电力电子技术课程设计
实验指导书
目 录
实验 晶闸仿真实验 3
实验二 单相桥式全控整流电路仿真实验 9
实验三 三相桥式全控整流电路仿真实验 14
实验四 BuckBoost降压升压斩波电路仿真实验 19
实验五 电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验 23
实验 晶闸仿真实验
实验目
掌握晶闸仿真模型模块参数含义
理解晶闸特性
实验设备：MATLABSimulinkPSB
实验原理
晶闸测试电路图11示u2电源电压ud负载电压id负载电流uVT晶闸阳极阴极间电压
图11 晶闸测试电路
实验容
启动Matlab建立图12示晶闸测试电路结构模型图
图12 带电阻性负载晶闸仿真测试模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图131415示
图13 交流电压源模块参数
图14 晶闸模块参数
图15 脉发生器模块参数
固定时间间隔脉发生器振幅设置5V周期电源电压致002s（频率50Hz）脉宽度2（72º）初始相位（控制角）设置00025s（45º）
串联RLC分支模块Series RLC Branch联RLC分支模块Parallel RLC Branch参数设置方法表11示
表11 RLC分支模块参数设置
元件
串联RLC分支
联RLC分支
类
电阻数值
电感数值
电容数值
电阻数值
电感数值
电容数值
单电阻
R
0
inf
R
inf
0
单电感
0
L
inf
inf
L
0
单电容
0
0
C
inf
inf
C
系统模型中双击Series RLC Branch模块设置参数图16示
图16 负载模块参数
系统仿真参数设置图17示
图17 系统仿真参数
运行仿真模型系统控制角45º时电源电压触发信号流晶闸电流晶闸阳极阴极两端电压负载电流负载电压仿真波形图18示
图18 控制角45º时仿真波形（带电阻性负载）
改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位（控制角）参数控制角度仿真波形例初始相位设置0s控制角0º时仿真波形图19110示
图19 脉发生器模块参数
图110 控制角0º时仿真波形（带电阻性负载）
改变串联RLC分支模块参数改变负载类型例设置该模块参数R1ΩL001H电容inf阻感性负载图111示控制角设置45º时仿真波形图112示
图111 负载模块参数
图112 控制角45º时仿真波形（带阻感性负载）
理带阻感性负载情况改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位（控制角）参数控制角度仿真波形例初始相位设置00075s控制角135º时仿真波形图113示
图113 控制角135º时仿真波形（带阻感性负载）
实验二 单相桥式全控整流电路仿真实验
实验目
掌握单相桥式全控整流电路仿真模型建立模块参数仿真参数设置
理解单相桥式全控整流电路工作原理仿真波形
实验设备：MATLABSimulinkPSB
实验原理
单相桥式全控整流电路图21示u2电源电压ud负载电压id负载电流uVT晶闸阳极阴极间电压
图21 单相桥式全控整流电路
实验容
启动Matlab建立图22示单相桥式全控整流电路结构模型图
图22 单相桥式全控整流电路模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图23242526示
图23 交流电压源模块参数
图24 脉发生器1模块参数
脉幅值2V周期002s（50Hz）脉宽度72º初始相位（控制角）60º
图25 脉发生器2模块参数
脉发生器2幅值设置2V周期002s脉宽度72º初始相位设置240º脉发生器1脉发生器2初始相位相差180º两者控制角60º
图26 负载模块参数
系统仿真参数设置图27示
图27 系统仿真参数
运行仿真模型系统控制角60º时电源电压触发信号负载电流负载电压流晶闸VT3电流晶闸VT3阳极阴极间电压仿真波形图28示
图28 控制角60º时仿真波形（带电阻性负载）
改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位角工作情况仿真波形例晶闸控制角取120º脉发生器1初始相位设置120º（0023s）脉发生器2初始相位设置300º（0053s）时仿真波形图29示
图29 控制角120º时仿真波形（带电阻性负载）
改变串联RLC分支模块参数改变负载类型例设置负载模块参数R10ΩL004H电容inf阻感性负载晶闸控制角取90º时仿真波形图210示时脉发生器1初始相位设置90º（0005s）脉发生器2初始相位设置270º（0015s）
图210 控制角90º时仿真波形（带阻感性负载）
理带阻感性负载情况改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位角工作情况仿真波形例晶闸控制角取120º脉发生器1初始相位设置120º（0023s）脉发生器2初始相位设置300º（0053s）时仿真波形图211示
图211 控制角120º时仿真波形（带阻感性负载）
实验总结
1总结单相桥式全控整流电路控制规律
实验三 三相桥式全控整流电路仿真实验
实验目
掌握三相桥式全控整流电路仿真模型建立模块参数仿真参数设置
理解三相桥式全控整流电路工作原理仿真波形
实验设备：MATLABSimulinkPSB
实验原理
三相桥式全控整流电路图31示u2电源电压ud负载电压id负载电流uVT晶闸阳极阴极间电压
图31 三相桥式全控整流电路
实验容
启动Matlab建立图32示三相桥式全控整流电路结构模型图
图32 三相桥式全控整流电路模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图33343536373839示
图33 交流电压源Va模块参数
图34 交流电压源Vb模块参数
图35 交流电压源Vc模块参数
图36 步脉发生器模块参数
图37 触发脉控制角常数设置
图38 触发脉封锁常数设置
图39 负载模块参数
系统仿真参数设置图310示
图310 系统仿真参数
运行仿真模型系统控制角30º时电源电压触发信号负载电流负载电压仿真波形图311示
图311 控制角30º时仿真波形（带电阻性负载）
改变步脉发生器模块控制角工作情况仿真波形例晶闸控制角取60º触发脉控制角常数设置60时仿真波形图312示
图312 控制角60º时仿真波形（带电阻性负载）
改变串联RLC分支模块参数改变负载类型例设置负载模块参数R10ΩL004H电容inf阻感性负载晶闸控制角取45º（触发脉控制角常数设置45）时仿真波形图313示
图313 控制角45º时仿真波形（带阻感性负载）
理带阻感性负载情况改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位角工作情况仿真波形例晶闸控制角取0º触发脉控制角常数设置0时仿真波形图314示
图314 控制角0º时仿真波形（带阻感性负载）
实验总结
1总结三相桥式全控整流电路控制规律
实验四 BuckBoost降压升压斩波电路仿真实验
实验目
掌握BuckBoost降压升压斩波电路仿真模型建立模块参数仿真参数设置
理解BuckBoost降压升压斩波电路工作原理仿真波形
实验设备：MATLABSimulinkPSB
实验原理
BuckBoost降压升压斩波电路图41示ugIGBT门极触发信号iT流IGBT集电极电流iL流储电感电流iD流二极电流iC流储电容电流id负载电流ud负载电压
图41 BuckBoost降压升压斩波电路
实验容
启动Matlab建立图42示BuckBoost降压升压斩波电路结构模型图
图42 BuckBoost降压升压斩波电路模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图4344454647示
图43 直流电压源模块参数
图44 脉发生器模块参数
图45 电感模块参数
图46 电容模块参数
图47 负载模块参数
系统仿真参数设置图48示
图48 系统仿真参数
运行仿真模型系统IGBT门极触发信号流IGBT集电极电流流储电感电流流二极电流流储电容电流负载电流负载电压仿真波形图49示
图49 BuckBoost降压升压斩波电路仿真波形
改变IGBT触发脉发生器模块周期脉宽度改变储电感电容改变负载模块参数（改变负载类型）工作情况仿真波形例IGBT触发脉周期然设置0001s触发脉宽度设置20时仿真波形图410示
图410 触发脉宽度20时仿真波形
实验总结
1总结BuckBoost降压升压斩波电路工作原理
实验五 电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验
实验目
掌握电压型三相SPWM逆变器电路仿真模型建立模块参数仿真参数设置
理解电压型三相SPWM逆变器电路工作原理仿真波形
实验设备：MATLABSimulinkPSB
实验原理
电压型三相SPWM逆变器电路图71示
图71 电压型三相SPWM逆变器电路
实验容
启动Matlab建立图72示电压型三相SPWM逆变器电路结构模型图
图72 电压型三相SPWM逆变器电路模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图737475767778示
图73 直流电压源模块参数
图74 通桥模块参数
图75 PWM发生器模块参数
图76 负载Ra模块参数
图77 负载Rb模块参数
图78 负载Rc模块参数
系统仿真参数设置图79示
图79 系统仿真参数
运行仿真模型系统输出端三相交流电流输出端交流电压uab输出端交流电压ubc输出端交流电压uca仿真波形图710示
图710 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率50Hz）
PWM发生器模块中逆变桥输出电压频率设置200Hz时仿真波形图711示
图711 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率200Hz）
改变PWM发生器模块输出电压频率参数工作情况仿真波形例逆变桥输出电压频率设置25Hz时仿真波形图712示
图712 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率25Hz）
例逆变桥输出电压频率设置10Hz时仿真波形图713示
图713 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率10Hz）
实验总结
1总结电压型三相SPWM逆变器工作原理
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电力电子技术课程设计
实验指导书
目 录
实验 晶闸仿真实验 3
实验二 单相桥式全控整流电路仿真实验 9
实验三 三相桥式全控整流电路仿真实验 14
实验四 BuckBoost降压升压斩波电路仿真实验 19
实验五 电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验 23
实验 晶闸仿真实验
实验目
掌握晶闸仿真模型模块参数含义
理解晶闸特性
实验设备：MATLABSimulinkPSB
实验原理
晶闸测试电路图11示u2电源电压ud负载电压id负载电流uVT晶闸阳极阴极间电压
图11 晶闸测试电路
实验容
启动Matlab建立图12示晶闸测试电路结构模型图
图12 带电阻性负载晶闸仿真测试模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图131415示
图13 交流电压源模块参数
图14 晶闸模块参数
图15 脉发生器模块参数
固定时间间隔脉发生器振幅设置5V周期电源电压致002s（频率50Hz）脉宽度2（72º）初始相位（控制角）设置00025s（45º）
串联RLC分支模块Series RLC Branch联RLC分支模块Parallel RLC Branch参数设置方法表11示
表11 RLC分支模块参数设置
元件
串联RLC分支
联RLC分支
类
电阻数值
电感数值
电容数值
电阻数值
电感数值
电容数值
单电阻
R
0
inf
R
inf
0
单电感
0
L
inf
inf
L
0
单电容
0
0
C
inf
inf
C
系统模型中双击Series RLC Branch模块设置参数图16示
图16 负载模块参数
系统仿真参数设置图17示
图17 系统仿真参数
运行仿真模型系统控制角45º时电源电压触发信号流晶闸电流晶闸阳极阴极两端电压负载电流负载电压仿真波形图18示
图18 控制角45º时仿真波形（带电阻性负载）
改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位（控制角）参数控制角度仿真波形例初始相位设置0s控制角0º时仿真波形图19110示
图19 脉发生器模块参数
图110 控制角0º时仿真波形（带电阻性负载）
改变串联RLC分支模块参数改变负载类型例设置该模块参数R1ΩL001H电容inf阻感性负载图111示控制角设置45º时仿真波形图112示
图111 负载模块参数
图112 控制角45º时仿真波形（带阻感性负载）
理带阻感性负载情况改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位（控制角）参数控制角度仿真波形例初始相位设置00075s控制角135º时仿真波形图113示
图113 控制角135º时仿真波形（带阻感性负载）
实验二 单相桥式全控整流电路仿真实验
实验目
掌握单相桥式全控整流电路仿真模型建立模块参数仿真参数设置
理解单相桥式全控整流电路工作原理仿真波形
实验设备：MATLABSimulinkPSB
实验原理
单相桥式全控整流电路图21示u2电源电压ud负载电压id负载电流uVT晶闸阳极阴极间电压
图21 单相桥式全控整流电路
实验容
启动Matlab建立图22示单相桥式全控整流电路结构模型图
图22 单相桥式全控整流电路模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图23242526示
图23 交流电压源模块参数
图24 脉发生器1模块参数
脉幅值2V周期002s（50Hz）脉宽度72º初始相位（控制角）60º
图25 脉发生器2模块参数
脉发生器2幅值设置2V周期002s脉宽度72º初始相位设置240º脉发生器1脉发生器2初始相位相差180º两者控制角60º
图26 负载模块参数
系统仿真参数设置图27示
图27 系统仿真参数
运行仿真模型系统控制角60º时电源电压触发信号负载电流负载电压流晶闸VT3电流晶闸VT3阳极阴极间电压仿真波形图28示
图28 控制角60º时仿真波形（带电阻性负载）
改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位角工作情况仿真波形例晶闸控制角取120º脉发生器1初始相位设置120º（0023s）脉发生器2初始相位设置300º（0053s）时仿真波形图29示
图29 控制角120º时仿真波形（带电阻性负载）
改变串联RLC分支模块参数改变负载类型例设置负载模块参数R10ΩL004H电容inf阻感性负载晶闸控制角取90º时仿真波形图210示时脉发生器1初始相位设置90º（0005s）脉发生器2初始相位设置270º（0015s）
图210 控制角90º时仿真波形（带阻感性负载）
理带阻感性负载情况改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位角工作情况仿真波形例晶闸控制角取120º脉发生器1初始相位设置120º（0023s）脉发生器2初始相位设置300º（0053s）时仿真波形图211示
图211 控制角120º时仿真波形（带阻感性负载）
实验总结
1总结单相桥式全控整流电路控制规律
实验三 三相桥式全控整流电路仿真实验
实验目
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理解三相桥式全控整流电路工作原理仿真波形
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实验原理
三相桥式全控整流电路图31示u2电源电压ud负载电压id负载电流uVT晶闸阳极阴极间电压
图31 三相桥式全控整流电路
实验容
启动Matlab建立图32示三相桥式全控整流电路结构模型图
图32 三相桥式全控整流电路模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图33343536373839示
图33 交流电压源Va模块参数
图34 交流电压源Vb模块参数
图35 交流电压源Vc模块参数
图36 步脉发生器模块参数
图37 触发脉控制角常数设置
图38 触发脉封锁常数设置
图39 负载模块参数
系统仿真参数设置图310示
图310 系统仿真参数
运行仿真模型系统控制角30º时电源电压触发信号负载电流负载电压仿真波形图311示
图311 控制角30º时仿真波形（带电阻性负载）
改变步脉发生器模块控制角工作情况仿真波形例晶闸控制角取60º触发脉控制角常数设置60时仿真波形图312示
图312 控制角60º时仿真波形（带电阻性负载）
改变串联RLC分支模块参数改变负载类型例设置负载模块参数R10ΩL004H电容inf阻感性负载晶闸控制角取45º（触发脉控制角常数设置45）时仿真波形图313示
图313 控制角45º时仿真波形（带阻感性负载）
理带阻感性负载情况改变固定时间间隔脉发生器模块初始相位角工作情况仿真波形例晶闸控制角取0º触发脉控制角常数设置0时仿真波形图314示
图314 控制角0º时仿真波形（带阻感性负载）
实验总结
1总结三相桥式全控整流电路控制规律
实验四 BuckBoost降压升压斩波电路仿真实验
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掌握BuckBoost降压升压斩波电路仿真模型建立模块参数仿真参数设置
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实验原理
BuckBoost降压升压斩波电路图41示ugIGBT门极触发信号iT流IGBT集电极电流iL流储电感电流iD流二极电流iC流储电容电流id负载电流ud负载电压
图41 BuckBoost降压升压斩波电路
实验容
启动Matlab建立图42示BuckBoost降压升压斩波电路结构模型图
图42 BuckBoost降压升压斩波电路模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图4344454647示
图43 直流电压源模块参数
图44 脉发生器模块参数
图45 电感模块参数
图46 电容模块参数
图47 负载模块参数
系统仿真参数设置图48示
图48 系统仿真参数
运行仿真模型系统IGBT门极触发信号流IGBT集电极电流流储电感电流流二极电流流储电容电流负载电流负载电压仿真波形图49示
图49 BuckBoost降压升压斩波电路仿真波形
改变IGBT触发脉发生器模块周期脉宽度改变储电感电容改变负载模块参数（改变负载类型）工作情况仿真波形例IGBT触发脉周期然设置0001s触发脉宽度设置20时仿真波形图410示
图410 触发脉宽度20时仿真波形
实验总结
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实验五 电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验
实验目
掌握电压型三相SPWM逆变器电路仿真模型建立模块参数仿真参数设置
理解电压型三相SPWM逆变器电路工作原理仿真波形
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实验原理
电压型三相SPWM逆变器电路图71示
图71 电压型三相SPWM逆变器电路
实验容
启动Matlab建立图72示电压型三相SPWM逆变器电路结构模型图
图72 电压型三相SPWM逆变器电路模型
双击模块出现话框设置相应模型参数图737475767778示
图73 直流电压源模块参数
图74 通桥模块参数
图75 PWM发生器模块参数
图76 负载Ra模块参数
图77 负载Rb模块参数
图78 负载Rc模块参数
系统仿真参数设置图79示
图79 系统仿真参数
运行仿真模型系统输出端三相交流电流输出端交流电压uab输出端交流电压ubc输出端交流电压uca仿真波形图710示
图710 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率50Hz）
PWM发生器模块中逆变桥输出电压频率设置200Hz时仿真波形图711示
图711 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率200Hz）
改变PWM发生器模块输出电压频率参数工作情况仿真波形例逆变桥输出电压频率设置25Hz时仿真波形图712示
图712 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率25Hz）
例逆变桥输出电压频率设置10Hz时仿真波形图713示
图713 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率10Hz）
实验总结
1总结电压型三相SPWM逆变器工作原理
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