电力电子技术与MATLAB仿真课程设计
电力电子的matlab仿真设计 精品
第1章前言1.1 设计目的1. 要求对电力电子技术有较全面和深刻的理解。
2. 通过此次课程设计，使所学的电力电子技术进行全面的复习和总结，巩固所学的理论知识。
3. 通过理论与实践相结合，提高分析问题和解决问题的能力。
4. 学会使用规范、标准及有关设计资料。
5. 初步掌握设计步骤和基本内容，掌握编写设计说明书的基本方法。
6. 在绘制MATLAB仿真图得到了初步锻炼。
1.2 设计的主要内容1.建立单相半波可控整流电路仿真模型。
2.建立单相全控桥式整流电路仿真模型。
3.建立三相全控桥式整流电路仿真模型。
1.3 电力电子技术简介电力电子技术是一种电能处理技术(Electrical Energy Processing)，即采用功率半导体器件（电力电子器件）和线路对电能进行转换(conversion)、控制(control)和高效利用(efficient use)的一门技术。
广泛应用于各种电源系统、电气传动自动化系统及电力系统等工业生产和民用部门。
主要研究内容（Power Electronics contents)：电力电子器件、电力电子电路、电力电子装置。
1.4 MATLAB在电力电子中的应用MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
在本次电力电子技术仿真设计中，我们主要应用到matlab里的simulink工具库里的一些小工具模块，还有simulink power工具库。
通过MATLAB，树立模型仿真，让我们清楚的了解电力电子技术的各种技巧。
电力电子课程设计---运用MATLAB的simulink仿真功能进行电路仿真设计
课程设计题目学院专业班级姓名指导教师2012 年12 月29 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:初始条件：（四）单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）设计条件：1、电源电压：交流220V/50Hz2、输出功率：1000W3、移相范围0º~180º要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路；2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真；3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，并给出仿真波形，说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料；4、通过答辩。
时间安排：2012.12.24-12.29指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要此次电力电子课程设计，主要是运用MATLAB的simulink仿真功能进行电路仿真设计。
首先，通过查阅资料，找到解决办法。
由于所选的电路，在课堂上老师已经对其进行过讲解，所以，实践也还是比较顺利。
依据课本中学过的理论知识，根据题目所给的设计要求，进行参数计算。
由于课本上有关于参数计算的公式，因此参数设计的过程还算比较容易。
理论计算完毕，接下来就是仿真过程了，通过调用simulink库中已有元件，连接成仿真电路，由于simulink中有触发脉冲，因此免去了触发电路的设计，这使得课程设计大大简化。
关键词：电力电子课设，参数设计，simulink，仿真目录课程设计任务书.............................................................................................................................. I 摘要................................................................................................................................................ II 1单相桥式全控整流电路带电阻负载理论简介.. (1)1.1单相桥式全控整流电路带电阻负载工作过程简介 (1)1.2单相桥式全控整流电路带电阻负载工作原理 (2)1.3与此次课设相关的部分计算公式 (3)2电路设计 (3)2.1主电路设计 (3)2.2驱动电路设计 (4)2.2.1触发电路TCA785简介 (5)2.2.2 TCA785的设计特点 (7)2.2.3 TCA785的极限参数 (7)2.2.4 TCA785锯齿波移相触发电路 (7)2.3保护电路设计 (8)2.3.1过电流保护 (8)2.3.2电流上升率di/dt的抑制 (8)2.3.3电压上升率du/dt的抑制 (9)3运用simulink对电路进行仿真 (9)3.1单相桥式全控整流仿真电路图设计 (9)3.2仿真模块参数设置 (10)3.3仿真输出图形 (13)4小结与体会 (16)5参考文献 (17)单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）1单相桥式全控整流电路带电阻负载理论简介1.1单相桥式全控整流电路带电阻负载工作过程简介单相全控桥式整流带电阻负载电路如图1所示。
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：(1) 单相半波可控整流电路（电阻性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。
(2) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。
(3) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）电路的工作原理电路设计与仿真。
（4）了解三种不同负载电路的工作原理及波形。
二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路（电阻性负载）如图1.1所示，单向半波可控制整流电路原理图，晶闸管作为开关，变压器T起到变换电压与隔离的作用。
其工作原理：（1）在电源电压正半波(0~π区间)，晶闸管承受正向电压，脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。
（2）在ωt=π时刻，u2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。
（3）在电源电压负半波(π~2π区间)，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零。
（4）直到电源电压u2的下一周期的正半波，脉冲uG 在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流又加在负载上，如此不断重复。
2、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后，可得仿真电路。
如图所示：2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中，波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。
设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。
α=30°α=60°α=90°α=120°分析：与电阻性负载相比，负载电感的存在，使得晶闸管的导通角增大，在电源电压由正到负的过零点也不会关断，输出电压出现了负波形，输出电压和电流平均值减小；大电感负载时输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零。
电力电子课程设计报告matlab仿真实验
一．课程设计目的（1）通过matlab的simulink工具箱，掌握DC-DC、DC-AC、AC-DC电路的仿真。
通过设置元器件不同的参数，观察输出波形并进行比较，进一步理解电路的工作原理；（2）掌握焊接的技能，对照原理图，了解工作原理；（3）加深理解和掌握《电力电子技术》课程的基础知识，提高学生综合运用所学知识的能力；二．课程设计容第一部分：simulink电力电子仿真/版本matlab7.0（1）DC-DC电路仿真（升降压（Buck-Boost）变换器）仿真电路参数：直流电压20V、开关管为MOSFET（阻为0.001欧）、开关频率20KHz、电感L为133uH、电容为1.67mF、负载为电阻负载（20欧）、二极管导通压降0.7V（阻为0.001欧）、占空比40%。
仿真时间0.3s，仿真算法为ode23tb。
图1-1占空比为40%的，降压后为12.12V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-2占空比为60%的，升压后为28.25V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-3•图1-4升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反，其电路原理图如图1-4(a)所示。
它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源工作原理：①T导通，ton期间，二极管D反偏而关断，电感L储能，滤波电容C向负载提供能量。
②T关断，toff期间，当感应电动势大小超过输出电压U0时，二极管D导通，电感L经D向C和RL反向放电，使输出电压的极性与输入电压在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量，得：由的关系，求出输出电压的平均值为：上式中，D为占空比，负号表示输出与输入电压反相；当D=0.5时，U0=Ud；当0.5<D<1时，U0>Ud，为升压变换；当0≤D<0.5时，U0<Ud，为降压变换。
电力电子技术与MATLAB仿真第二版教学设计
电力电子技术与MATLAB仿真第二版教学设计本文旨在介绍一种电力电子技术与MATLAB仿真第二版教学设计。
电力电子技术已经成为电力系统中的重要组成部分，电力电子技术的发展也极大地促进了电力系统的发展。
而MATLAB仿真软件也成为电力电子技术研究和教学中不可或缺的工具。
本文将介绍如何设计电力电子技术与MATLAB仿真第二版的教学。
教学目标学生通过本课程的学习，应该掌握以下技能：1.了解电力电子技术的基础原理与应用。
2.掌握电力电子器件的工作原理以及应用。
3.掌握常用的交流调压电路、直流调压电路、逆变电路及其控制策略。
4.掌握运用MATLAB仿真电力电子技术及其控制策略。
5.了解电力电子技术的未来发展方向。
教学内容1.基础原理首先在本课程开始前，我们要首先介绍电气基础原理，包括磁路，电路等基础概念。
然后对电力电子技术领域中常见的电力电子器件进行介绍，如：二极管、晶闸管、场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管等。
2.交流调压电路交流调压电路是电源电压不随输入电压变化而变化的电路，常用于变压器的二次侧和换流变压器的直流侧。
本部分学习交流调压电路的基础原理，掌握电感型和电容型电压调节器及其控制策略，以及采用MATLAB进行仿真设计。
3.直流调压电路直流电源是电子产品中重要的电源，本部分将介绍直流调压电路的基础原理，掌握电阻型、电动势型、磁场控制型和开关型等直流电压调节器，采用MATLAB进行仿真设计。
4.逆变电路逆变电路可以将直流电源转换为交流电源，并且可以根据需要改变输出电压的大小和波形。
本部分学习逆变电路的基础原理，掌握常见的全波桥式逆变器、半桥式逆变器、全桥式逆变器等电路及其控制策略。
5.MATLAB仿真本部分将学习如何使用MATLAB进行电力电子电路仿真，并将前面学到的电路进行模拟，以验证其正确性。
教学方法本课程采用讲授和实验相结合的教学方法。
在讲授过程中，介绍电力电子技术的基础原理，实验环节将采用MATLAB仿真。
电力电子matlab课程设计
电力电子matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电力电子技术的基本原理，掌握MATLAB在电力电子仿真中的应用；2. 学会使用MATLAB软件进行电力电子器件的建模与仿真；3. 掌握MATLAB中电力电子电路的搭建、参数设置及仿真分析。
技能目标：1. 能够运用MATLAB软件进行简单电力电子电路的设计与仿真；2. 学会分析仿真结果，优化电路设计，提高电路性能；3. 培养动手实践能力，提高解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术的兴趣，激发学生主动学习的热情；2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通协作能力；3. 增强学生对我国电力电子技术发展的认识，培养科技创新意识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作的结合。
学生特点：学生具备一定的电力电子技术基础，对MATLAB软件有一定了解，但实践操作能力有待提高。
教学要求：结合课程性质、学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，通过课堂讲解、案例分析、上机实践等多种教学方式，使学生能够掌握电力电子MATLAB课程设计的方法与技巧。
同时，注重培养学生的动手实践能力和团队协作能力，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 电力电子技术基本原理回顾：包括电力电子器件的工作原理、特性及其在电路中的应用。
相关教材章节：第一章 电力电子器件及其特性。
2. MATLAB软件在电力电子仿真中的应用：介绍MATLAB软件的功能特点，以及在电力电子仿真中的应用。
相关教材章节：第二章 MATLAB在电力电子仿真中的应用。
3. 电力电子器件的建模与仿真：学习使用MATLAB软件对电力电子器件进行建模，并进行仿真分析。
相关教材章节：第三章 电力电子器件的建模与仿真。
4. 电力电子电路的搭建与仿真：学习使用MATLAB软件搭建电力电子电路，并进行参数设置、仿真分析。
相关教材章节：第四章 电力电子电路的MATLAB仿真。
5. 电路设计与性能优化：通过实际案例分析，学习如何分析仿真结果，优化电路设计，提高电路性能。
电力电子技术matlab课程设计
电力电子技术 matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电力电子技术的基本原理，掌握相关术语及概念；2. 学会使用MATLAB软件进行电力电子电路的仿真与设计；3. 掌握常见电力电子器件的工作原理及其在电路中的应用。
技能目标：1. 能够运用MATLAB软件构建电力电子电路模型，进行基本仿真分析；2. 能够对电力电子电路进行参数优化，提高电路性能；3. 能够运用所学知识解决实际问题，具备一定的电力电子技术实际应用能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术及MATLAB软件的兴趣，提高学习积极性；2. 培养学生具备团队协作精神，善于与他人沟通交流，共同解决问题；3. 增强学生的创新意识，鼓励学生勇于探索新知识，提高实践能力。
课程性质：本课程为电力电子技术领域的实践课程，以MATLAB软件为工具，结合理论知识，培养学生的实际操作能力。
学生特点：学生已具备一定的电力电子技术理论基础，但对于MATLAB软件的使用相对陌生，需要从基础开始教学。
教学要求：教师需结合课本内容，由浅入深地引导学生学习MATLAB软件在电力电子技术中的应用，注重培养学生的实际操作能力和创新精神。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际电路设计与分析中，提高综合素养。
二、教学内容1. 电力电子技术基本原理回顾：包括电力电子器件的工作原理、特性及分类，重点掌握二极管、晶闸管、MOSFET和IGBT等器件。
2. MATLAB软件入门：介绍MATLAB软件的基本操作，如命令窗口、脚本编写、函数调用等，为后续仿真打下基础。
3. 电力电子电路建模与仿真：结合课本内容，选用典型电力电子电路进行建模与仿真，包括整流电路、逆变电路、斩波电路等。
- 教学大纲安排：按照课本章节进行，逐个分析各类电路的工作原理及仿真方法。
4. 参数优化与性能分析：教授学生如何运用MATLAB软件对电力电子电路进行参数优化，提高电路性能。
电力电子技术的MATLAB实践课程设计
电力电子技术的MATLAB实践课程设计一、课程设计的背景和意义电力电子技术是电气工程中的一门重要学科，应用广泛。
随着现代电力系统的快速发展，电力电子技术的发展也越来越快。
因此，掌握电力电子技术，对于电气工程专业学生来说是无可避免的。
MATLAB是一款强大的数学计算软件，被广泛应用于电气工程中的算法分析和设计。
因此，在电力电子技术的学习中，使用MATLAB进行实践对于学生而言具有重要的意义。
本课程设计旨在让学生结合电力电子技术的知识，采用MATLAB进行电路仿真和控制算法设计，提高学生对电力电子技术的理解和应用能力，为未来的工作奠定基础。
二、课程设计的内容和方法1. 课程设计的内容本课程设计主要包括以下内容：1.电力电子技术的基础知识介绍2.MATLAB的基本使用方法3.电路仿真分析和控制算法设计4.实验结果分析和评估2. 课程设计的方法本课程设计采用以下方法：1.讲授电力电子技术的基础知识和MATLAB的基本使用方法2.以实验为主，由学生在指导下进行电路仿真分析和控制算法设计3.实验分组，每组进行电路仿真和控制算法设计，并根据实验结果进行分析和评估三、课程设计的实验设计1. 实验一：单相全桥变流电路的仿真分析实验内容1.了解单相全桥变流电路的基本原理和性质2.构建单相全桥变流电路的MATLAB模型3.仿真分析单相全桥变流电路在不同负载下的波形和性能4.分析单相全桥变流电路的主要故障和对应的解决方法实验步骤1.构建单相全桥变流电路的MATLAB模型，包括输入电压源、四个桥臂、电感和负载2.设计MATLAB仿真图并调试，输入不同负载下的输入电压和参数，得到对应的输出波形和参数结果3.分析波形和参数结果，比较不同负载下的性能指标，如输出电压、输出电流、功率因数等4.分析单相全桥变流电路的主要故障，如负载短路、开路等，在MATLAB模型中模拟故障情况，并根据故障现象和模拟结果提出解决方法实验思考题1.为什么需要使用电感？电感对电路有哪些作用？2.如何提高单相全桥变流电路的功率因数？3.如何预测单相全桥变流电路在负载故障时的反应？2. 实验二：三相全桥逆变电路的控制算法设计实验内容1.了解三相全桥逆变电路的基本原理和性质2.设计SPWM控制算法并实现MATLAB模型3.验证控制算法的有效性和性能实验步骤1.了解三相全桥逆变电路的基本原理和性质，并确定SPWM控制算法的输入、输出和控制策略2.构建三相全桥逆变电路的MATLAB模型，并加入SPWM控制算法3.分析不同输入信号下的输出波形和性能，调整控制算法以获得最佳性能4.验证控制算法的有效性和稳定性，比较仿真结果与理论计算结果的差异实验思考题1.什么是SPWM控制算法？它的控制策略有哪些？2.如何选择最佳的SPWM控制算法参数？3.针对三相全桥逆变电路的应用场合，如何优化控制算法以提高性能？四、结论本课程设计以电力电子技术为主线，采用MATLAB进行实践，可以增强学生对电力电子技术的理解和应用能力，同时也提高了MATLAB的应用技能。
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电力电子技术与MATLAB仿真课程设计课程设计概述
本次课程设计的主要任务是对电力电子技术进行深入了解，并通过MATLAB仿真进行实践操作，从而全面掌握电力电子技术的应用。
本次课程设计以掌握电力电子技术基本原理、掌握MATLAB仿真软件的使用和掌握电力电子技术的应用为主要目标，结合实际应用案例和仿真实验，学生们能够更加深入地理解电力电子技术的应用，并且掌握MATLAB仿真的使用方法。
任务一：电力电子技术基础知识
任务目标
通过学习电力电子技术基础知识，掌握电力电子技术的相关概念和原理。
学习内容
本次课程设计的学习内容主要包括以下几点：
1.电力电子技术概述
2.半导体器件
3.电路模型
4.控制方法
学习方法
学生们应该认真学习课程中涉及到的各种电力电子技术相关知识和概念，并在查阅相关文献进行加深理解。
同时，针对课程中的一些重点难点内容，可以与同学共同研究、讨论，并结合实际案例进行学习。
任务二：MATLAB仿真操作技能
任务目标
通过本次课程设计，学生们应该掌握MATLAB仿真工具的基本操作技能，能够独立完成电力电子技术的相关仿真实例，并且掌握MATLAB仿真结果的分析和处理方法。
学习内容
本次课程设计的学习内容主要包括以下几点：
1.MATLAB基础操作
2.电力电子技术常用仿真分析方法
3.仿真模型搭建
学习方法
学生们应该认真学习课程中涉及到的MATLAB仿真工具的相关知识和概念，并进行实践操作。
在实践操作过程中，可结合文献资料进行研究和调整，并与同学一起共同探讨仿真结果与理论分析的关系。
任务三：综合应用
任务目标
通过独立完成应用案例的设计和模拟仿真，学生们能够深入理解电力电子技术的实际应用，并且掌握MATLAB仿真工具在电力电子技术应用方面的操作方法。
学习内容
本次课程设计的学习内容主要包括以下几点：
1.开关电源的设计及仿真
2.三相变频器的设计及仿真
3.太阳能逆变器的设计及仿真
学习方法
学生们应该针对给出的应用案例进行仿真模拟，并负责完成实验数据表格整理及会议汇报材料的整理，以提高课程设计实际应用能力。
结语
通过本次课程设计，学生们将掌握电力电子技术的基础知识、MATLAB仿真操作技巧以及电力电子技术的综合应用，从而更好地理解和应用电力电子技术。