哈工大 电力电子装置与系统课设报告Word文档格式.docx

哈工大 电力电子装置与系统课设报告Word文档格式.docx

《哈工大 电力电子装置与系统课设报告Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大 电力电子装置与系统课设报告Word文档格式.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

一．实验目的

1．掌握电源仿真软件Powersim的编程方法。

2．学习和掌握功率因数校正技术的原理和设计计算方法。

二．仿真实验要求

1.掌握临界导通boost功率因数校正电路的无源参数设计

从实现功率因数校正的boost主功率开关MOSFET开关条件考虑，计算boost电感和输出电容参数：

1）根据如下三个要求设计和计算最小boost电感值：

固定导通时间

最低开关频率高于音频（音频可按照25kHz设计）

导通时间不大于22.5

。

2）根据最低输出电压纹波值，设计最小输出电容容值。

2.设计控制环路设计

设计电压外环和电流内环的控制参数

三．实验内容

1．带直流侧滤波电容的单相全桥整流电路输入电流观察及谐波分析。

2．根据如下参数，设计无源器件参数：

输入电压范围180VAC-265VAC，,50Hz；

最大输出功率400W；

输出电压400VDC；

功率因数不低于0.99；

THD不大于10%；

效率不低于98%

输出电压纹波±

5V。

3．根据如下参数，设计和调节控制环路。

输出电压上电稳定时间不长于10ms；

四．实验设备及条件

安装有Powersim9.0版本以上的计算机。

五．实验仿真电路

仿真结果：

（1）输出电压：

输出电压稳态：

电流：

实验二：

永磁同步电机双闭环矢量控制系统仿真

一．实验目的

1．加深理解永磁同步电机矢量控制系统的工作原理

2．掌握永磁同步电机驱动系统仿真分析方法

二．实验要求：

1.永磁同步电机双闭环控制系统建模

2.电流控制器设计

3.电流环动态跟随性能仿真实验

4.转速控制器设计

5.转速环抗负载扰动性能仿真实验

6.给出仿真实验结果与理论分析结果的对比及结论

三.实验预习

具体见指导书

四．实验报告要求：

1．对电机驱动系统的转速、电流、电压等仿真波形进行分析。

2．研究转速和电流调节器参数对驱动系统动态性能的影响。

五．Simulink仿真模型

电压波形：

分析：

转速和电流调节器参数对驱动系统动态性能的影响

适当的调整转速和电流调节器的参数，当电机启动时可以使电流跟随给定值变化，且转速快速上升到给定值；

当电机负载发生变化时通过这两个调节器的调节可以使电机很快重新进入稳定状态。

实验三：

电平H桥级联逆变器控制系统仿真

一．实验目的

1.加深理解H桥级联多端电平逆变器基本工作原理

2.掌握H桥级联逆变器仿真建模与分析方法

3.掌握载波移相调制策略产生方法

4.了解H桥模块电容电压平衡控制及影响机理

1.5电平H桥级联逆变器建模

2.基于载波移相的调制策略产生方法

3.模块电容电压平衡控制器设计及仿真

4.分析模块电容电压对逆变器输出电压THD影响

5.分析调制比对输出逆变器电压幅值影响

6.给出仿真实验结果与理论分析结果的对比及结论

三、实验内容：

根据实验指导书步骤及参数设置，建立如下带电阻负载的三相极联桥仿真simulink仿真模型：

A相触发信号发生器

单相5电平级联H桥模型

四、仿真结果及分析

C相电压

C相上单元输出电压

C相下单元输出电压

三相电压

谐波分析结果

五．实验报告要求：

1.分析调制比对5电平H桥级联逆变器输出电压幅值影响。

答：

调制比越大则输出电压幅值越大。

2.分析模块电容电压波动对逆变器输出电压THD影响。

波动越大则THD越大。

实验四：

双馈发电机控制系统仿真

1．加深理解双馈发电机矢量控制系统的工作原理

2．掌握双馈发电机控制系统仿真分析方法

二．实验要求

1.学习双馈发电机并网运行理论（附录1为双馈发电机控制原理）

2.并网前双馈发电机定子电压闭环仿真实验

3.并网后双馈发电机功率闭环仿真实验

4.给出仿真实验结论

三．实验内容实验报告要求

根据模型自带参数或自行修改参数运行仿真程序，完成以下内容，需要观察的中间变量可以根据需求自行添加示波器，实验报告应附波形图。

1.在0s-1s区间，观察定子电压和电网电压关系，观察定子电压控制器的给定值和实际值关系（dq），观察此阶段转子电流给定值和实际值。

2.在1s-2.5s区间，观察定子侧输出功率变换，观察定子侧有功无功功率的给定值和实际值关系，观察此阶段转子电流给定值和实际值。

3.自行修改定子侧功率给定值和阶跃时间（时间在1-2.5之间），观察相应量的变化。

4.（选作）自行修改定子电压控制器，功率控制器，转子电流控制器中PI控制参数，观察控制器控制效果。

修改过程中，注意定子电压控制器dq，有功无功控制器，转子电流控制器dq都是成对出现的，修改参数时应保证对应的两组参数对称（例如转子电流控制器dq轴上PI参数应一致）。

四．实验结果

总图

外环（橙色模块）

1.

（1）定子电压和电网电压关系（上为定子，下为电网）

（2）定子电压控制器的给定值和实际值关系（dq）

d轴（上为给定，下为实际）

q轴（上为给定，下为实际）

（3）转子电流给定值和实际值

2.

（1）观察定子侧有功无功功率的给定值和实际值关系

有功是在1.5s变为1500000W的阶跃；

无功是在2s变为-500000W的阶跃

下图上为有功，下为无功

（2）观察此阶段转子电流给定值和实际值

3.

（1）有功无功的仿真图像如下：

可见，有功输入的时间和峰值发生了相应的变化。

（2）转子电流的波形如下：

很明显，电流产生的时间也相应的延后至2s。

实验五：

Buck电路临界模式：

输出电压波形：

Buck电路连续模式：

Boost电路临界模式：

输出电压模式：

Boost电路连续模式: