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《電力電子直流斬波電路建模仿真》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：（一）降壓式直流斬波電路工作原理?該電路使用全控型器件V,若為晶閘管，須設(shè)置使晶閘管關(guān)斷的輔助電路,為在V關(guān)斷時(shí)給負(fù)載中的電感電流提供通道,設(shè)置了續(xù)流二極管VD,?斬波電路的典型用途之一是拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，也可帶蓄電池負(fù)載,兩種情況下負(fù)載中均會(huì)出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì),如圖中EM所示,若負(fù)載中無(wú)反電動(dòng)勢(shì)時(shí),只需另其為0,以下的分析及表達(dá)式均可適用。?（1）t=0時(shí)刻驅(qū)動(dòng)V導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓U0=E，負(fù)載電流i0按指數(shù)曲線上升。（2）t=t1時(shí)控制V關(guān)斷，二極管VD續(xù)流,負(fù)載電壓U0近似
2、為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。通常串接較大電感L使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小。圖2-1降壓斬波電路原理圖圖2-2?電流連續(xù)時(shí)工作波形???圖2-3電流斷續(xù)時(shí)的工作波形12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：電流連續(xù)時(shí)負(fù)載側(cè)輸出電壓平均值和電流平均值分別為：（式2）（式1）上式中ton為開(kāi)通時(shí)間，toff為關(guān)斷時(shí)間，T為開(kāi)關(guān)周期，α為導(dǎo)通占空比。U0最大為E，減小占空比，U0將減小，因此稱(chēng)為降壓斬波電路。（二）升壓式直流斬波電路工作原理圖2-4升壓式直流斬波電路原理圖該電路也是使用一個(gè)全控型器件，以下來(lái)分析電路的工作原理：首先假
3、設(shè)電路中的電感L值很大，電容C值也很大，V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，電流I1恒定，電容C向負(fù)載R供電，輸出電壓U0恒定。V處于斷態(tài)時(shí)，電源E和電感L同時(shí)向電容C充電，并向負(fù)載提供能量。?其工作的原理波形圖如下所示設(shè)V通態(tài)的時(shí)間為ton，此階段L上積蓄的能量為tonEi1?設(shè)V斷態(tài)的時(shí)間為toff，則此期間電感L釋放能量為（u0-E)i1toff，穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等，即：（式3）化簡(jiǎn)得：（式4）（式5）其中所以輸出電壓為：12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：（式6）升壓斬波電路之所以能使
4、輸出電壓高于電源電壓，關(guān)鍵有兩個(gè)原因：一是L儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用，二是電容C可將輸出電壓保持住。在以上分析中，認(rèn)為V處于通態(tài)期間因電容C的作用使得輸出電壓U不變，但實(shí)際上C值不可能為無(wú)窮大，在此階段其向負(fù)載放電，輸出電壓必然會(huì)有所下降，故實(shí)際輸出電壓會(huì)略低，不過(guò)在電容C足夠大時(shí)，誤差很小，基本可以忽略。三、實(shí)驗(yàn)步驟（一）在matlab環(huán)境下選擇主電路元器件（二）根據(jù)直流斬波電路在matlab環(huán)境下連接電路圖如下圖所示：圖3-1降壓斬波電路搭建電路圖12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：圖3-2升壓斬波電路搭建電
5、路圖（三）參數(shù)設(shè)置3.1降壓斬波電路參數(shù)設(shè)置（1）電源參數(shù)及Em設(shè)置:電源幅值為200V,Em為80V（2）IGBT參數(shù)設(shè)置如下：ResistanceRon(Ohms):0.1InductanceLon(H):0ForwardvoltageVf(V):1Current10%falltimeTf(s):1e-6CurrenttailtimeTt(s):2e-6InitialcurrentIc(A):0SnubberresistanceRs(Ohms):1e5SnubbercapacitanceCs(F):inf（3）
6、二極管參數(shù)設(shè)置如下：ResistanceRon(Ohms):0.001InductanceLon(H):0ForwardvoltageVf(V):0.8InitialcurrentIc(A):0SnubberresistanceRs(Ohms)：500SnubbercapacitanceCs(F)：250e-9（4）R和L的值分別設(shè)置為10Ohms、0.002h（5）脈沖的設(shè)置：如下圖所示（截圖）12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：圖3-3脈沖參數(shù)3.2升壓斬波電路仿真參數(shù)設(shè)置IGBT和二極管參數(shù)保持和降壓斬波電路相
7、同，脈沖發(fā)生器脈沖周期為0.2ms，脈沖寬度為50%，直流電源E設(shè)為100V，初選L的值為1mH，C的值為100μF。取仿真時(shí)間0.005s.（四）波形調(diào)試當(dāng)每個(gè)元器件的參數(shù)均設(shè)置完成之后，繼而啟動(dòng)仿真進(jìn)行波形調(diào)試，并與理想波形進(jìn)行比較，如果不符則繼續(xù)修改參數(shù)，直到最后得出最接近于理想波形的仿真波形。四、仿真結(jié)果（一）降壓斬波電路—仿真波形12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：圖4-1占空比α=20%（截圖）圖4-2占空比α=30%（截圖）12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：圖4-3占空比α=45%（截圖）圖4-4占空比
8、α=60%（截圖）12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：圖4-5占空比α=90%（截圖）圖4-6占空比α=99%（截圖）12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：(二)升壓斬波電路——仿真波形圖4-7占空比α=20%（截圖）圖4-8占空比α=30%（截圖）12級(jí)：班級(jí)：電力工程與管理姓名：圖4-9占空比α=50%（截圖）圖4-10占空比α=60%（截圖）12級(jí)：班級(jí)：電
