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matlab仿真——单相桥式全控整流电路
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单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真仿真,全桥,有源逆变,单相全控桥,整流电路,桥式整流器,桥式整流,桥式整流图
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单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真
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MATLAB+在开关电源仿真中的应用
Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information
Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)Simulation of Switching Power Supply Based on Matlab
Xiumeng HUShandong Jianzhu University, Faculty of Electronics and Information, Jinan, Shandong, China, 251010
Abstract: With the help of the example of a 3-phase bridge thyristor rectifying circuit, an approach of model-ing and simulating the switching power supply Circuit by using MATLAB SIMULINK was discussed and the results and waveforms introduced proved the advantages of visual, high efficiency and accuracy. This ap-proach can also be used to model and simulate some very complicated circuits, switching supply power cir-cuits. The process to model system is similar to that of designing it, knowing the mathematics model and set-ting the parameters, users can quickly find out and analyze the results from simulation, then the construction of the system can be improved or some parameters in it can be modified as to meet the demanded results and performances. By which, the process of analyzing and designing a system ca be greatly fasten. Keywords: Matlab/S Switching Power Supply C Simulation
MATLAB在开关电源仿真中的应用胡秀蒙山东建筑大学信电学院，济南，山东，251010
要：讨论利用MATLAB SIMULINK对开关电源电路进行建模仿真的方法, 以三相桥式可控整流电路为例进行了仿真，给出了仿真波形，验证了该方法的直观性、效率高和准确性。利用此方法还能对非常复杂的开关电源电路进行建模仿真。仿真系统的建模和实际系统的设计过程类似，用户只需建立起系统的数学模型，设定好参数，就可以很快地得到系统的仿真结果，通过对仿真结果进行分析就可以将对系统的结构进行改进或调整有关参数。 关键词：Matlab/Simulink；开关电源电路；仿真1 前言在开关电源电路的设计过程中,需要对设计出来的初步方案进行试验，可以通过实验进行稳定与否的检验，也应通过实验结果对元件参数进行调整。如果通过做出硬件电路来检验,就要将设计的系统用元件安装出来再进行调试，不能满足要求时，要更改设计、调试，往往要重复多次才能达到设计目的。这样会耗费大量的硬件资源及设计人员的精力，成本高，时间长。新版Matlab/Simulink提供的电力电子电路系统建模与仿真工具为开关电源的研究与应用提供了理想的工具。Matlab是一种使用简便的工程计算语言。SIMULINK是在Matlab环境中用于动态仿真的软件包，支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统的仿真。Simulink中的电力系统仿真模块集(Power System Blockset)可以用于电路、电力电子系统等过程的仿真，Simulink提供的电力电子系统建模与仿真工具，既保留了Matlab/Simulink的统一风格，又突出了电力电子的学科特点，为开关电源技术的研究与应用提供了理想的工具。2 模块库简介用Simulink建立仿真模型：下面介绍一下部分库及部分模块的功能。打开Simulink节点，有下面这些子节点：（1）Sources库，它包含了产生信号的模块，如Sine3wave（正弦波）等。--8 ? 2011 SciRes.
Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)（2）Sinks库，模块用于显示或者写模块的输出，可把输出写入文件中或是保存变量到M ATLAB工作空间。3 三相桥式可控整流系统的仿真模型
打开新建模型窗口,将所需元件模块从模块库中拖入新建模型窗口并改名，将各模块连接组成仿真模型，设定有关参数，如图1三相桥式可控整流系统的仿真模型图所示。
Figure 1. Simulation model drawing of three phase bridge rectifier图1. 三相桥式可控整流系统的仿真模型图
3.1三相交流电源a、b、c为220V，频率为50Hz，相位互差120°;3.2 RLC负载：R=5?， La、Lb、Lc为三相电源等效电感，设定为5mH；3.3三相晶闸管整流器参数使用默认值。3.4 三相可控整流桥触发脉冲产生模块为6-脉冲发生器：频率50HZ，脉冲宽度取10°，选择双窄脉冲方式(Double pulsing).触发。3.5同步变压器一次绕组联接选择D11，线电压380v，二次绕组联接选星形，线电压10v，其它参数取默认值。3.6建立输出电压Ud及输出电流Id检测显示模块。4 仿真结果分析首先设定控制角为30°选择仿真参数( Simulation parrameters)命令设定有关仿真参数。因为电感负载有电流上升时间，仿真时间较长，故设定停止时间(Stop time)为0.2秒，仿真算法选择可变步长(Variable step)积分算法函数ode23tb，其它参数选项可用默认值。启动仿真按钮即开始进行仿真，双击各个显示模块就能显示其信号波形。阻感负载=30°。结果见图2。
Figure 2. =30°simulation waveform of voltage and current图2. =30°时电压电流仿真波形
978-1--8 ? 2011 SciRes.600Proceedings of the 2011 3rd International Conference on Information
Technology and Scientific Management (ICITSM 2011)可看出输出电压瞬时值，随着控制角增加，整流器输出电压减小，说明了控制角对整流器输出的控制作用。在=90°时，Id电流还有值，并不为0，这是
由于电感的续流，使晶闸管继续导通，因为这时电流很小，一般忽略不计。结果见图3。
Figure 3. =90° simulation waveform of voltage and current图3. =90°时电压电流仿真波形
通过仿真可以清晰地得出各输出量的波形。对于不同的条件，诸如负载不同，控制角不同等等，只要对模块的参数稍做修改即可，不需要再重新构造仿真模型图。.我们在此过程中只对三相桥式全控整流电路做了仿真分析，但这种方法可推广到其它的开关电源电路分析中去。此仿真实例充分证实了动态仿真模型的正确性，而且在仿真时可以改变参数，并用示波器随时观察仿真波形，使得仿真更加具有实时性、直观性。从以上的介绍中可以看出,SIMULINK非常适合于开关电源系统及电力电子系统的仿真,可将抽象的电路图与直观的波形图有机的结合，通过对仿真结果分析就可以将系统结构进行改进或将有关参数进行修改使系统达到要求的结果和性能,这样就大大加快了系统的分析或设计过程。References（参考文献）[1]Naigang Hong .Modeling and Simulation of Power Electronics、Motor Control System .[M].Mechanical Publishing House, 2010ALAMA S. Simulation of power electronics systems us-ing“ SIMUPEC”: The new power electronics toolbox for Simu-link/MATLAB[R]. Graz (Austria):EPE Con.f, 2001.MACBAHIH, BA RAZZOUK A, CHERITIA. Decoupledparal-lel simulation of power electronics systems using MATLAB Simulink [ J]. IEEE Trans. on Ind. Elec.): 232-236.[2] [3]--8 ? 2011 SciRes.
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