电力电子电路分析与仿真
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实验报告
哈尔滨理工大学荣成学院
年 月 日
实验1降压变换器
一、实验目的：
设计一个降压变换器，输入电压为220V，输出电压为50V，纹波电压为输出电压的0.2%，负载电阻为20欧，工作频率分别为220kHz。 二、实验内容：
1、设计参数。
2、建立仿真模型。 3、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。
3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
实验2升压变换器
一、实验目的：
将一个输入电压在3~6V的不稳定电源升压到稳定的15V，纹波电压低于0.2%，负载电阻10欧，开关管选择MOSFET，开关频率为40kHz,要求电感电流连续。 二、实验内容： 1、设计参数。 2、建立仿真模型。 3、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 五、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。
3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
实验3升降压变换器
一、实验目的：
输入侧是一个20V的直流电压，设计一个DC-DC变换器，使输入电压为10~40V，要求纹波电压为输出电压的0.2%，电感电流连续，开关管选择MOSFET，工作频率分别为20kHz，负载为10欧。 二、实验内容： 1、设计参数。 2、建立仿真模型。 3、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
实验4 单端反激变换器
一、实验目的：
设计一个单端反激变换器。 二、实验内容： 1、设计参数。 2、建立仿真模型。 3、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
实验5单相方波逆变
一、实验目的：
完成单相全桥方波逆变电路的仿真，开关管选用IGBT，直流电压为300V，阻感负载，电阻1欧，电感2mH。 二、实验内容： 1、建立仿真模型。 2、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
实验6三相方波逆变
一、实验目的：
完成三相方波逆变电路的仿真，开关管选用IGBT，直流电压为530V，阻感负载，负载有功功率1kW,感性无功功率0.1kVar. 二、实验内容： 1、建立仿真模型。 2、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
三相方波逆变电路模型如上图。
选择六个“Pulse Generator”模块，幅值为1，周期为0.02s，占空比为50%。各模块依次滞后0.02/6s。
七、仿真结果分析
实验7双极性SPWM电路
一、实验目的：
完成双极性PWM方式下的单相全桥逆变电路的仿真。 二、实验内容： 1、建立仿真模型。 2、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
八、仿真结果分析
实验8单极性SPWM电路
一、实验目的：
完成单极性PWM方式下的单相全桥逆变电路的仿真。 二、实验内容： 1、建立仿真模型。 2、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
单极性PWM方式下的单相全桥逆变电路模型如上图。
七、仿真结果分析
实验9倍频SPWM电路
一、实验目的：
完成倍频SPWM方式下的单相全桥逆变电路的仿真。 二、实验内容： 1、建立仿真模型。 2、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
实验10三相PWM逆变电路
一、实验目的：
完成三相SPWM半桥逆变电路的仿真。
二、实验内容： 1、建立仿真模型。 2、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
八、仿真结果分析
实验11单相不可控整流电路
一、实验目的：
完成单相不可控整流电路仿真。 二、实验内容： 1、建立仿真模型。 2、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料：
MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
实验12三相不可控整流电路
一、实验目的：
完成三相不可控整流电路仿真。 二、实验内容： 1、建立仿真模型。 2、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件
四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
负载电阻为10 欧时，直流电压，直流电流和a相的电流波形分别如下图所示。
实验13 单相桥式全控整流电路
一、实验目的：
完成单相桥式全控整流电路的仿真。 二、实验内容：
1. 单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。 2. 单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。 3．单相桥式全控整流电路供电给电阻电感负载电流不接续。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件
四、实验原理图：
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
八、仿真结果分析
1．电阻性负载时的仿真波形。
直流电压和直流电流的波形；交流电压和交流电流的波形；晶闸管T1的电压波形分别如下图所示。
2．电阻电感负载时的仿真。
直流电压和直流电流的波形；交流电压和交流电流的波形分别如下图所示。
4．电阻电感负载电流不接续
直流电压和直流电流的波形；交流电压和交流电流的波形分别如下图所示。
实验14 三相桥式全控整流电路
一、实验目的：
完成三相桥式全控整流电路的仿真。 二、实验内容：
1. 三相桥式全控整流电路供电给电阻负载。 2. 三相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载
三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图：
三相桥式全控整流电路原理图
五、实验方法及步骤：
1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。 3．仿真模型如图所示。
六、参数设置
七、仿真结果分析
1.电阻性负载时的仿真波形。
触发角为30度时的直流电压,直流电流及晶闸管T1电压波形分别如下图所示。
触发角为90度时的直流电压,直流电流及晶闸管T1电压波形分别如下图所示。
2． 电阻电感负载时的仿真。
设阻感负载中R=1,L=1mH。不接续流二极管。
触发角为30度时的直流电压,直流电流分别如下图所示。
触发角为60度时的直流电压,直流电流分别如下图所示。
触发角为90度时的直流电压,直流电流分别如下图所示。