电力电子matlab仿真

自控式同步电动机的matlab系统仿真中文摘要电力电子技术是电气工程及其自动化专业的专业基础课,因此对于电气工程及其自动化专业的学生，学好电力电子技术尤其重要。

随着交流传动电动机调速的理论问题的突破和调速装置(主要指变频器)性能的完善，交流电动机调速系统的性能差的缺点已经得到了克服，目前，交流调速系统的性能已经可以和直流系统相媲美，甚至可以超过直流系统。

由于交流调速不断显示其本身的优越性和巨大的社会效益，使变频器具有越来越旺盛的生命力。

各种性能优越的新型电力半导体器件的出现，如既能控制导通又能控制关断的门极可关断晶闸管GTO；具有良好功率转换效率和适于在高频大功率情况下工作的MOSFET；既有MOS管栅极驱动电压功率小和驱动线路简单，又有双极性功率晶体管导通饱和压降小优点的绝缘栅双极性大功率管IGBT；以及内部既有大功率开关器件，又有各种驱动电路和过压、过流等保护电路的智能型功率模块IPM等器件的应用，不仅使交流调速系统控制装置体积小，效率高，而且还更容易实现各种功能复杂但在结构上简单的控制方案，更加充实和推动了变频器理论的进一步发展。

关键词电力电子变频器IGBT IPM 控制外文摘要Title the Matlab System Simulation of Self-Controls synchronous motorAbstractPower electronics technology is a basic course in Electrical Engineering and Automation, for students of electrical engineering and automation, to learn the power electronics technology is especially important. With the theoretical breakthrough of the AC drive motor speed control and speed control device (the inverter) performance improvement of the performance of the AC motor speed control system shortcomings have been overcome, AC variable speed system performance and DC systems is comparable, or even more than the DC system. AC variable speed display its own advantages and social benefits, so that the inverter has vitality. Various properties of the excellent new power semiconductor devices, such as conduction but also control the shutdown of the door both to control the very turn-off thyristor the GTO; good power conversion efficiency and is suitable for working in high-frequency high-power case MOSFET; both small and drive of the MOS transistor gate drive voltage power circuit is simple, there are small advantages by bipolar power transistor is turned on the saturation voltage insulated gate bipolar high-power tube IGBT; as well as both internal high-power switch the application of the device, there are a variety of driving circuit and overvoltage, overcurrent protection circuit and intelligent power module IPM device, not only to speed the exchange system control devices, small size, high efficiency, but also easier toimplement various functions complex but simple control scheme in the structure, enrich and promote the further development of the theory of the drive.Keywords：Power electronics technology inverter IGBT IPM control1 绪论 (4)1.1 本课题研究的背景及意义 (4)1.2 水电比拟原理 (5)1.3本文研究内容 (6)2. 水电比拟仪的总体设计...................... 错误！未定义书签。

2.1 水电比拟仪的测量原理及方法 (7)2.2 总体电路的结构框图................... 错误！未定义书签。

3直流稳压电源............................... 错误！未定义书签。

4 1kHz双极性方波.......................... 错误！未定义书签。

4.1 1kHz单极性方波的产生................ 错误！未定义书签。

4.1.1 NE555的工作原理.............. 错误！未定义书签。

4.1.2 单极性方波的产生原理.......... 错误！未定义书签。

4.2 单极性方波到双极性方波的转换......... 错误！未定义书签。

4.3 双极性方波的放大.................... 错误！未定义书签。

5惠斯登电桥................................. 错误！未定义书签。

5.1继电器S1A050000简介.................. 错误！未定义书签。

5.2 惠斯登电桥的设计.................... 错误！未定义书签。

5.3惠斯登电桥的平衡调节.................. 错误！未定义书签。

6 基于STC12C5408AD单片机的综合控制部分..... 错误！未定义书签。

6.1 STC12C5408AD单片机的特点............ 错误！未定义书签。

6.2单片机部分的总体设计.................. 错误！未定义书签。

6.3综合控制部分的软件设计................ 错误！未定义书签。

6.4数据采集部分.......................... 错误！未定义书签。

6.5 数据的显示部分...................... 错误！未定义书签。

6.6继电器的控制部分...................... 错误！未定义书签。

7 水电比拟仪的整体实现....................... 错误！未定义书签。

7.1仪器的整体调试........................ 错误！未定义书签。

7.2水电比拟仪的整体设计.................. 错误！未定义书签。

总结......................................... 错误！未定义书签。

1 论文主要内容总结....................... 错误！未定义书签。

2 前景展望错误！未定义书签。

1 绪论1.1 本课题研究的背景及意义20世纪60年代发展起来的电力电子技术，使电能可以变换和控制，产生了现代各种高效、节能的新型电源和交直流调速装置，为工业生产、交通运输、楼宇、办公、家庭自动化提供了现代化的高新技术。

为了更高效的利用电能，不断的有新控制技术和算法出现。

那么如何验证这些算法的好坏呢？建立模型仿真是最有效，最经济的一种形式。

在实际的工程应用中，我们要经常需要改善系统的运行性能，提高系统的效益。

而系统又通常是复杂的非线性的，在仿真的基础上加以实现就比较容易。

电力电子技术仿真的所有元件模型都包含在MATLAB的电力系统模块环境中。

在MATLAB提示符下键入powerlib命令。

这个命令将打开simulink窗口。

同时展示了电力系统模块工具箱中的不同子模块工具箱。

在psb中几乎提供了组成电力系统的所有元件，元件模型丰富，包括：同步机，异步机，变压器，直流机，线性和非线性，有名的和标么值系统的，不同仿真精度的设备模型库，单相，三相的分布和集中参数的传输线，单相，三相断路器及各种电力系统的负荷模型，电力半导体器件库以及控制测量环节，信号显示和模块连接等一般可以在simulink工具箱中找到。

电力电子学（POWER ELECTRONICS）是又电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。

电力电子技术的应用范围十分广泛。

其不仅应用于一般工业，同时广泛应用于电力系统、交通运输、通信系统以及新能源系统。

自控式同步电动机是由同步电动机、变频器及转子位置检测器所组成的同步电动机自控式调速系统，它具有类似于直流电动机的调速特性。

与直流电动机比较，它具有无火花、电磁干扰小等优点。

总之，自控式同步电动机的发展，特别是变频器传动本身固有的优势，必将使之应用于社会生产的各个领域，以体现出不同的功能，达到不同的目的，收到相应的效益。

因此，本论文通过对变频器的研究，对于自控式同步电动机系统理论的应用，有着实际的意义和一定的应用价值。

图1自控式同步发电机系统1.2 自控式同步电动机原理a）空载时不产生转矩在旋转磁场和转子以同步速度旋转且完全空载的情况下，转子的S 极和旋转磁场的N 极在旋转中保持相同位置。

旋转磁场N 极左右导体（C'',b ）的电磁力方向可用左手定则确定，由图2可知左右导体受力方向相反，但大小相同。

因此，力互相抵消，不产生转矩。

( b ）负荷时旋转磁场和转子之间的位置偏移δ为旋转磁场磁极和转子磁极之间的位置偏移角，因随负荷功率而变化，故称功率角。