專業(yè)綜合實踐題目一、 綜合實踐目的熟悉使用MATLAB仿真軟件的電力電子模塊，掌握在該軟件下原理圖的繪制、調(diào)試、參數(shù)設(shè)置及仿真方法。通過實踐鞏固掌握各種實驗電路的接線方法、工作原理及不同負載條件下的仿真波形。調(diào)試實驗裝置的參數(shù)，分析不同負載條件下的仿真波形，體會課本中理想條件下的波形與實踐中實際參數(shù)下所得波形的異同，分析原因，以便對理論知識掌握的更加深刻透徹。二、 綜合實踐理論基礎(chǔ)和核心內(nèi)容電力電子技術(shù)的理論知識及觀測各種電量波形的方法是本次綜合實踐的理論基礎(chǔ)。主要包括單相半波相控整流電路、單相橋式全控整流及有源逆變電路、三相橋式相控整流及有源逆變電路、直流斬波電路、單相交流調(diào)壓電路等幾種典型電路的接線原理，工作原理及不同負載條件下的波形分析。同時必須掌握在MATLAB軟件中仿真電路、觀測波形的方法，以便順利完成實踐的任務(wù)要求。本次綜合實踐的核心內(nèi)容是在使用MATLAB軟件準(zhǔn)確繪制各種原理圖的基礎(chǔ)上，調(diào)試、仿真電路，記錄各種電量參數(shù)值，觀測及分析不同負載條件下的仿真波形，對比電路中源參數(shù)變化而導(dǎo)致的波形變化，分析原因，在運用理論的同時鞏固和升華理論。三、 綜合實踐具體內(nèi)容和記錄單相半波相控整流電路實驗1).分別繪制如圖1、2所示的電路圖，其中AC電壓源：幅值100V，頻率50Hz；觸發(fā)脈沖ug：幅值5V，周期0.02s(50Hz)，脈寬：5%；晶閘管：Ron=0.001Q，Lon=0H， Vf=0.8V，Rs=500Q，Cs=250e-6(250X10-6)F；圖1中為純阻性負載R=10Q，圖2中為阻感性負載R=10Q，L=0.1H。

圖1單相半波相控整流電路圖2帶續(xù)流二極管的單相半波相控整流電路2）.仿真電路，處理波形及數(shù)據(jù)（1）仿真圖1，記錄a=30°（脈沖延遲0.00167）、90°（脈沖延遲0.005）、150°（脈沖延遲0.00833）時，晶閘管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形，并測定直流輸出電壓Ud，記錄于下表：a30°90°150° U 100100100Ud（測定值）28.8915.372.275Ud（計算值）29.68815.912.132仿真波形如下:

圖1-1a=30°阻性負載時的仿真波形圖1-2a=90°阻性負載時的仿真波形

圖1-3a=150°阻性負載時的仿真波形（2）仿真圖2,記錄a=30°、60°時，晶閘管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形。接入續(xù)流二極管后，重復(fù)上述實驗，記錄a=30°（脈沖延遲0.00167）、60°（脈沖延遲0.00333）、120°（脈沖延遲0.00667）時晶閘管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形，觀察續(xù)流二極管的作用。a30°60°120° U 100100100Ud（測定值）28.8623.097.116Ud（計算值）29.68823.8647.995仿真波形如下:圖1-4a=30°阻感性負載時的仿真波形

圖1-5a=60°阻感性負載時的仿真波形圖1-6帶續(xù)流二極管a=30°時的仿真波形圖1-7帶續(xù)流二極管a=60°時的仿真波形

圖1-8帶續(xù)流二極管0=120°時的仿真波形單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗1).分別繪制如圖3、4所示的電路圖，注意圖4中直流電源的極性及大小。其中AC電壓源：幅值120V，頻率50Hz；觸發(fā)脈沖ug:幅值5V，周期0.02s(50Hz)，脈寬:5%；晶閘管：Ron=0.001。，Lon=0H，Vf=0.8V，Rs=500。,Cs=250e-6(250X10-6)F；負載：阻感性負載R=10。，L=0.01H，C=inf。圖3單相橋式全控整流電路

圖4單相全控橋式有源逆變電路2）.仿真電路，處理波形及數(shù)據(jù)（1）對圖3仿真時注意兩組晶閘管的觸發(fā)脈沖相差180°，觸發(fā)角a<90°。記錄a=30°（VT1、VT3脈沖延遲0.00167，VT2、VT4脈沖延遲0.01167）、60°（VT1、VT3脈沖延遲0.00333，VT2、VT4脈沖延遲0.01333）、90°（VT1、VT3脈沖延遲0.005，VT2、VT4脈沖延遲0.015）時，晶閘管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形，并測定直流輸出電壓Ud，記錄于下表：a30°60°90° U 120120120Ud（測定值）74.6654.635.44Ud（計算值）78.5356.2437.21 d 仿真波形如下:圖2-1 整流電路a=30°時的仿真波形

圖2-2 整流電路a=60°時的仿真波形圖2-3整流電路a=90°時的仿真波形（2）對圖4仿真時注意兩組晶閘管的觸發(fā)脈沖相差180°，觸發(fā)角a>90°。記錄a=90°（VT1、VT3脈沖延遲0.005,VT2、VT4脈沖延遲0.015）、120°（VT1、VT3脈沖延遲0.00667,VT2、VT4脈沖延遲0.01667）、150°（VT1、VT3脈沖延遲0.00833,VT2、VT4脈沖延遲0.01833）時，晶閘管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形，并測定直流輸出電壓Ud,記錄于下表：A90°120°150° U2 120120120Ud（測定值）-2.208-26.11-35.98Ud（計算值）0-32.34-43.27 d 仿真波形如下:

圖2-4逆變電路a=90°時的仿真波形圖2-5逆變電路a=120°時的仿真波形圖2-6逆變電路a=150°時的仿真波形

三相橋式相控整流及有源逆變電路實驗1）.分別繪制如圖5、6所示的電路圖，其中三相AC電壓源：幅值120V,頻率50Hz，相位互差120°（a相相位為-120°，b相相位為0°，c相相位為120°）；觸發(fā)脈沖ug：幅值5V，周期0.02s（50Hz），脈寬：5%；負載：阻感性負載R=45Q，L=2H，C=inf。圖6三相全控橋式有源逆變電路2）.仿真電路，處理波形及數(shù)據(jù)（1）仿真圖5,記錄a=30°、60°、90°時，晶閘管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形，并測定直流輸出電壓Ud，記錄于下表：A30°60°90° U 120120120Ud（測定值）171.698.780.8457Ud（計算值）183.4102.50仿真波形如下:

圖3-1整流電路a=30°時的仿真波形圖3-2整流電路a=60°時的仿真波形圖3-3整流電路a=90°時的仿真波形

（2）對圖6仿真時注意觸發(fā)角a>90°。記錄a=90°、120°、150°時，晶閘管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形，并測定直流輸出電壓Ud,記錄于下表：A90°120°150° U 120120120Ud（測定值）-0.262-49.85-86.07Ud（計算值）0-52.17-97.23仿真波形如下:圖3-4逆變電路a=90°時的仿真波形圖3-5逆變電路a=120°時的仿真波形

圖3-6逆變電路a=150°時的仿真波形直流斬波電路實驗1).繪制如圖7、8所示的電路圖。其中DC電壓源：幅值120V；平滑電感L=0.002H；功率器件選用MOSFET或者IGBT；脈沖發(fā)生模塊周期為1e-4；圖7為阻性負載R=45Q，圖8為反電勢負載，E=20V，電阻R=45Q。圖7直流斬波電路帶阻性負載圖8直流斬波電路帶反電勢負載

2）.仿真電路，處理波形及數(shù)據(jù)（1）仿真圖7,仿真選擇ode23tb算法，相對誤差設(shè)置為1e-3，開始仿真時間設(shè)置為0.0194s，停止時間設(shè)置為0.0208s。記錄占空比D=0.3、0.6、0.9時，開關(guān)管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形，并測定直流輸出電壓Uo，記錄于下表:D0.30.60.9U. m 120120120Uo（測定值）34.5972.64109.6uo（計算值）4072108仿真波形如下:圖4-1 D=0.3時的仿真波形圖4-2 D=0.6時的仿真波形

圖4-3 D=0.9時的仿真波形（2）仿真圖8,仿真選擇ode23tb算法，相對誤差設(shè)置為1e-3，開始仿真時間設(shè)置為0.0194s，停止時間設(shè)置為0.0208s。記錄占空比D=0.3、0.6、0.9時，開關(guān)管電壓、電流波形和負載電壓、電流波形，并測定直流輸出電壓U。，記錄于下表：D0.30.60.9U. m 120120120uo（測定值）39.1372.78109.6uo（計算值）4072108仿真波形如下:圖4-4帶反電勢負載D=0.3時的仿真波形

圖4-5帶反電勢負載D=0.6時的仿真波形圖4-6帶反電勢負載D=0.9時的仿真波形單相交流調(diào)壓電路實驗1).繪制如圖9所示的電路圖。其中AC電壓源：幅值50V，頻率50Hz，初相位為0；觸發(fā)脈沖ug：幅值10V，周期0.02s(50Hz)，脈寬：10%；晶閘管：Ron=0.001Q，Lon=0H，Vf=0.8V，Rs=10Q，Cs=4.7e-6(4.7X10-6)F；負載：阻性負載R=10Q，L=0H，C=inf，阻感性負載R=10Q，L=0.01H，C=inf。

圖9單相交流調(diào)壓電路2).仿真電路，處理波形及數(shù)據(jù)(1)仿真圖9(阻性負載R=10Q，L=0H，C=inf)，仿真選擇ode23tb算法，相對誤差設(shè)置為1e-3，開始仿真時間設(shè)置為0s，停止時間設(shè)置為0.04s。記錄a=45°、90°、135°時，負載電壓、電流波形。仿真波形如下：圖5-1阻性負載a=45°時的仿真波形

圖5-2阻性負載a=90°時的仿真波形圖5-3阻性負載a=135。時的仿真波形(2)仿真圖9(阻感性負載R=10Q,L