華東交通大學(xué)電氣學(xué)院交交變壓變頻器

1、華東交通大學(xué)電氣學(xué)院交交變壓變頻器TOC o 1-5 h z摘要2第1章引言41.1引言41.2整流與逆變的工作狀態(tài)51.3系統(tǒng)仿真技術(shù)概述51.4運(yùn)算機(jī)仿真軟件的概況61.5MATLAB及SIMULINK概述71.6小結(jié)9第2章交交變壓變頻器差不多原理92.1差不多原理92.2交-交變壓變頻器電路拓樸圖9 HYPERLINK l bookmark4 2.3交-交變壓變頻器的操縱方式10第3章仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)13 HYPERLINK l bookmark6 3.1系統(tǒng)對(duì)象13 HYPERLINK l bookmark8 3.2系統(tǒng)封裝模塊13第4章仿真電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.1電路的總體

2、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.2電路的具體設(shè)計(jì)15 HYPERLINK l bookmark10 4.2.1電源154.2.2觸發(fā)脈沖164.2.3IGBT橋式電路17 HYPERLINK l bookmark14 第5章電路仿真運(yùn)行19 HYPERLINK l bookmark26 第6章結(jié)論31參考文獻(xiàn)：31三相交交變壓變頻器的仿真摘要：Matlab語(yǔ)言具備高效可視化及推理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，是目前工程界流行最廣的科學(xué)運(yùn)算語(yǔ)言，而就電力電子而言專(zhuān)門(mén)多課程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)都Matlab密不可分。本文以三相交交變壓變頻器的仿真實(shí)例表達(dá)了利用Matlab/Simulin對(duì)逆變電路進(jìn)行建仿照確實(shí)方法并，給出了仿真

3、結(jié)果波形在。忽略了一部分對(duì)誤差阻礙較小而使算法復(fù)雜度大大增加的因?qū)λ?，其?nèi)部電流、電壓、電感及相位的相互關(guān)系進(jìn)行了一系列定量分析，并通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果分析就能夠?qū)⑾到y(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)或?qū)⒂嘘P(guān)參數(shù)進(jìn)行修改使系統(tǒng)達(dá)到要求的結(jié)果和性如能此，就能夠極大地加快系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)過(guò)程。20世紀(jì)80年代交交變頻電路就差不多顯現(xiàn)當(dāng)時(shí)米納的是水銀整流器，曾經(jīng)有裝置用在電力機(jī)車(chē)內(nèi)由，于原件性能的限制，沒(méi)能得到推廣。到20世紀(jì)70年代，隨著晶閘管的問(wèn)世交交變頻電路曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于電機(jī)的變頻調(diào)。速世紀(jì)80年代20隨著全控器件的廣泛應(yīng)用交，交變頻電路逐步被交直交變頻電路取代。近年來(lái)隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及社會(huì)進(jìn)展的需要推動(dòng)了交交變頻技術(shù)

4、的飛速進(jìn)展現(xiàn)，代電力電子器件的進(jìn)展和應(yīng)用現(xiàn)、代操縱理論和操縱器件的進(jìn)展和應(yīng)微用機(jī)、操縱技術(shù)及大規(guī)模集成電路的進(jìn)展和應(yīng)用為交流變頻技術(shù)的進(jìn)展和應(yīng)用制造了新的物質(zhì)和技術(shù)條件，交交變頻電路又逐步成為研究的熱點(diǎn)本文第一以三相輸入單相輸出的交交變頻電路為例介紹了交交變頻電路的工作原理接，著以余弦交點(diǎn)法為例詳細(xì)分析了交交變頻電路的觸發(fā)操縱方法，最后Matlab仿真軟件對(duì)交交變頻電路進(jìn)行了建模和仿真研究。關(guān)鍵詞：仿真；波形；電力電子；交交變壓變頻第一章引言1.1引言隨著大功率全控型電力電子器件GTO、IGBT、MOSFET、IGCT的開(kāi)發(fā)成功和應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，電能變換技術(shù)顯現(xiàn)了突破性進(jìn)展。由于像逆變電源

5、之類(lèi)大功率電力電子裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，直截了當(dāng)對(duì)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，耗資耗力，故借助運(yùn)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)裝置的運(yùn)行機(jī)理與特性、操縱方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，以推測(cè)并解決潛在的問(wèn)題，同時(shí)縮短研制時(shí)刻和減少研制費(fèi)用。MATLAB軟件具有模擬、數(shù)字混合仿真功能，具備大量的模擬功能模型和系統(tǒng)分析能力，關(guān)于一個(gè)三相交交變壓變頻器建立仿真模型，能夠?qū)ζ漭敵鎏匦赃M(jìn)行仿真分析。電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和交流技術(shù)整流，逆變，斬波，變頻，變相等兩個(gè)分支。現(xiàn)已成為現(xiàn)代電氣工程與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)不可缺少的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)該專(zhuān)業(yè)人才中占有重要地位。電力電子智能化的進(jìn)展，在一定程度上將信息處理與功率處理合一，使微電子技術(shù)與電力電

6、子技術(shù)一體化，其進(jìn)展有可能引起電子技術(shù)的重大改革。有人甚至提出，電子學(xué)的下一項(xiàng)革命將發(fā)生在以工業(yè)設(shè)備和電網(wǎng)為對(duì)象的電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，電力電子技術(shù)將把人們帶到第二次電子革命的邊緣。1.2整流與逆變工作狀態(tài)交交變頻電路的負(fù)載能夠是阻感負(fù)載、阻負(fù)載、容負(fù)載或交流電動(dòng)機(jī)負(fù)載。電阻那個(gè)地點(diǎn)以阻感負(fù)載為例來(lái)說(shuō)明電路的整流工作狀態(tài)與逆變狀態(tài)，這種分析也適用于交流電動(dòng)機(jī)負(fù)載。1.3系統(tǒng)仿真技術(shù)概述系統(tǒng)是由客觀世界中實(shí)體與實(shí)體間的相互作用和相互依靠關(guān)系構(gòu)成的具有某種特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)的分類(lèi)方法是多種多樣的，適應(yīng)上依照其應(yīng)用范疇能夠?qū)⑾到y(tǒng)分為工程系統(tǒng)和非工程系統(tǒng)。工程系統(tǒng)的含義是指由相互關(guān)聯(lián)部件組成的一個(gè)整

7、體，以實(shí)現(xiàn)特定的目的。非工程系統(tǒng)的定義范疇專(zhuān)門(mén)廣，大至宇宙，小至原子，只要存在著相互關(guān)聯(lián)、相互制約的關(guān)系，形成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)某種目的的均能夠認(rèn)為是系統(tǒng)。假如想定量地研究系統(tǒng)地行為，能夠?qū)⑵浔旧淼奶匦约皟?nèi)部的相互關(guān)系抽象出來(lái)，構(gòu)造出系統(tǒng)的模型。系統(tǒng)的模型分為物理模型和數(shù)學(xué)模型。由于運(yùn)算機(jī)技術(shù)的迅速進(jìn)展和廣泛應(yīng)用，數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用越來(lái)越普遍。系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式，用來(lái)表示系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各個(gè)量的關(guān)系，是分析、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的依據(jù)。從它所描述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和數(shù)學(xué)工具來(lái)分，又能夠分為連續(xù)系統(tǒng)、離散時(shí)刻系統(tǒng)、離散事件系統(tǒng)、混雜系統(tǒng)等。還可細(xì)分為線(xiàn)性、非線(xiàn)性、定常、時(shí)變、集中參數(shù)、分布參數(shù)

8、、確定性、隨機(jī)等子類(lèi)。系統(tǒng)仿真是依照被研究的真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型研究系統(tǒng)性能的一門(mén)學(xué)科，現(xiàn)在尤指利用運(yùn)算機(jī)去研究數(shù)學(xué)模型行為的方法。運(yùn)算機(jī)仿確實(shí)差不多內(nèi)容包括系統(tǒng)、模型、算法、運(yùn)算機(jī)程序設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果顯示、分析與驗(yàn)證等環(huán)節(jié)。1.4運(yùn)算機(jī)仿真軟件的概況早期的運(yùn)算機(jī)仿真技術(shù)大致經(jīng)歷了幾個(gè)時(shí)期：20世紀(jì)40年代模擬運(yùn)算機(jī)仿真；50年代初數(shù)字仿真；60年代早期仿真語(yǔ)言的顯現(xiàn)等。80年代顯現(xiàn)的面向?qū)ο蠓抡婕夹g(shù)為系統(tǒng)仿真方法注入了活力。我國(guó)早在50年代就開(kāi)始研究仿真技術(shù)了，當(dāng)時(shí)要緊用于國(guó)防領(lǐng)域，以模擬運(yùn)算機(jī)的仿真為主。70年代初開(kāi)始應(yīng)用數(shù)字運(yùn)算機(jī)進(jìn)行仿真4。隨著數(shù)字運(yùn)算機(jī)的普及，近20年以來(lái)，國(guó)際、國(guó)內(nèi)顯現(xiàn)

9、了許多專(zhuān)門(mén)用于運(yùn)算機(jī)數(shù)字仿確實(shí)仿真語(yǔ)言與工具，如CSMP，ACSL，SIMNOM，MATLAB/Simulink,Matrix/SystemBuild,CSMP-C等。1.5Matlab及Simulink概述MATLAB是國(guó)際上仿真領(lǐng)域最權(quán)威、最有用的運(yùn)算機(jī)工具。它是MathWork公司于1982年推出的一套高性能的數(shù)值運(yùn)算和可視化數(shù)學(xué)軟件，被譽(yù)為巨人肩上的工具。MATLAB系統(tǒng)可分為五個(gè)部分:1MATLAB語(yǔ)言。這是一種高級(jí)矩陣語(yǔ)言，其有著操縱流程狀態(tài)，功能，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，輸入輸出及面向?qū)ο缶幊痰奶匦?。它既有小型編程的功能，快速建立小型可棄程序，又有大型編程的功能，開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的大型復(fù)雜應(yīng)用程序

10、。2MATLAB的工作環(huán)境。這是一套工具和設(shè)備方便用戶(hù)和編程者使用MATLAB。它包含有在你的工作空間進(jìn)行治理變量及輸入和采集數(shù)據(jù)的設(shè)備。同時(shí)也有開(kāi)發(fā)，治理，調(diào)試，(profilingM-files，MATLABsapplications。)的系列工具。3圖形操作。這是MATLAB的圖形系統(tǒng)。它包含有系列高級(jí)命令，其內(nèi)容包括二維及三維數(shù)據(jù)可視化，圖形處理，動(dòng)畫(huà)制作，表現(xiàn)圖形。同時(shí)它也提供低級(jí)命令便于用戶(hù)完全定制圖形界面并在你的MATLAB軟件中建立完整的用戶(hù)圖形界面。4MATLAB數(shù)據(jù)功能庫(kù)。它擁有龐大的數(shù)學(xué)運(yùn)算法那么的集合，包含有差不多的加，正弦，余弦功能到復(fù)雜的求逆矩陣及求矩陣的特點(diǎn)值，B

11、essel功能和快速傅立葉變換。5MATLAB應(yīng)用程序編程界面。這是一個(gè)承諾你在MATLAB界面下編寫(xiě)C和Fortran程序的庫(kù)。它方便從MATLAB中調(diào)用例程(即動(dòng)態(tài)鏈接)，使MATLAB成為一個(gè)運(yùn)算器，用于讀寫(xiě)MAT-files。Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書(shū)寫(xiě)程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于操縱理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第

12、三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線(xiàn)性系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)、數(shù)字操縱及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink能夠用連續(xù)采樣時(shí)刻、離散采樣時(shí)刻或兩種混合的采樣時(shí)刻進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也確實(shí)是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶(hù)接口(GUI)，那個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直截了當(dāng)明了的方式，而且用戶(hù)能夠趕忙看到系統(tǒng)

13、的仿真結(jié)果。1.6小結(jié)利用MATLAB來(lái)仿真逆變電路的運(yùn)行情形，減少了用實(shí)際硬件實(shí)驗(yàn)的繁瑣，幸免了用硬件實(shí)驗(yàn)的各種誤差。Matlab軟件仿真電路能夠關(guān)心研究者更好更方便的了解逆變電路的特性，以便進(jìn)一步改善其效率。第二章交交變壓變頻器差不多原理2.1、差不多原理交交變頻電路是把電網(wǎng)頻率的交流電直截了當(dāng)變換成可調(diào)頻率的交流電的變流電路。因?yàn)闆](méi)有中間直流節(jié)，因此屬于直截了當(dāng)變頻電路。交交變頻電路廣泛用于大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)，際使用的要緊是三實(shí)相輸出交交變頻電路。單相輸出交交變頻電路是三相輸出交交變頻電路的基礎(chǔ)。因此本節(jié)介紹的是單相輸出交交變頻電路的構(gòu)成、工作原理及操縱方法。2.2、交-交變壓

14、變頻器電路拓樸圖交-交變壓變頻器的差不多結(jié)構(gòu)如以下圖所示，它只有一個(gè)變換環(huán)節(jié)，把恒壓恒頻CVCF的交流電源直截了當(dāng)變換成VVVF輸出，因此又稱(chēng)直截了當(dāng)式變壓變頻器。有時(shí)為了突出其變頻功能，也稱(chēng)作周波變換器Cycloconveter。CVCT-YTA(?MHz”交一交變頻圖1交-交直截了當(dāng)變壓變頻器框圖常用的交-交變壓變頻器輸出的每一相差不多上一個(gè)由正、反兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線(xiàn)路。也確實(shí)是說(shuō)，每一相都相當(dāng)于一套直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的反并聯(lián)可逆線(xiàn)路，如圖2所示。圖2電路結(jié)構(gòu)圖2.3、交-交變壓變頻器的操縱方式1、整半周操縱方式正、反兩組按一定周期相互切換，在負(fù)載上就獲得交變的輸出電壓u0

15、，u0的幅值決定于各組可控整流裝置的操縱角a,u0的頻率決定于正、反兩組整流裝置的切換頻率。假如操縱角一直不變，那么輸出平均電壓是方波，如以下圖3所示。5正組通正組通反組通反組通圖3方波型平均輸出電壓波形2、a調(diào)制操縱方式*要獲得正弦波輸出，就必須在每一組整流裝置導(dǎo)通期間不斷改變其操縱角。例如：在正向組導(dǎo)通的半個(gè)周期中，使操縱角a由兀/2對(duì)應(yīng)于平均電壓u0=0逐步減小到0對(duì)應(yīng)于u0最大，然后再逐步增加到兀/2u0再變?yōu)?，如以下圖4所示。圖4交-交變壓變頻器的單相正弦波輸出電壓波形當(dāng)a角按正弦規(guī)律變化時(shí)，半周中的平均輸出電壓即為圖中虛線(xiàn)所示的正弦波。對(duì)反向組負(fù)半周的操縱也是如此。三相交交變頻電

16、路能夠由3個(gè)單相交交變頻電路組成，其差不多結(jié)構(gòu)如以下圖5所示。假如每組可控整流裝置都用橋式電路，含6個(gè)晶閘管當(dāng)每一橋臂差不多上單管時(shí)，那么三相可逆線(xiàn)路共需36個(gè)晶閘管，即使采納零式電路也須18個(gè)晶閘管。圖5三相橋式交交變頻電路圖因此，如此的交-交變壓變頻器盡管在結(jié)構(gòu)上只有一個(gè)變換環(huán)節(jié)，省去了中間直流環(huán)節(jié)，看似簡(jiǎn)單，但所用的器件數(shù)量卻專(zhuān)門(mén)多，總體設(shè)備相當(dāng)龐大。只是這些設(shè)備差不多上直流調(diào)速系統(tǒng)中常用的可逆整流裝置，在技術(shù)上和制造工藝上都專(zhuān)門(mén)成熟，目前國(guó)內(nèi)有些企業(yè)已有可靠的產(chǎn)品。這類(lèi)交-交變頻器的其他缺點(diǎn)是：輸入功率因數(shù)較低，諧波電流含量大，頻譜復(fù)雜，因此須配置諧波濾波和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。其最高輸出頻率

17、不超過(guò)電網(wǎng)頻率的1/31/2，一樣要緊用于軋機(jī)主傳動(dòng)、球磨機(jī)、水泥回轉(zhuǎn)窯等大容量、低轉(zhuǎn)速的調(diào)速系統(tǒng)，供電給低速電機(jī)直截了當(dāng)傳動(dòng)時(shí)，能夠省去龐大的齒輪減速箱。3.2.2脈沖。近年來(lái)又顯現(xiàn)了一種采納全控型開(kāi)關(guān)器件的矩陣式交-交變壓變頻器，類(lèi)似于PWM操縱方式，輸出電壓和輸入電流的低次諧波都較小，輸入功率因數(shù)可調(diào)，能量可雙向流淌，以獲得四象限運(yùn)行，但當(dāng)輸出電壓必須為正弦波時(shí)，最大輸出輸入電壓比只有0.866。目前這類(lèi)變壓變頻器尚處于開(kāi)發(fā)時(shí)期，其進(jìn)展前景是專(zhuān)門(mén)好的。第三章仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)象本次研究對(duì)象為調(diào)制波原理圖、相電壓、相電流、線(xiàn)電壓、不同器件所承擔(dān)的電壓波形以及頻譜圖，要求采納subplo

18、t作圖。其部分參數(shù)為：E=100-300V;h=0.0001s系統(tǒng)封裝模塊3.2.1電源直流電源，E=220V6個(gè)脈沖，頻率50Hz，VVVVVV的觸發(fā)脈沖相位依次相135462差120。，VV/VV/VV相位依次相差180。,各觸發(fā)脈沖占空比為50%,143652同時(shí)需把所有脈沖封裝起來(lái)，并設(shè)置觸發(fā)角。3.2.3IGBTIGBT是強(qiáng)電流、高壓應(yīng)用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然進(jìn)化。由于實(shí)現(xiàn)一個(gè)較高的擊穿電壓BVDSS需要一個(gè)源漏通道，而那個(gè)通道卻具有專(zhuān)門(mén)高的電阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)數(shù)值高的特點(diǎn)，IGBT排除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些要緊缺點(diǎn)。盡管最新一

19、代功率MOSFET器件大幅度改進(jìn)了RDS(on)特性，然而在高電平常,功率導(dǎo)通損耗仍舊要比IGBT技術(shù)高出專(zhuān)門(mén)多。較低的壓降，轉(zhuǎn)換成一個(gè)低VCE(sat)的能力，以及IGBT的結(jié)構(gòu)，同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雙極器件相比，可支持更高電流密度，并簡(jiǎn)化IGBT驅(qū)動(dòng)器的原理圖。設(shè)置IGBT頻率為50Hz，把六個(gè)IGBT連成橋式電路，同時(shí)封裝起來(lái)。第四章仿真電路的設(shè)計(jì)4.1電路的總體設(shè)計(jì)整個(gè)仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖4-1所示，其封裝的子模塊共有三個(gè)，分別為電源模塊，IGBT模塊，脈沖模塊。圖4-1系統(tǒng)總體框圖4.2電路的具體設(shè)計(jì)4.2.1電源在直流側(cè)接有兩個(gè)相互串聯(lián)的足夠大的電容，兩個(gè)電容的連接點(diǎn)便成為直流電源的中點(diǎn)。兩

20、個(gè)大電容起穩(wěn)壓作用，此處，用兩個(gè)直流電源代替。圖4-2電源模塊框圖4.2.2觸發(fā)脈沖以V1為基準(zhǔn)，其他的IGBT在此基礎(chǔ)上設(shè)置相位。V1：(a-360*3)/360*0.02V：(a+180-360*3)/360*0.022V3：(a+120-360*3)/360*0.02V：(a+420-360*3)/360*0.024V5：(a+240-360*3)/360*0.02V6：(a+300-360*3)/360*0.02幅值：1周期：0.02s占空比：50%按如上設(shè)置各全控器件的觸發(fā)脈沖，最后把所有脈沖封裝成一個(gè)模塊并設(shè)置觸發(fā)角a。圖4-3脈沖模塊框圖4.2.3IGBT橋式電路主電路該模塊是由

21、六個(gè)IGBT組成的橋式逆變電路模塊，晶閘管參數(shù)設(shè)置如下：橋式電路封裝模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：U、V、W各設(shè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，從Simpowersystem/elements中選中模ConnectionFort，便于封裝后從該點(diǎn)引出線(xiàn)測(cè)所需電壓。Terminatcr模塊為終止信號(hào)模塊(Terminator)，其功能是中斷一個(gè)未連接的信號(hào)輸出端口。第五章電路的仿真運(yùn)行5.10。電阻負(fù)載電路時(shí)仿真運(yùn)行參數(shù)設(shè)置為：a=0,R=1000Q現(xiàn)在的電路仿真波形如下：subplot(6,1,1)plot(a.time,a.signals(1,1).values);axis(0,0.06,0,1.5);title(Vl的觸發(fā)

22、脈沖);xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(6,1,2)plot(a.time,a.signals(1,2).values);axis(0,0.06,0,1.5);title(V3的觸發(fā)脈沖);xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(6,1,3)plot(a.time,a.signals(1,3).values);axis(0,0.06,0,1.5);title(V5的觸發(fā)脈沖);xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(6,1,4)plot(a.time,a.signals(1,4)

23、.values);axis(0,0.06,0,1.5);title(V2的觸發(fā)脈沖);xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(6,1,5)plot(a.time,a.signals(1,5).values);axis(0,0.06,0,1.5);title(V6的觸發(fā)脈沖);xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(6,1,6)plot(a.time,a.signals(1,6).values);axis(0,0.06,0,1.5);title(V4的觸發(fā)脈沖);xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridon各

24、觸發(fā)脈沖波形圖1.510.50V1的觸發(fā)脈沖0.010.020.040.050.0601.510.500.010.020.040.050.0600.03t/sV3的觸發(fā)脈沖1.510.500.010.020.040.050.0600.03t/sV5的觸發(fā)脈沖1.510.500.010.020.030.040.050.0600.03t/sV2的觸發(fā)脈沖t/sV6的觸發(fā)脈沖t/s圖5-1直流電源波形201圖5-2電阻性負(fù)載時(shí)，相電壓、線(xiàn)電壓以及電流波形、IGBT所承擔(dān)的電壓波形用subplot作圖，程序代碼如下：clcsubplot(5,1,1)plot(a1.time,a1.signals(1,

25、1).values);title(IGBTVI兩端的電壓波形u(VI);xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(5,1,2)plot(a1.time,a1.signals(1,2).values);title(IGBTVI兩端的電流波形i(VI);xlabel(t/s);ylabel(i/A);gridonsubplot(5,1,3)plot(a1.time,a1.signals(1,7).values);title(電壓u(UN)的波形)；clcxlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(5,1,4)plot(a1.time

26、,a1.signals(1,8).values);title(電壓u(VN)的波形)；xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(5,1,5)plot(a1.time,a1.signals(1,9).values);title(電壓u(WN)的波形)；xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridon圖5-3subplot(4,1,1)plot(a1.time,a1.signals(1,3).values);title(相電流iUN的波形)；xlabel(t/s);ylabel(i/A);gridonsubplot(4,1,2)plot(a1.time

27、,a1.signals(1,4).values);title(相電壓uUN的波形)；xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(4,1,3)plot(a1.time,a1.signals(1,5).values);title(線(xiàn)電壓u(UN)的波形)；xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridonsubplot(4,1,4)plot(a1.time,a1.signals(1,6).values);title(電壓uNN)的波形)；xlabel(t/s);ylabel(u/v);gridon圖5-6線(xiàn)電壓uUV的頻譜圖圖5-4負(fù)載相電壓uUN的頻譜分

28、析圖5-4波形的頻譜分析如下：Signaltoanalyze+DisplayselectedsignalDisplayFFTwindow11II】川II30002000Frequency(Hz)AvailablesignalsStructure:alInpi.jt:incut4Signalnumber:1FFTwindowStarttime(s):0.0Numberofcycles:1Fundamentalfrequency(Hz):50PPTc-Q+tinncDisplaystyle:Bar(r已Intis已tofundamental)Basevalue:Frequencyaxis:MaxF

29、requency(Hz):5000DisplayCloseAvailablesignalsStructure:FFTanalysisFFTsettingsDisplaystyle:Bar(r已I已ti”已tofundarn已血引)*圖5-5負(fù)載相電流i(UN)的頻譜圖-Signaltoanalyze+DisplayselectedsignalDisplayFFTwindowAvailablesignalsStructure:alInput:input5Signalnumber:FFTse廿ingsDisplaystyle:Time(s)FFTanalysisBari；relativ已tofun

30、darrierital；i”Basevalue:Tii_Frequencyaxis:HertzMaxFrequency(Hz):DisplayClose5000圖5-8BarCr已I日ti”已tofundarn已it日I)5000FFTsettingsDisplaystyle:Basevalue:1.0Frequencyaxis:H已rtzMaxFrequency(Hz):Fundamentalfrequency(Hz):50DisplayCloseFl圖5-7IGBTVI上電壓u(V1)的頻譜圖0。帶阻感負(fù)載時(shí)的仿真波形參數(shù)設(shè)置為：R=1000。，L=1e-3t/s電壓u(UN)的波形/vu

31、/vu/vu2000-2000.010.020.030.040.0500.06t/st/s相電流i（UN）的波形t/s電壓U(nn的波形100：0-1OO00.010.020.030.04t/s0.050.06FFTwindowStarttime(s):0.0Numberofcycles:1Fundamentalfrequency(Hz):Bari；relativetofundarrierital；iMaxFrequency(Hz):Signaltoanalyze*Displayselectedsignal.0Frequencyaxis:匚匚Toa+mne-Displaystyle:5000圖

32、5-10阻感相電流iUN的頻譜圖30阻感性負(fù)載時(shí)的仿真波形IGBTV1兩端的電壓波形u(V1)/vu/vu/vu/vu/vu/vuvH00400-20000200-2000.010.010.010.020.040.03t/sIGBTV1兩端的電流波形i(V1)0.020.020.050.060.03t/s電壓u(UN)的波形0.03t/s電壓u(VN)的波形0.040.050.060.040.050.062000-2000.010.020.040.050.060.010.020.040.052000-2000.03t/s電壓u(WN)的波形00.03t/s0.06t/s線(xiàn)電壓u(UN)的波形5

33、000-5000.010.020.030.040.050.061000-100t/s電壓u(NN)的波形0.010.020.030.040.050.06t/s圖5-115.490阻感性負(fù)載時(shí)的仿真波形圖5-14/vuIGBTV1兩端的電壓波形u(V1)0.010.020.030.040.05i/A/vu/vu00.06t/st/s2000-200電壓u(VN)的波形0.010.020.030.040.050.06/vu2000-200t/s電壓u(WN)的波形0.010.020.030.040.050.06t/si/A/vu/vu/vu0.50相電流i(UN)的波形00.010.020.030

34、.040.050.06-0.5t/st/s1000-100電壓u(NN)的波形00.010.020.030.040.050.06t/s5.5小結(jié)本次交交變頻器的設(shè)計(jì)和和之前學(xué)過(guò)的電力電子的內(nèi)容差不多。第一單就內(nèi)容上說(shuō)差不多上全是電力電子的知識(shí)，差不多不涉及到這學(xué)期所學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)操縱理論。但那個(gè)電路確在操縱電機(jī)中有專(zhuān)門(mén)大的運(yùn)用。在變頻調(diào)速中有廣泛的運(yùn)用。因此本次課程設(shè)計(jì)依舊有專(zhuān)門(mén)大的意義的。剛開(kāi)始拿到那個(gè)題目的時(shí)候我就翻閱了上學(xué)期電力電子的教材，上面就差不多有了單相交交變頻知識(shí)的介紹，因此對(duì)單相交交變頻的原理有了一定的認(rèn)識(shí)。只剩下在MATLAB中仿確實(shí)運(yùn)用了。因此依照往常課程設(shè)計(jì)的體會(huì)查閱網(wǎng)上資料，到西院圖書(shū)館借了周淵深的電力電子技術(shù)與M