电力电子技术实验报告
电力电子技术
实验报告
11—级自动化专业三班
学号 1162510337
姓名张龙飞
实验1三相桥式可控整流电路工作原理仿真
、实验目的
加深对三相桥式可控整流电路工作原理的理解，学会使用仿真软件MATLAB
中的SIMULINK模块，搭建三相桥式可控整流电路模型，以及如何构建三相桥式驱动电路一一6脉冲驱动发生器，并利用仿真模型，分析三相桥式整流电路在不同触发延迟角一：八不同性质负载下的电流、输出电压波形，学会用Fourier分析模块分析相电流的谐波情况。
、实验系统组成及工作原理
三相桥式全控整流原理电路
三、实验所需软、硬件设备及仪器
（1）计算机（装有windows XP以上操作系统）；
（2）MATLAB 6.1版本以上软件；
四、实验内容
三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V,整流变压器输出电压为100V
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（相电压），观察整流器在不同负载，不同触发延迟角时，整流电路输出电压、 电流波形，测量整流输出电压平均值，并观察整流器交流侧电流波形和分析其 主要次谐波。
（1） 电阻负载（R L ，：• =30 °
（2） 感性负载（R L =5门，L =0.01H ，? =60°
（3） 容性负载（R L =20，C=500口 F ，« =0 °
五、实验结果
三相桥式可控整流电路实验图:
电阻负载:
Scopel: CLCC- Y
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容性负载：
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Scope7:
六、课后思考与总结
(1)撰写仿真实验报告；
(2)思考不同负载下的三相整流桥的工作原理区别及外特性的特点。
答：工作原理区别：
当:-60时，山波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压U d波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。
区别在于由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流i d波形不同，电阻负载时i d波形与U d波形形状一样。
而阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。
当:60时，阻感
负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时U d波形不会出现负的部
分，而阻感负载时，由于电感L的作用，U d波形会出现负的部分。
若电感L 值足够大，U d 中正负面积基本相等，U d平均值近似为零。
外特性：
带阻感负载时或带电阻负载G兰60’时：
平均值：-
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U d3>6U 2sin td( t) =2.34U2COS：
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带电阻负载且：；＞60时，
平均值：U d =2.34U2[1 cos( )]
输出电流平均值：I d二U d/R
带电阻负载时三相桥式全控整流电路:角的移相范围是120度。
带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的:角移相范围是90度。
最大电压U FM=疗2戌
最大反向电压U RM = 2.45U2
实验2直-直变流器工作原理仿真
一、实验目的
理解降压(BUCK )变流器的连续工作模式和断续工作模式的工作原理。
学会使用仿真软件MATLAB中的SIMULINK 模块，构建BUCK变换器仿真模型, 并分析和观察负载连续和断续以及不同占空比下，变换器各部分电压和电流波形，并通过Fourier分析直流输出电压的直流分量和谐波。
二、实验系统组成及工作原理
开关器件VT L
/ __________ ________ __________________
=hE Z〈VD n 负载
直流降压变流器使负载侧电压低于电源电压，其原理图如上图所示。
在开关器件VT导通时有电流经电感L向负载供电；当VT关断时，电感L释放储能，维持负载电流，电流经过负载和二
算法采用ode15s 启动仿真。
极管VD 形成回路。
调节开关器件VT 的通断周 期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。
负 载侧输出电压的平均值为
U R 卡 E = DE
三、 实验所需软、硬件设备及仪器
（1） 计算机（装有 windows XP 以上操作系统）；
（2） MATLAB 6.1版本以上软件；
四、 实验内容
设直流降压变流器电源电压 E = 200V ，输出电压U 。
二100V ，电阻负载为 5"。
观察IGBT 和二极管的电流波形，并设计电感和输出滤波电容值。
五、步骤及方法
仿真步骤如下：
（1） 在模型中设置参数，设置电源E 电压为200V ，电阻的阻值为5门，脉 冲发生器脉冲周期T = 0.2ms ，脉冲宽度为50%，IGBT 和二极管的参数可以保 持默认值。
（2） 设置仿真时间为0.002s （3） 仿真结果。
六、实验结果
Buck 变换器实验图:
Scopel: Scope2: Scope3: Scope4:
Scope5:
Scope6:
七、课后思考与总结
U o = DU in在断续模式下还K :: D,Vo 2
d
L 4K
1 "2
V D2
；（-RT）
当L=RTD
2时，buck变换器处于连续断续分界点。
在断续模式下，输出电压与输入电压关系：
V0V S
V。
1 t
訂〒。
Zdt
综合可得：
on tx .
t
i
L2 -2(t)dt
（1）撰写仿真实验报告；
（2）思考buck变换器连续和断续工作模式下与电感取值的关系;
（3）思考下buck变换器的输出和输入电压关系成立
吗？
答:（2）
（3）与连续工作模式相同，在一个周期内电感两个端电压平均值为0，t x 为电感电流降为0的时刻，
t on
t
x
(V g -V°)dt J-V°)dt = 0
解出:
V0 二》。
n
一个周期内电感电流平均值等于负载电流平均值，可得:
t + t 2+8LT n on R
t x =
2
t x二T为断续工作的临界条件，有
V g
K - D,二D ；（k 哙）。