电力电子仿真仿真实验报告
电力电子电路分析与仿真实验报告
电力电子电路分析与仿真实验报告实验目的：1.理解电力电子电路的基本工作原理；2.熟悉电力电子电路的常用元件，如二极管、晶闸管等；3.学习使用仿真软件进行电力电子电路的模拟分析。
实验仪器与软件：1.电力电子实验箱；2.PC机；3. Multisim仿真软件。
实验步骤：1.搭建一个简单的单相半波整流电路，其中包括一个二极管、一个负载电阻和一个输入交流电源。
2. 打开Multisim仿真软件，选择电力电子电路仿真模块，并导入所搭建的电路图。
3.模拟设置输入交流电源的电压、频率等参数，并运行仿真。
4.观察仿真结果，记录输出直流电压、负载电流及负载电压的波形。
5.更改交流电源的电压、负载电阻的数值，并重新仿真，观察输出波形的变化。
6.搭建一个三相桥式整流电路，其中包括六个二极管和一个负载电阻。
7. 导入三相桥式整流电路图到Multisim仿真软件，并设置相关参数进行仿真。
8.观察输出直流电压、负载电流及负载电压的波形，并记录数据。
9.更改电源电压及负载电阻的数值，重新进行仿真分析。
实验结果与分析：在进行了以上实验步骤后，我们分别得到了单相半波整流电路和三相桥式整流电路的仿真结果。
通过观察输出波形和记录的数据，我们发现以下几个规律：1.在单相半波整流电路中，输出直流电压的平均值较输入交流电压的峰值小，且具有脉动。
负载电流和负载电压的波形与输入交流电压的波形相同，只是幅值减小。
2.在三相桥式整流电路中，输出直流电压的平均值较输入交流电压的峰值小，且同样存在脉动。
负载电流的波形是一个六段的锯齿波，而负载电压的波形是一个脉冲波。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电力电子电路的基本工作原理，并熟悉了常用的电力电子元件。
同时，通过使用Multisim仿真软件进行电路仿真分析，我们能够更直观地观察到电路各个参数的变化情况，提高了实验效率和准确性。
实验报告-电力电子仿真实验
实验报告-电力电子仿真实验电力电子仿真实验实验任务书院系：电气与电子工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：_____年_____月_____日目录实验一单相交-直-交变频电路仿真实验 3 实验二通用变频器电路仿真实验 9 实验一单相交-直-交变频电路仿真实验实验目的掌握单相交-直-交变频电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。
理解单相交-直-交变频电路的工作原理及仿真波形。
实验设备：MATLAB/Simulink/PSB 实验原理单相交-直-交变频电路如图1-1所示。
单相交流电源先经过不可控整流桥变为直流，经过滤波电路滤波后，送入IGBT单相逆变桥逆变为交流，再经过滤波处理后给负载供电。
图1-1 单相交-直-交变频电路实验内容启动Matlab，建立如图1-2所示的单相交-直-交变频电路结构模型图。
图1-2 单相交-直-交变频电路模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图1-3、4-4、4-5、4-6、4-7、4-8、4-9、4-10、4-11所示。
图1-3 交流电压源模块参数图1-4 不可控整流桥模块参数图1-5 滤波电感L1模块参数图1-6 滤波电容C1模块参数图1-7 IGBT逆变桥模块参数图1-8 离散PWM发生器模块参数图1-9 滤波电感L2模块参数图1-10 滤波电容C2模块参数图1-11 负载模块参数系统仿真参数设置如图1-12所示。
图1-12 系统仿真参数运行仿真模型系统即可得到输入端交流电源电压、中间直流电压、输出端负载电压的仿真波形，如图1-13所示。
图1-13 单相交-直-交变频电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为100Hz）在离散PWM发生器模块中，将逆变桥输出电压频率设置为20__Hz，此时的仿真波形如图1-14所示。
图1-14 单相交-直-交变频电路仿真波形（输入频率为50Hz，输出频率为20__Hz）改变离散PWM发生器模块的输出电压频率参数，即可得到不同工作情况下的仿真波形。
电力电子仿真实验
三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的：1、加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
2、掌握三相桥式全控整流电路MATLAB 的仿真方法，会设置各模块的参数。
二、实验主要仪器与设备： PC 机、MATLAB 仿真软件 三、实验原理实验线路如图3-1。
主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。
图中的R 用滑线变阻器，接成并联形式；电感Ld 选用700mH 。
在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am 、Bm 、Cm,返回电网的电压从高压端A 、B 、C 输出，变压器接成Y/Y 接法。
R图3-1 三相桥式全控整流电路实验原理图四、实验内容及步骤1、启动MATLAB ，进入SIMULINK 后新建文档，绘制三相桥式全控整流系统模型如图3-2所示。
在MATLAB 命令窗口中输入powerlib ，按Enter 健，打开电力系统（Power System ）工具箱，或在MATLAB的工具栏中，打开SIMULINK的库浏览器，单击SimPowerSystems进入电力系统工具箱。
从电源模块库（Electrical Sources）中选取交流电压源（Voltage Source）,从电力电子器件模块库（Power Electronics）选取通用变换器桥模块（Universal Bridge），从元件模块库（Elements）中选取串联RLC负载（Series RLC Branch）,从测量模块库（Measurements）选取电压测量（Voltage Measurement）、电流测量（Current Measurement）,从连接器模块库（Connectors）选取接地（输入）（Groud input）、接地（输出）（Groud output）、总线（Bus Bar,vert），从Extra library 中的Control Blocks选取同步6脉冲触发器（Synchronized 6-Pulse Generator）。
电力电子仿真仿真实验报告
目录实验一：常用电力电子器件特性测试 (3)（一）实验目的： (3)掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性； (3)掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。
(3)（二）实验原理 (3)（三）实验内容 (3)（四）实验过程与结果分析 (3)1．仿真系统 (3)2．仿真参数 (4)3．仿真波形与分析 (4)4．结论 (10)实验二：可控整流电路 (11)（一）实验目的 (11)（二）实验原理 (11)（三）实验内容 (11)（四）实验过程与结果分析 (12)1．单相桥式全控整流电路仿真系统，下面先以触发角为0度，负载为纯电阻负载为例 (12)2．仿真参数 (12)3．仿真波形与分析 (14)实验三：交流-交流变换电路 (19)（一）实验目的 (19)（三）实验过程与结果分析 (19)1）晶闸管单相交流调压电路 (19)实验四：逆变电路 (26)（一）实验目的 (26)（二）实验内容 (26)实验五：单相有源功率校正电路 (38)（一）实验目的 (38)（二）实验内容 (38)个性化作业： (40)（一）实验目的： (40)（二）实验原理： (40)（三）实验内容 (40)（四）结果分析： (44)（五）实验总结： (45)实验一：常用电力电子器件特性测试（一）实验目的：掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。
（二）实验原理将电力电子器件和负载电阻串联后接至直流电源的两端，给器件提供触发信号，使器件触发导通。
（三）实验内容•在MATLAB/Simulink中构建仿真电路，设置相关参数。
•改变器件和触发脉冲的参数设置，观察器件的导通情况及负载端电压、器件电流的变化情况。
（四）实验过程与结果分析1．仿真系统以GTO为例，搭建仿真系统如下：2．仿真参数设置直流电压为2V，GTO通态压降为1.6V，负载阻抗为1Ω，脉冲产生器占空比为0.5。
电力电子仿真实验实验报告
电力电子仿真实验实验报告院系：电气与电子工程学院班级：电气1309班学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：2017年1月2日目录实验一晶闸管仿真实验 (3)实验二三相桥式全控整流电路仿真实验 (6)实验三电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验 (18)实验四单相交-直-交变频电路仿真实验 (25)实验五VSC轻型直流输电系统仿真实验 (33)实验一晶闸管仿真实验实验目的掌握晶闸管仿真模型模块各参数的含义。
理解晶闸管的特性。
实验设备：MA TLAB/Simulink/PSB实验原理晶闸管测试电路如图1-1所示。
u2为电源电压，ud为负载电压，id为负载电流，uVT 为晶闸管阳极与阴极间电压。
图1-1 晶闸管测试电路实验内容启动Matlab，建立如图1-2所示的晶闸管测试电路结构模型图。
图1-2 带电阻性负载的晶闸管仿真测试模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图1-3、1-4、1-5所示。
图1-3 交流电压源模块参数图1-4 晶闸管模块参数图1-5 脉冲发生器模块参数固定时间间隔脉冲发生器的振幅设置为5V，周期与电源电压一致，为0.02s（即频率为50Hz），脉冲宽度为2（即7.2º），初始相位（即控制角）设置为0.0025s（即45º）。
串联RLC分支模块Series RLC Branch与并联RLC分支模块Parallel RLC Branch的参数设置方法如表1-1所示。
表1-1 RLC分支模块的参数设置在本系统模型中，双击Series RLC Branch模块，设置参数如图1-6所示。
图1-6 负载模块参数系统仿真参数设置如图1-7所示。
图1-7 系统仿真参数运行仿真模型系统即可得到控制角为45º时，电源电压、触发信号、流过晶闸管的电流、晶闸管阳极和阴极两端电压、负载电流、负载电压的仿真波形，如图1-8所示。
运行仿真模型系统即可得到控制角为45º时，电源电压、触发信号、流过晶闸管的电流、晶闸管阳极和阴极两端电压、负载电流、负载电压的仿真波形，如图1-8所示。
《电力电子仿真》实验报告
成都理工大学工程技术学院《电子电路仿真》课程设计报告题目：跑马灯的设计姓名：毛敏学号： 201020307139专业： 10自动化一班【实验准备】在实验前，我通过上网、上图书馆查找了一些关于单片机AT89S51的硬件及指令系统的资料和8255A输出口的应用的资料，结合单片机所学的中断、定时器和AT89S51扩展I/O接口芯片8255A的工作方式的知识，并对电路板各个元器件、接线等的清楚认识，完成了对电路板仿真图的绘制，以及初步的程序，并实现了初步的仿真效果。
【设计内容】设计一个跑马灯。
【设计要求】所设计的跑马灯是依次轮流点亮最后全部灯闪烁一次。
CPU为AT89S51，利用并行口P0口、P2口、P3口，并运用了单片机的扩展输入-输出口以及接口芯片8255。
【设计方案】一、实验原理方框图：本程序设计意在展示跑马灯的色彩样式及“跑马”变换效果，如果将跑马灯做大，会有很高的观赏价值。
通过对一些相关书籍资料的查阅及网上各种作品和代码的浏览，对各种实现代码的比较和优化，总结出本程序，以较优秀的代码实现各种可控的“跑马灯”功能。
硬件系统部分包括显示部分、控制灯亮的方式部分和控制芯片。
1、系统框图如下：二、电路结构：1、跑马灯的接线电路原理图：D034D133D232D331D430D529D628D727RD 5WR 36A09A18RESET 35CS6PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710U18255A给定系统时钟设置中间状态变量控制灯亮暗的方式显示循环初始化部分AT89S51显示部分（1）、8255A的PA、PB、PC作为跑马灯的输出口(2)、D0~D7—三态双向数据线：8位三态双向输入输出是8255A与CPU 接口的数据总线（3）、RESET—复位：高电平有效，复位时PA、PB、PC口与控制寄存器被清除（4）、C S—芯片选择低电平有效。
电力电子仿真实验实训报告
一、实验目的本次电力电子仿真实验实训旨在通过MATLAB/Simulink软件，对电力电子电路进行仿真分析，加深对电力电子电路工作原理、性能特点以及设计方法的了解，提高实际工程应用能力。
二、实验环境1. 软件环境：MATLAB R2020b、Simulink R2020b2. 硬件环境：计算机三、实验内容本次实验主要涉及以下内容：1. 单相桥式整流电路仿真2. 三相桥式整流电路仿真3. 逆变器电路仿真4. 直流斩波电路仿真四、实验步骤1. 单相桥式整流电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建单相桥式整流电路模型，包括二极管、电源、负载等元件。
（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。
（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。
（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。
2. 三相桥式整流电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建三相桥式整流电路模型，包括二极管、电源、负载等元件。
（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。
（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。
（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。
3. 逆变器电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建逆变器电路模型，包括电力电子器件、驱动电路、负载等元件。
（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。
（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。
（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率因数等参数。
4. 直流斩波电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建直流斩波电路模型，包括电力电子器件、驱动电路、负载等元件。
（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。
（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。
（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。
五、实验结果与分析1. 单相桥式整流电路仿真结果通过仿真实验，我们得到了单相桥式整流电路的输出电压、电流、功率等参数。
电力电子实验报告
实验一：单相半波可控整流电路的仿真一、实验名称：单相半波可控整流电路的仿真二、实验原理：在大功率的电力电子电路中广泛采用可控整流电路对输出电压进行控制和调整，以满足各种功率较大的用电器对电源的要求。
可控整流电路最常用的控制器件是晶闸管，因为晶闸管性能可靠、价格低廉、控制电路简单。
整流电路按负载的不同可以分为带电阻负载和带阻感负载两种情况。
在生产实践中，更常见的是后者，即既有电感又有电阻，若负载中感抗ωL>>电阻R时，负载主要呈现为电感，成为电感负载。
三、仿真电路图各项参数为：图中V3 为220V, 50Hz 的正弦交流电源，X1 为晶闸管，V2 为晶闸管的触发脉冲信号源。
触发脉冲的幅度为-10V（对门、阴极间而言是＋10V），脉冲宽度为0.lms，上升、下降时间均为1us，周期等于输入电源V3 的周期(20ms)。
电组R=2Ω，电感L取6.5mH。
四、波形图分析：电压波形图：现象：电压有跳变！上面是电阻电压，下面是电感电压。
相加大概为110V 左右，实验时占空比是50%，正好是110V。
电压突变是晶闸管由断态转向触发时所致。
电感两端的电压电流波形图：现象：上面是电感电流，下面是电感电压。
电压跳变是电流过0点时，晶闸管由断态触发开通时，由于电感L作用使电流不能突变。
电感很大的时候会没有跳变或跳变很小。
电阻电压电流波形图：结论：有跳变，电流从正向负跳变时候跳变要剧烈一点。
五、心得体会：通过本次实验基本上学会了此软件的基本用法。
同时仿真了单相半波可控整流电路，验证了晶闸管的作用及观察到其对电路的影响。
实验二：三相半波可控整流电路的仿真刘峻玮222007322042015 工程技术学院自动化1班一、实验名称：三相半波可控整流电路的仿真二、实验原理：当整流负载容量很大时，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电流，其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相电路可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路以及双反星形可控整流电路等等，均可在三相半波的基础上分析。
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掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；错误!未定义书签。
掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。
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（三）实验内容......................................... 错误!未定义书签。
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1．仿真系统 .......................................... 错误!未定义书签。
2．仿真参数 .......................................... 错误!未定义书签。
3．仿真波形与分析 .................................... 错误!未定义书签。
4．结论.............................................. 错误!未定义书签。
实验二：可控整流电路 ..................................... 错误!未定义书签。
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1．单相桥式全控整流电路仿真系统，下面先以触发角为0度，负载为纯电阻负载为例................................................. 错误!未定义书签。
2．仿真参数 .......................................... 错误!未定义书签。
3．仿真波形与分析 .................................... 错误!未定义书签。
实验三：交流-交流变换电路 ................................ 错误!未定义书签。
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1）晶闸管单相交流调压电路 ............................ 错误!未定义书签。
实验四：逆变电路 ......................................... 错误!未定义书签。
（一）实验目的......................................... 错误!未定义书签。
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实验五：单相有源功率校正电路 ............................. 错误!未定义书签。
（一）实验目的......................................... 错误!未定义书签。
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个性化作业：............................................. 错误!未定义书签。
（一）实验目的： ....................................... 错误!未定义书签。
（二）实验原理： ....................................... 错误!未定义书签。
（三）实验内容......................................... 错误!未定义书签。
（四）结果分析： ....................................... 错误!未定义书签。
（五）实验总结： ....................................... 错误!未定义书签。
实验一：常用电力电子器件特性测试（一）实验目的：掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。
（二）实验原理将电力电子器件和负载电阻串联后接至直流电源的两端，给器件提供触发信号，使器件触发导通。
（三）实验内容•在MATLAB/Simulink中构建仿真电路，设置相关参数。
•改变器件和触发脉冲的参数设置，观察器件的导通情况及负载端电压、器件电流的变化情况。
（四）实验过程与结果分析1．仿真系统以GTO为例，搭建仿真系统如下：2．仿真参数设置直流电压为2V，GTO通态压降为，负载阻抗为1Ω，脉冲产生器占空比为。
3．仿真波形与分析由图可见，GTO导通时，电流为,负载电压为，占空比为。
（2）改变GTO的通态压降，设置为,仿真结果如下图。
明显，此时通态压降大于直流电压，GTO不导通，负载电压电流为零。
3）改变脉冲发生器占空比为，波形如下：4）其他电力电子器件的特性仿真。
只是在图1的基础上，把GTO变成SCR、MOSFET、IGBT，适当改变参数，即可得到实验结果。
实验结果如下：SCR：负载电压为，负载电流为,且幅值不随占空比变化而变化，这是因为SCR为半控型器件，给负脉冲不能控制电路关断。
MOSFET：IGBT：4．结论为半控型器件，GTO、MOSFET、IGBT为全控型器件，只有全控型器件可以在给予负脉冲时控制电路关断。
2.改变器件的导通压降、导通电阻电感均会影响负载的电压电流波形。
实验二：可控整流电路（一）实验目的•掌握可控整流电路的工作特性；•掌握通用变流器桥、同步6脉冲触发器、示波器模块（Scope）的使用方法。
（二）实验原理（三）实验内容•测试单相桥式全控整流电路和三相全控整流电路带不同负载（电阻或阻感）、在不同触发角下的典型波形。
（四）实验过程与结果分析1．单相桥式全控整流电路仿真系统，下面先以触发角为0度，负载为纯电阻负载为例2．仿真参数3．仿真波形与分析同样，改变电路参数可以得到：电阻负载触发角为60度阻感负载触发角为0度阻感负载触发角为60度三相全控整流电路仿真系统：参数设置：电阻负载时为电阻1欧姆，阻感负载时为电阻1欧姆，电感9999H。
电阻负载触发角为0度电阻负载触发角为60度阻感负载触发角为0度阻感负载触发角为60度实验三：交流-交流变换电路（一）实验目的掌握交流调压电路的工作特性；掌握谐波分析方法。
（二）实验内容在MATLAB/Simulink中分别构建晶闸管单相交流调压电路和斩控式单相交流调压电路，测试交流调压性能，并在输入输出电压相同的情况下，比较两个电路的谐波分析结果。
（三）实验过程与结果分析1）晶闸管单相交流调压电路仿真模型：仿真参数：仿真波形（上面为电流，下面为电压）：电阻负载1Ω，触发角0°电阻负载1Ω，触发角60°电阻1Ω，电感1mH，触发角0°电阻1Ω，电感1mH，触发角60°谐波分析（电阻负载1Ω，触发角60°）：2)斩控式单相交流调压电路仿真模型：仿真波形：占空比为50%，电阻为1欧姆谐波分析：电源电流的基波分量和电源电压同相位。
电源电流中不含低次谐波，只含和开关周期有关的高次谐波。
实验四：逆变电路（一）实验目的掌握单相电压型逆变电路的工作特性；掌握电流滞环型单相PWM逆变电路的工作特性掌握不同控制方式下调制信号的生成方法。
（二）实验内容在MATLAB/Simulink中构造单相电压型逆变电路。
分别生成方波控制信号、移相控制信号、单极性SPWM控制信号和双极性PWM控制信号。
在不同控制方式下，测量输出电压波形并进行谐波分析；在MATLAB/Simulink中构造电流滞环型单相PWM逆变电路，测量交流相电压、相电流、线电压和直流电流波形，并进行谐波分析；分析在不同滞环控制参数对输出波形的影响。
仿真模型(方波控制信号)：仿真参数：仿真波形：谐波分析：仿真模型(移相控制信号)：改变开关1、2参数如下（即移相30°）：仿真波形：谐波分析：仿真模型(单极性SPWM控制信号)：仿真波形：谐波分析：仿真模型(双极性PWM控制信号)：仿真波形：谐波分析：电流滞环型单相PWM逆变电路仿真模型：仿真参数：直流电源10V仿真波形（从上到下依次为电源电压、电流和负载电压、电流）：谐波分析：将滞环参数改小后可得谐波分析结果如下：由THD变化可知减小环宽可以减少谐波分量。
实验五：单相有源功率校正电路（一）实验目的•掌握单相有源功率校正电路的工作原理，要求输出电压达到给定值，且网侧电流正弦化，功率因数为1；•掌握电压外环和电流内环的设计方法。
（二）实验内容•在MATLAB/Simulink中构建单相有源功率校正电路；•测量输入、输出电压波形，输入电流波形，并进行谐波分析。
仿真模型：仿真波形（从上到下依次为输入电流、电压和输出电压）：谐波分析（输出电压）：个性化作业：（一）实验目的：掌握实验电路的工作原理和关键波形；分析不同参数设置对仿真结果的影响；（二）实验原理：仿真无缓冲电路的电流断路器与电感串联的情况。
（三）实验内容参数设置：仿真模型：仿真波形：增大电感为1H可得：改变断路器开合时间：仿真波形：（四）结果分析：增大电感会使电流幅值变小，但不会使波形周期改变。
改变断路器开关时间可控制其起始电流波形和最值。
（五）实验总结：断路器开关时间选择会影响暂态电流的波形和幅值，最好在过零点进行开关，可减少暂态分量。