电力电子技术课程设计

课程设计报告。

题目三相桥式全控整流电路带阻感负载的**设计。

学院电子信息工程学院。

专业自动化。

学生姓名钟阳。

学号 201110311124 年级 2011

指导教师严刚峰职称副教授

2024年 6 月 11 日。

摘要。设计一种以三相桥式全控整流电路的matlab**及性能参数的分析。以三相桥式全控整流带阻感负载电路为分析对象，利用matlab/simulink环境下的simpowersystems**采集功率器件在开路时的各种波形，根据输出波形分析整流器件的性能。

matlab提供的可视化**工具simulink可直接建立电路**模型，随意的改变**参数，并且可以马上得到**的结果，省去了编程的步骤，直观性很强。此次课程设计利用simulink对三相桥式全控电路进行建模，对不同的控制参数进行了**分析，进一步加深了对三相桥式全控整流电路的认识。

关键词：matlab，三相整流桥，性能参数。

目录。第一章理论分析4

第一节电路原理4

第二节理论计算结果7

第二章 matlab/simulink模型的**基础………7

第一节 matlab介绍7

第二节 simulink**基础8

第三节 power electronics模块说明10

第三章电路**13

第一节**电路的构建13

第二节**结果18

第四章结束语20

参考文献21

第一章理论分析。

第一节电路原理。

1. 电路原理图。

2.原理图分析。

三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的，它由三相半波共阴极接法(vt1，vt3，vt5)和三相半波共阳极接法(vt1，vt6，vt2)的串联组合。阴极连接在一起的3个晶闸管（vt1，vt3，vt5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（vt4，vt6，vt2）称为共阳极组。共阴极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别为vt1，vt3，vt5，共阳极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别为vt4，vt6，vt2。

晶闸管的导通顺序为vt1-vt2-vt3-vt4-vt5-vt6。

阻感负载时的工作情况：电路分析，当≤60时，ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。区别在于电流，当电感足够大的时候，id、ivt、ia的波形在导通段都可近似为一条水平线。

三相桥式全控整流电路带阻感负载=0时的波形。

三相桥式全控整流电路带阻感负载=30时的波形。

三相桥式整流电路带阻感负载，=90时的波形。

当》60时

由于电感l的作用，ud波形会出现负的部分。

90时的波形见图如上。

第二节理论计算结果。

带阻感负载时，或带电阻负载≤60时。

带电阻负载且》60时。

带阻感负载电流有效值为。

第二章matlab/simulink模型的**基础。

第一节matlab的介绍。

matlab（矩阵实验室）是matrix laboratory的缩写，是一款由美国the mathworks公司出品的商业数学软件。matlab是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，matlab还可以用来创建用户界面及与调用其它语言（包括c，c++和fortran）编写的程序。

matlab的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用matlab来解算问题要比用c，fortran等语言完成相同的事情简捷得多，并且matlab也吸收了像maple等软件的优点，使matlab成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对c，fortran，c++，j**a的支持。可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到matlab函数库中方便自己以后调用，此外许多的matlab爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行**就可以用。

第二节simulink**基础。

simulink 中的“simu”一词表示可用于计算机**，而“link”一词表示它能进行系统连接，即把一系列模块连接起来，构成复杂的系统模型。作为matlab的一个重要组成部分，simulink由于它所具有的上述的两大功能和特色，以及所提供的可视化**环境、快捷简便的操作方法，而使其成为目前最受欢迎的**软件。

这里主要介绍simulink的基本功能和基本操作方法，并通过举例介绍如何利用simulink进行系统建模和**。

在工程实际中，控制系统的结构往往很复杂，如果不借用专用的系统建模软件，则很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机，对其进一步的分析与**。simulink的出现给控制系统分析与设计带来了福音。顾名思义，该软件的名称表明了该系统的两个主要功能：

sium（**）和link（连接），即该软件可以利用鼠标在模型窗口上绘出所需的控制系统模型，然后利用simulink提供的功能来对系统进行**和分析。

1启动simulink

单击matlab command窗口工具条上的simulink图标，或者在matlab命令窗口输入simulink，即弹出图示的模块库窗口界面(simulink library browser)。该界面右边的窗口给出simulink所有的子模块库。

常用的子模块库有sources(信号源)，sink(显示输出),continuous(线性连续系统)，discrete（线性离散系统)，function & table（函数与**)，math(数**算)， discontinuities (非线性)，demo（演示）等。

每个子模块库中包含同类型的标准模型，这些模块可直接用于建立系统的simulink框图模型。可按以下方法打开子模块库：

用鼠标左键点击某子模块库(如【continuous】)，simulink浏览器右边的窗口即显示该子模块库包含的全部标准模块。用鼠标右键点击simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单条即弹出该子库的标准模块窗口。如单击左图中的【sinks】,出现“open the ‘sinks’library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所示的该子库的标准模块窗口。

2打开空白模型窗口。

模型窗口用来建立系统的**模型。只有先创建一个空白的模型窗口，才能将模块库的相应模块复制到该窗口，通过必要的连接，建立起simulink**模型。也将这种窗口称为simulink**模型窗口。

以下方法可用于打开一个空白模型窗口：

在matlab主界面中选择【file:newmodel】菜单项；

单击模块库浏览器的新建图标；

选中模块库浏览器的【file : new model】菜单项。

3建立simulink**模型。

1．打开simulink模型窗口(untitled)

2．选取模块或模块组。

在simulink模型或模块库窗口内，用鼠标左键单击所需模块图标，图标四角出现黑色小方点，表明该模块已经选中。

3．模块拷贝及删除。

在模块库中选中模块后，按住鼠标左键不放并移动鼠标至目标模型窗口指定位置，释放鼠标即完成模块拷贝。模块的删除只需选定删除的模块，按del键即可。

第三节power electronics模块说明。

simulink模块库

1. sources库。

也可称为信号源库，该库包含了可向**模型提供信号的模块。它没有输入口，但至少有一个输出口。

双击图标。 sources 即弹出该库的模块图：

2. sinks 库

该库包含了显示和写模块输出的模块。双击 sinks 即弹出该库的模块图：

3.所用的 power electronics器件。

1）detailed thyristor，2）diode: 二极管。

3）gto门极可关断晶闸管。

4）ideal switch

5）igbt

6）mosfet: mos场效应晶体管。

7）three-level bridge: 三电平变换桥。

8）thristor: 晶闸管。

9）universal bridge

第三章电路**。

第一节**电路的构建。

第二节**的结果。

0时的**图。

45时的**图。

90时的**图。

第四章结束语。

本次课程设计主要是根据三相桥式可控电路的基本原理，设计和**了三相桥式全控整流电路，在matlab上验证了理论知识的正确性。通过这次课程设计使我掌握了做科学研究的基本方法和思路，为今后的工作打下了基础，我学会了对相关科技文献的检索，一切科学研究都是建立在前人研究的基础之上的。通过课程设计，我学习了知识的查阅方式，了解了科学验证的过程。

通过这次设计实验，在很大程度上提升了我的独立思考能力和电力电子技术的专业知识，同时也加深了我们对matlab软件的认识，丰富了我们的知识面。另一方面，也让我们对课程设计的方法步骤有了细致的了解，为以后的毕业设计及其他项目的设计做好了准备，相信在以后的日子里我们会做得更好。

总之，这次课程设计不是简简单单的完成了一个课题，而是使我初步的掌握了科学研究的步骤与方法，巩固了我的专业知识，练习了我的实际操作能力，锻炼了我分析解决问题的能力，拓宽了我们的知识面，为今后的科研工作打下了坚实的基础。在此基础上，我也学到了很多，开阔了眼界。在设计中，我也感到平时积累不够，书到用时方恨少。

在以后的学习工作中我要更加的努力学习自己的专业课，丰富自己的业余生活。同时，我认识到，一次简单的课程设计完成它却如此复杂，所以应该珍惜别人劳动成果，要记得教我的老师，他们无私的为我们做了很大的贡献，应该以一种感激的心去接受他们的知识教导。

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