎn)電位的負(fù)跳變，經(jīng)電容c3耦合，在t5基射極間形成一個(gè)負(fù)的尖脈沖，

31、峰值約為-15v，負(fù)的尖脈沖使t5截止。在t5截止期間，t5基極呈高電平，在t5導(dǎo)通時(shí)，f點(diǎn)被鉗制在約-15v，形成一個(gè)矩形脈沖，推動(dòng)了后級(jí)功放輸出。2.5.4 脈沖的輸出環(huán)節(jié)復(fù)合管t7、t8組成功放輸出電路。t5輸出的脈沖使t7、t8導(dǎo)通，脈沖變壓器tp原邊有脈沖電流產(chǎn)生，其副邊感應(yīng)相應(yīng)的脈沖輸出，去觸發(fā)連接的晶閘管。脈沖變壓器的作用是隔離觸發(fā)電路和晶閘管主電路，使觸發(fā)電路和晶閘管主電路沒(méi)有電的聯(lián)系。d7、r14用于吸收t7、t8關(guān)斷時(shí)，變壓器繞組產(chǎn)生的di/dt。d8、d9用于減少干擾信號(hào)對(duì)觸發(fā)的影響，r16是限流電阻。第3章 單相橋式全控整流及有源逆變的實(shí)驗(yàn)3.1 單相橋式全控整流及有源

32、逆變的電路圖實(shí)驗(yàn)采用mcl-型實(shí)驗(yàn)臺(tái)，主控屏的整流二極管vd1vd6組成三相不控整流橋作為逆變橋的直流電源，逆變變壓器采用mel02芯式變壓器，回路中接入電感l(wèi)及限流電阻rd。實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的單相橋式整流及有源逆變電路圖，如下圖所示：圖3.1 單相橋式全控整流及有源逆變電路圖其中圖3.1中鋸齒波觸發(fā)電路1和2的電路如下圖所示：圖3.2 鋸齒波觸發(fā)電路3.2 單相橋式全控整流電路的實(shí)驗(yàn)將mcl-型實(shí)驗(yàn)臺(tái)上“觸發(fā)選擇開(kāi)關(guān)”撥至“鋸齒波”，同步變壓器原邊繞組接220v交流電壓。將鋸齒波觸發(fā)電路的輸出脈沖端分別接至全控橋中相應(yīng)晶閘管的門(mén)極和陰極，并將主控制屏上的組橋觸發(fā)脈沖開(kāi)關(guān)撥向“斷開(kāi)”或使ublf開(kāi)路

33、不接線。調(diào)節(jié)鋸齒波觸發(fā)電路中的移相調(diào)節(jié)電位器rp1，使uct= 0，調(diào)節(jié)偏移電位器rp2，使= 150°。保持ub不變，逐漸增加uct，在= 0°90°的范圍內(nèi)，做單相橋式全控整流電路帶電阻電感負(fù)載實(shí)驗(yàn)，在=30°，60°，90°時(shí)，用示波器觀察、記錄整流電壓ud、晶閘管兩端電壓ut的波形，并記錄u2、ud的數(shù)值。用示波器觀察整流電壓ud、晶閘管兩端電壓ut的波形如下圖所示：圖3.3 =30°時(shí)整流電壓（上）及晶閘管兩端電壓（下）波形圖3.4 =60°時(shí)整流電壓（上）及晶閘管兩端電壓（下）波形圖3.5 =90

34、76;時(shí)整流電壓（上）及晶閘管兩端電壓（下）波形用萬(wàn)用表分別測(cè)量在不同觸發(fā)角條件下ud和u2的值：當(dāng)=30°時(shí)，u2為110v，ud為85.68v當(dāng)=60°時(shí)，u2為110v，ud為19.67v當(dāng)=90°時(shí)，u2為110v，ud為0.03v根據(jù)平均電壓計(jì)算公式= 式（3.1）得出ud的計(jì)算值：當(dāng)=30°時(shí)，ud=0.9u2cos=0.9×110×cos30°=85.73v當(dāng)=60°時(shí)，ud=0.9u2cos=0.9×110×cos60°=49.5v當(dāng)=90°時(shí)，ud=0.9u

35、2cos=0.9×110×cos90°=0v將計(jì)算值和記錄值填入下表表3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表30°60°90°u2110v 110v 110v ud(記錄值)85.68v49.67v 0.03v ud(計(jì)算值)85.73v49.5v0v 3.3 單相橋式有源逆變電路的實(shí)驗(yàn)斷開(kāi)電源，將開(kāi)關(guān)s撥向有源逆變直流電源端，調(diào)節(jié)uct，將移至150°。合上主電路電源，在=90°，120°，150°時(shí)，用示波器觀察并記錄ud、ut的波形，并記錄u2、ud

36、的數(shù)值。用示波器觀察整流電壓ud、晶閘管兩端電壓ut的波形如下圖所示：圖3.6 =120°時(shí)整流電壓（上）及晶閘管兩端電壓（下）波形圖3.7 =150°時(shí)整流電壓（上）及晶閘管兩端電壓（下）波形用萬(wàn)用表分別測(cè)量在不同觸發(fā)角條件下ud和u2的值：當(dāng)=90°時(shí)，u2為110v，ud為0.03v當(dāng)=120°時(shí)，u2為110v，ud為19.67v當(dāng)=150°時(shí)，u2為110v，ud為0.03v根據(jù)平均電壓計(jì)算公式= 式（3.1）得出ud的計(jì)算值：當(dāng)=30°時(shí)，ud=0.9u2cos=0.9×110×cos30°=

37、85.73v當(dāng)=60°時(shí)，ud=0.9u2cos=0.9×110×cos60°=-49.48v當(dāng)=90°時(shí)，ud=0.9u2cos=0.9×110×cos90°=-85.84v將計(jì)算值和記錄值填入下表表3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表90°120°150°u2110v 110v110v ud(記錄值)0.03v -49.48v-85.84vud(計(jì)算值)0v -49.5v-85.73v3.4 逆變顛覆現(xiàn)象的觀察調(diào)節(jié)uct，使=150°，合上主電路電源

38、，觀察ud波形。繼續(xù)減小uct，此時(shí)可觀察到逆變輸出突然變?yōu)橐粋€(gè)正弦波，表明逆變顛覆。當(dāng)關(guān)斷電源開(kāi)關(guān)，使脈沖消失，此時(shí)，也將產(chǎn)生逆變顛覆。用示波器觀察逆變顛覆現(xiàn)象，記錄逆變顛覆時(shí)的ud波形。用示波器觀察逆變顛覆時(shí)，逆變輸出的波形如下圖所示：圖3.8 =150°逆變顛覆時(shí)逆變輸出的波形第4章 單相橋式全控整流及有源逆變的仿真4.1 單相橋式全控整流及有源逆變的仿真模型4.1.1 仿真模型的設(shè)計(jì) 將單相橋式全控整流電路的matlab仿真模型的負(fù)載端添加一直流電源dc110v即成為單相橋式全控整流及有源逆變仿真模型。如下圖所示：圖4.1 單相橋式全控整流及有源逆變仿真模型4.1.2 仿真模

39、型模塊的參數(shù)設(shè)置 對(duì)于工業(yè)交流電，其頻率f=50hz，周期t=1/f=1/50=0.02s，半周期t/2=0.01s。1. 交流電壓源的參數(shù)設(shè)置 按提取路徑：simulinksimpowesystemelectrical sourcesac voltage source將交流電壓源模型拖動(dòng)至工作區(qū)，模型圖標(biāo)如圖所示：圖4.2 交流電源圖標(biāo) 雙擊此圖標(biāo)顯示正弦交流電壓的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框如圖所示，參數(shù)“peak amplitude”是正弦電壓峰值振幅，單位為伏特（v）；參數(shù)“phase”是正弦電壓的初相角，單位為度（°）；參數(shù)“frequency”是正弦電壓的角頻率對(duì)于的頻率f，單位

40、為赫茲（hz）；參數(shù)“sample time”是采樣時(shí)間，單位為秒（s），默認(rèn)值0標(biāo)識(shí)交流電源為連續(xù)源；在測(cè)量“measurement”選擇欄里選測(cè)量電壓還是不測(cè)電壓。 在參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“peak amplitude”幅值設(shè)置為110v“phase”初相角設(shè)置為0度“frequency”頻率設(shè)置為50hz“sample time”采樣時(shí)間設(shè)置為0（默認(rèn)值0表示該交流電源為連續(xù)源）圖4.3 交流電壓的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框2. 直流電源的參數(shù)設(shè)置 按提取路徑：simulinksimpowesystemelectrical sourcesdc voltage source將直流電源模型拖

41、動(dòng)至工作區(qū)，模型圖標(biāo)如圖所示： 圖4.4 直流電源圖標(biāo)雙擊此圖標(biāo)顯示參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，圖中只有兩項(xiàng)參數(shù)設(shè)置內(nèi)容，“amplitude”欄下輸入其直流電壓幅值，單位為伏特（v），在測(cè)量“measurement”下拉選擇欄里選擇測(cè)量電壓還是不測(cè)。 在參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“amplitude”直流電源設(shè)置為110v圖4.5 直流電壓的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框3. rlc元件的參數(shù)設(shè)置 按提取路徑：simulinksimpowesystemelementsseries rlc branch將rlc模型拖動(dòng)至工作區(qū)，模型圖標(biāo)如圖所示：圖4.6 rlc電阻圖標(biāo) 雙擊圖標(biāo)顯示參數(shù)對(duì)話框，在rlc元件參數(shù)設(shè)置

42、對(duì)話框里，“btanch type”右側(cè)的下拉窗口，可選擇rlc元件的各種組合；在參數(shù)“resistance”下的空白窗口里，輸入電阻的歐姆數(shù)；在“inductance”下輸入電感的亨利數(shù)；在“capacitance”下輸入電容的法拉數(shù)；還可以在“set the initial inductor current”前的空白窗口里選即設(shè)置電感的初始電流，在“set the initial capacitor voltage”前的空白窗口里勾選即設(shè)置電容的初始電壓，并在“measurements”右側(cè)下拉的窗口對(duì)rlc支路進(jìn)行電壓和電流的測(cè)量：branch voltage、branch curren

43、t、branch voltage and current或不測(cè)量：none。 在參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“ branch type”設(shè)置為rl“ resistance”設(shè)置為2“ inductance”設(shè)置為0.01h圖4.7 rlc元件的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框4. 晶閘管的參數(shù)設(shè)置 按提取路徑：simulinksimpowesystempower electronicsthyristor將晶閘管模型拖動(dòng)至工作區(qū)，模型圖標(biāo)如圖所示：圖4.8 晶閘管圖標(biāo)雙擊圖標(biāo)顯示參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，晶閘管模型有兩個(gè)輸入端與兩個(gè)輸出端，第一個(gè)輸入端與輸出端是晶閘管的陽(yáng)極端（a）與陰極端（k）。第二個(gè)輸入端（g）是門(mén)

44、極控制信號(hào)端，當(dāng)勾選“show measurement port”項(xiàng)時(shí)便顯示第二個(gè)輸出端（m），這是晶閘管檢測(cè)輸出向量端，可連接相應(yīng)的儀表，檢測(cè)流經(jīng)晶閘管的電流與晶閘管正向管壓降。其參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，“resistance ron”晶閘管導(dǎo)通電阻，“inductance lon”晶閘管內(nèi)電感，當(dāng)電感參數(shù)設(shè)為0時(shí)，電阻參數(shù)不能同時(shí)設(shè)為0；當(dāng)電阻參數(shù)設(shè)為0時(shí)，電感參數(shù)也不同時(shí)為0。“forward voltage vf”晶閘管門(mén)檻電壓，“initial current ic”初始電流，“snubber resistance rs”吸收電阻，“snubber capacitance cs”吸收電容。

45、 參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“resistance ron”設(shè)置為0.001“induction lon”設(shè)置為0“forward voltage”設(shè)置為0.8“initial current ic”設(shè)置為0“snubber resistance rs”設(shè)置為10“snubber capacitance cs”設(shè)置為1.7e-6圖4.9 晶閘管的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框5. 脈沖信號(hào)發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置 按提取路徑：simulinksimulinksourcespulse generator將脈沖信號(hào)發(fā)生器模型拖至工作區(qū)，圖標(biāo)如圖所示：圖4.10 脈沖信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo) 雙擊圖標(biāo)出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，脈沖信

46、號(hào)發(fā)生器是以矩形方波信號(hào)發(fā)生器，且為矩形方波前沿觸發(fā)方式，可用于觸發(fā)電力電子器件，如晶閘管等。它是信號(hào)發(fā)生器，不需要任何輸入信號(hào)激勵(lì)。在參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，“pulse type”脈沖類型，有time based與sample based兩種可供選擇，“time”時(shí)間，有use simulation time與use external signal兩種可供選擇，“amplitude”脈沖幅值，“period”周期，“pulse width”脈沖寬度，“phase delay”相位延遲。當(dāng)選擇use simulation time時(shí)，可勾選“interpret vector parameters

47、as 1-d”即解釋向量參數(shù)為一維的，當(dāng)選擇use external signal時(shí)，則無(wú)此勾選項(xiàng)。 參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“pulse type”設(shè)置為time based“time”設(shè)置為use simulation time“amplitude”設(shè)置為1.1“period”設(shè)置為0.02“pulse width”設(shè)置為0.001pulse1參數(shù)對(duì)話框，其中相位延遲phase delay的設(shè)置，按關(guān)系t=t/360°，對(duì)電網(wǎng)交流電t=0.02s。 當(dāng)對(duì)=30°仿真時(shí)，對(duì)pulse1，相位延遲phase delay設(shè)置為t=t/360°=0.00166s，對(duì)

48、pulse2，相位延遲設(shè)置為0.01+0.00166=0.01166s， 當(dāng)對(duì)=60°仿真時(shí)，對(duì)pulse1，相位延遲phase delay設(shè)置為t=t/360°=0.00333s，對(duì)pulse2，相位延遲設(shè)置為0.01+0.00333=0.01333s， 當(dāng)對(duì)=90°仿真時(shí)，對(duì)pulse1，相位延遲phase delay設(shè)置為t=t/360°=0.005s，對(duì)pulse2，相位延遲設(shè)置為0.01+0.005=0.015s， 當(dāng)對(duì)=120°仿真時(shí)，對(duì)pulse1，相位延遲phase delay設(shè)置為t=t/360°=0.00667s，

49、對(duì)pulse2，相位延遲設(shè)置為0.01+0.00667=0.01667s， 當(dāng)對(duì)=150°仿真時(shí)，對(duì)pulse1，相位延遲phase delay設(shè)置為t=t/360°=0.00833s，對(duì)pulse2，相位延遲設(shè)置為0.01+0.00667=0.01833s。圖4.11 脈沖信號(hào)發(fā)生器的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框6. 電壓測(cè)量的參數(shù)設(shè)置 按提取路徑：simulinksimpowesystemmeasurementsvoltage measurement將電壓測(cè)量模型拖動(dòng)至工作區(qū)，圖標(biāo)如圖所示：圖4.12 電壓測(cè)量圖標(biāo) 雙擊圖標(biāo)出現(xiàn)參數(shù)對(duì)話框，電壓測(cè)量模型用于測(cè)量電路兩節(jié)點(diǎn)之間的電

50、壓，其模型圖標(biāo)如圖所示，模型圖標(biāo)有兩個(gè)標(biāo)有極性的輸入端，既可用來(lái)測(cè)量直流電壓，也可測(cè)交流電壓。模型圖標(biāo)一個(gè)輸出端v，既可用來(lái)連接示波器，也可用來(lái)連接實(shí)時(shí)數(shù)字顯示表。當(dāng)測(cè)量交流時(shí)，如果沒(méi)按規(guī)定正方向連接，波形會(huì)反向，數(shù)字儀表會(huì)帶負(fù)號(hào)，參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，“output signal”用于設(shè)置輸出信號(hào)形式，可選擇complex（復(fù)數(shù)），real-imag（實(shí)部-虛部），magnitude-angle（幅值-相角），magnitude（幅值）等項(xiàng)，前三種是復(fù)數(shù)量，幅值則是一個(gè)標(biāo)量信號(hào)。當(dāng)電壓測(cè)量用于測(cè)量相量的仿真結(jié)果時(shí)，則需進(jìn)行必須的設(shè)置，即在仿真的模型結(jié)構(gòu)圖中，添設(shè)powergui模型并選擇“pha

51、sor simulation”相量仿真。 參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“output signal”設(shè)置為complex圖4.13 電壓測(cè)量的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框7. 電流測(cè)量的參數(shù)設(shè)置按提取路徑：simulinksimpowesystemmeasurementscurrent measurement將電流測(cè)量模型拖動(dòng)至工作區(qū)，圖標(biāo)如圖所示： 圖4.14 電流測(cè)量圖標(biāo) 雙擊圖標(biāo)出現(xiàn)參數(shù)對(duì)話框，電流測(cè)量模型相當(dāng)于一個(gè)分流器，用于測(cè)量流經(jīng)電路，系統(tǒng)或連接線中的電流，參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，“output signal”用于設(shè)置輸出信號(hào)形式，可選擇complex（復(fù)數(shù)）、real-imag（實(shí)部-虛部）、m

52、agnitude-angle（幅值-相角）、magnitude（幅值）等項(xiàng)，前三種是復(fù)數(shù)量，幅值則是一個(gè)標(biāo)量信號(hào)。 參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“output signal”設(shè)置為complex圖4.15 電流測(cè)量的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框8. 選路開(kāi)關(guān)的參數(shù)設(shè)置按提取路徑：simulinksimulinksignal routingselector將選錄開(kāi)關(guān)模型拖動(dòng)至工作區(qū)，模型圖標(biāo)如圖所示：圖4.16 選路開(kāi)關(guān)圖標(biāo) 雙擊圖標(biāo)顯示對(duì)話框，選擇開(kāi)關(guān)是matlab仿真庫(kù)中的一個(gè)重要模塊，圖標(biāo)如圖所示，左側(cè)小黑方塊與小白方塊之和是其輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)或路數(shù)（即是參數(shù)“elements”中設(shè)置數(shù)組的維數(shù)），右

53、側(cè)小黑方塊與左側(cè)小黑方塊有連線者表示信號(hào)連通，即左側(cè)輸入送向右側(cè)輸出，左側(cè)沒(méi)有連線者一定是小白方塊。在參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，“input type”輸入信號(hào)類型，可選擇vector（向量）與matrix（矩陣），一般都是向量輸入，“ index mode”基數(shù)標(biāo)志模式，可選擇zero-based（零基）與one-based（一基）來(lái)進(jìn)行數(shù)數(shù)，零基，即第一個(gè)數(shù)從0開(kāi)始計(jì)數(shù)。一基，即第一個(gè)數(shù)從1開(kāi)始計(jì)數(shù)。“source of element indices”輸入向量元素源，可選擇internal（內(nèi)部）與external（外部）“elements”輸入向量全部元素中元素順序號(hào)，并用數(shù)組的形式設(shè)置，數(shù)組

54、的維數(shù)是右側(cè)小黑方塊數(shù)即輸出信號(hào)的個(gè)數(shù)。數(shù)組的元素順序號(hào)，可按“零基”或按“一基”計(jì)數(shù)，只有元素源選擇internal才有效。 參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“ input type”設(shè)置為vector“ index mode”設(shè)置為one-based“ source of element indices”設(shè)置為internal“ elements”設(shè)置為2“ input port width”設(shè)置為2圖4.17 選路器的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框9. 示波器的參數(shù)設(shè)置按提取路徑：simulinksimulinksinksscope將示波器模型拖動(dòng)至工作區(qū)，模型圖標(biāo)如圖所示：圖4.18 示波器圖標(biāo) 雙擊

55、圖標(biāo)顯示對(duì)話框，在示波器的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中，有兩張標(biāo)簽頁(yè)，“general”（一般參數(shù)設(shè)置）和“data history”（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)參數(shù)設(shè)置）?！癵eneral”主要是針對(duì)示波器窗口坐標(biāo)系與曲線顯示方面的?！癮xes”欄下的“number of axes”為示波器窗口內(nèi)的坐標(biāo)系個(gè)數(shù)，默認(rèn)設(shè)置為1；當(dāng)設(shè)置為2時(shí)，相應(yīng)模型結(jié)構(gòu)圖中的示波器圖標(biāo)的輸入端就變成兩個(gè)輸入端口。“time range”欄位信號(hào)顯示從0開(kāi)始的時(shí)間區(qū)間，默認(rèn)設(shè)置為10，若設(shè)置為n，則信號(hào)顯示的時(shí)間區(qū)間為0，n；“ tick labels”下拉三個(gè)選項(xiàng)：“ all”為坐標(biāo)系標(biāo)注標(biāo)識(shí)“ time offset 0” ，“none”

56、為坐標(biāo)系不標(biāo)注標(biāo)識(shí)“time offset 0” ，“bottom axis only”為坐標(biāo)系底部標(biāo)注標(biāo)識(shí)“time offset 0”，實(shí)際上與“all”選項(xiàng)相同。“floating scope”欄被勾選時(shí)，則示波器為游離狀態(tài)，模型結(jié)構(gòu)圖中示波器圖標(biāo)的輸入端將與系統(tǒng)模型的連線會(huì)斷開(kāi)。“sampling”下拉菜單有兩個(gè)選項(xiàng)：其一，“decimation”設(shè)置數(shù)據(jù)的顯示頻度，1為默認(rèn)設(shè)置，表示每點(diǎn)都顯示，設(shè)置為n時(shí)，則為隔（n-1）點(diǎn)顯示一次；其二，“sample time”設(shè)置顯示點(diǎn)的采樣時(shí)間間隔，默認(rèn)設(shè)置為0，意為顯示連續(xù)信號(hào)，設(shè)置為-1，表示顯示方式由輸入信號(hào)決定。 “data hist

57、ory” 主要是針對(duì)示波器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳送方面的?！?limit data points to last”欄設(shè)置緩沖區(qū)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，默認(rèn)設(shè)置為5000。若輸入的數(shù)據(jù)過(guò)多時(shí)，則會(huì)自動(dòng)清除空間。默認(rèn)設(shè)置為不被勾選，意為不送數(shù)據(jù)到matlab工作空間。“variable name”是儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的變量名，可以設(shè)置，也可以用默認(rèn)設(shè)置名“scopedata”?！癴ormat”為三種保存數(shù)據(jù)的格式選擇：structure with time（帶時(shí)間的構(gòu)架）、structure（構(gòu)架）、array（數(shù)組）。 參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中設(shè)置如下：“general”標(biāo)簽頁(yè)：“number of axes”設(shè)置為6“time

58、range”設(shè)置為auto“tick labels”設(shè)置為bottom axis only“sampling”設(shè)置為decimation 1“data history”標(biāo)簽頁(yè)：“l(fā)imt data poirts to last”設(shè)置為5000圖4.19 示波器的模塊的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框4.2 模型仿真及仿真結(jié)果 在調(diào)試過(guò)程中，純電阻負(fù)載的波形最易于控制和分析，對(duì)于電感性負(fù)載，由于電感的儲(chǔ)能作用，其輸出電流不能突變，因此在仿真模中電感性負(fù)載的大小對(duì)仿真電流波形的好壞起試著調(diào)節(jié)參數(shù)的大小。 在阻感性負(fù)載單相橋式逆變電路的仿真過(guò)程中，如果電感參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，電流波形則不理想。當(dāng)電感是1mh時(shí)，由于 電感的儲(chǔ)能作用不夠，不能達(dá)到最佳波形輸出；若電感是50mh，由于電感的