电力电子器件仿真模型设计及测试研究.pdf
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1、2 0 1 5年第 5期 工业仪表与 自动化装置 6 5 电力电子器件仿真模型设计及 测试研究 刘春雅 ( 陕西国防工业职业技术学院 机 电工程 学院, 西安 7 1 0 3 0 0 ) 摘要: 电力电子技术是 以电力 电子器件为核心发展起 来的。该文分析 了典型电力 电子 器件的 特性, 并用 Ma t l a b软件建立仿真模 型, 从而把抽 象的器件 图像化。测试结果显示, 该模型成功验证 了各器件 的特性。 关键词 : 电力电子 器件 ; 晶闸管; Ma t l a b 中图分类号 - T P 3 9 1 9 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 0 6 8 2 ( 2 0
2、 1 5 ) 0 5 0 0 6 5 0 3 Th e r e s e a r c h o f s i mu l a t i o n mo de l a n d t e s t f o r t he po we r e l e c t r o n i c de v i c e LI U Ch un y a ( D e p a r t me n t ofE l e c t r o n ic E n g i n e e r i n g, S h a a n x i G nof a n g I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y , X i a n 7 1
3、0 3 0 0 ,C h in a ) Ab s t r a c t : T h e c o r e d e v e l o p me n t o f p o w e r e l e c t r o n i c t e c h n o l o g y i s p o w e r e l e c t r o n i c d e v i c e r h i s p a p e r a n a l y s e d t h e f e a t u r e s o f t y p i c al p o w e r e l e c t r o n i c d e v i c e ,t h e s i mu
4、 l a t i o n mo d e l wa s d e s i g n e d b y Ma t l a b Th e a b s t r a c t d e v i c e w a s i c o n i z e d b y b u i l d i n g mo d e 1 T e s t r e s u l t s u g g e s t e d t h e s i mu l a t i o n mo d e l w a s p e r f e c t Ke y wo r d s :p o w e r e l e c t r o n i c d e v i c e ; t h y r
5、 i s t o r ; Ma t l a b O 引言 电力电子技术是利用电力电子器件实现工业规 模电能变换的技术, 有时也称为功率电子技术。它 主要研究各种电力 电子器件 , 以及 由这些 电力 电子 器件所构成的各种变流电路和变流装置 。电力电子 技术是以电力电子器件为核心发展起来的 , 该文用 Ma t l a b设计常用 电力 电子器件的特性模 型, 把抽象 的器件图像化 , 从 而为变流 电路和变流装置 的设计 奠定基础。 1 晶闸管的特性测试模型 晶闸管属于半控型器件 , 它有 3个极 : 阳极、 阴 极和门极 , 晶闸管的门极可以控制其导通 , 但不能控 制其关断。 1 1 特
6、性测试模型的建立 设置交流电源 电压峰值为 1 0 0 V , 电阻值为 1 Q, 脉冲发生器周期为 0 0 2 mS , 设计 晶闸管特性 测试模型如图 1 所示 。 1 2结果 分析 调整 晶闸管各 项参数 , 运行 图 1所 示程序 , 得 收稿 日期 : 2 0 1 41 2 2 6 作者简 介 : 刘 春雅 ( 1 9 8 1 ), 女 , 陕西 户县人 , 硕士 , 讲 师 , 研究 方 向为嵌入式 系统开发 。 到 图 2所示 的运行结果 。图 中第 1个波 形是交流 电压源产 生 的电压 , 可 以看 到它 是一个 正弦交 流 电压 。 图 1 晶闸管特性测试模型 一 。 0
7、0巨 二 二 一1 L 土_ 上 _ _ L 上 二 番 并 = 一 i 主主 至至 E 至三 一5O L 一 J LJ LJ 鼍 E 三二 一 1 0 0巨 三三三 一 LJLJL := - :=:L 图2 晶闸管的特性测试结果 第 2个波形是脉 冲发生器 产生的脉冲 , 可 以看 出当交流电压源给 电路提供正 向交流电压时( 即晶 - 6 6 工业仪表与自动化装置 2 0 1 5年第 5期 闸管上加正 向电压 时) , 脉冲发生器给 电路一个正 向脉冲。 第 3个 波形是通过 晶闸管的电流波形 , 可以看 出 , 当交流 电压源给 电路提供正 向交流 电压时 ( 即 晶闸管上加正 向电压时
8、 , 脉 冲发 生器 产生 正 向脉 冲) , 通过晶闸管的电流等于 电路中的电流 , 说明此 时晶闸管处于导通状态 ; 当电压源反 向时 ( 即晶闸 管上加反向电压时, 脉冲发生器停止产生脉冲) , 流 过晶闸管的电流为零 , 说明此时晶闸管不导通, 电路 中没有电流流过。 第 4个波 形是 负载 电阻 R两端 的 电压 , 可 以 看 出当交流 电压 源 给 电路提 供 正 向交 流 电压 时 ( 即晶闸管上加正向电压 , 脉冲发生器还没有产生 脉冲时) , 负载 R两端电压等于交 流电压 源的电压 ( 因为负载 电阻阻值为 1 Q), 说 明此时 晶闸管处 于截止状态 ; 当交流 电压源
9、 给电路提供 正 向交流 电压时 , 负载 R两端 的电压 为 0 , 说 明此时 晶闸管 导通 ; 当交流电压源 由正变负 ( 即二极管上加反 向 电压时 , 脉冲发生器停止 产生脉 冲) , 负载 R两端 的电压等于交流 电压源 的 电压 , 说 明此 时晶 闸管 处于截止状态。 第 5个波形是晶闸管两端 电压波形 , 在交流 电 压源供给电路正 向电压时 ( 脉冲发生器还没有产生 脉冲) , 二极管两端 电压为 0 ; 相应第 3条波形 中此 时晶闸管两端 的电压也为 0 , 说 明此 时晶闸管不导 通 ; 当脉冲发生器产生脉冲时 ( 即晶 闸管上加正 向 电压 , 脉冲发生器产生脉冲)
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