哈工大 電力電子裝置與系統(tǒng)課設(shè)報(bào)告

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)電力電子裝置與系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告 姓 名：王冠雄 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：1206152 學(xué) 號(hào)：1120610631實(shí)驗(yàn)1 Boost臨界導(dǎo)通模式功率因數(shù)校正仿真實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握電源仿真軟件Powersim的編程方法。2學(xué)習(xí)和掌握功率因數(shù)校正技術(shù)的原理和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。二仿真實(shí)驗(yàn)要求1. 掌握臨界導(dǎo)通boost功率因數(shù)校正電路的無(wú)源參數(shù)設(shè)計(jì)從實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的boost主功率開(kāi)關(guān)MOSFET開(kāi)關(guān)條件考慮，計(jì)算boost電感和輸出電容參數(shù)：1） 根據(jù)如下三個(gè)要求設(shè)計(jì)和計(jì)算最小boost電感值：固定導(dǎo)通時(shí)間最低開(kāi)關(guān)頻率高于音頻（音頻可按照25kHz設(shè)計(jì)）導(dǎo)通時(shí)間不大于22.5。2） 根據(jù)最低輸出

2、電壓紋波值，設(shè)計(jì)最小輸出電容容值。2. 設(shè)計(jì)控制環(huán)路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的控制參數(shù)三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1帶直流側(cè)濾波電容的單相全橋整流電路輸入電流觀(guān)察及諧波分析。2根據(jù)如下參數(shù)，設(shè)計(jì)無(wú)源器件參數(shù)：輸入電壓范圍180VAC-265VAC，,50Hz；最大輸出功率400W；輸出電壓400VDC；功率因數(shù)不低于0.99；THD不大于10%；效率不低于98%輸出電壓紋波±5V。3根據(jù)如下參數(shù)，設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)控制環(huán)路。輸出電壓上電穩(wěn)定時(shí)間不長(zhǎng)于10ms；四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件安裝有Powersim 9.0版本以上的計(jì)算機(jī)。五實(shí)驗(yàn)仿真電路仿真結(jié)果：（1）輸出電壓：輸出電壓穩(wěn)態(tài)：電流：實(shí)驗(yàn)二：永磁同步電機(jī)雙閉環(huán)

3、矢量控制系統(tǒng)仿真一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的工作原理2掌握永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真分析方法二實(shí)驗(yàn)要求：1. 永磁同步電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)建模2. 電流控制器設(shè)計(jì)3. 電流環(huán)動(dòng)態(tài)跟隨性能仿真實(shí)驗(yàn)4. 轉(zhuǎn)速控制器設(shè)計(jì)5. 轉(zhuǎn)速環(huán)抗負(fù)載擾動(dòng)性能仿真實(shí)驗(yàn)6. 給出仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果的對(duì)比及結(jié)論三. 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí) 具體見(jiàn)指導(dǎo)書(shū)四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、電流、電壓等仿真波形進(jìn)行分析。2研究轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器參數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響。五Simulink仿真模型仿真結(jié)果：電壓波形：分析：轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器參數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響適當(dāng)?shù)恼{(diào)整轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)，當(dāng)電機(jī)啟

4、動(dòng)時(shí)可以使電流跟隨給定值變化，且轉(zhuǎn)速快速上升到給定值；當(dāng)電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)通過(guò)這兩個(gè)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)可以使電機(jī)很快重新進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)三：電平H橋級(jí)聯(lián)逆變器控制系統(tǒng)仿真一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 加深理解H橋級(jí)聯(lián)多端電平逆變器基本工作原理2. 掌握H橋級(jí)聯(lián)逆變器仿真建模與分析方法3. 掌握載波移相調(diào)制策略產(chǎn)生方法4. 了解H橋模塊電容電壓平衡控制及影響機(jī)理二實(shí)驗(yàn)要求： 1. 5電平H橋級(jí)聯(lián)逆變器建模 2. 基于載波移相的調(diào)制策略產(chǎn)生方法 3. 模塊電容電壓平衡控制器設(shè)計(jì)及仿真 4. 分析模塊電容電壓對(duì)逆變器輸出電壓THD影響 5. 分析調(diào)制比對(duì)輸出逆變器電壓幅值影響 6. 給出仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果

5、的對(duì)比及結(jié)論 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)步驟及參數(shù)設(shè)置，建立如下帶電阻負(fù)載的三相極聯(lián)橋仿真simulink仿真模型： A相觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器 單相5電平級(jí)聯(lián)H橋模型四、仿真結(jié)果及分析C相電壓C相上單元輸出電壓C相下單元輸出電壓三相電壓諧波分析結(jié)果五實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求： 1. 分析調(diào)制比對(duì)5電平H橋級(jí)聯(lián)逆變器輸出電壓幅值影響。 答：調(diào)制比越大則輸出電壓幅值越大。2. 分析模塊電容電壓波動(dòng)對(duì)逆變器輸出電壓THD影響。 答：波動(dòng)越大則THD越大。實(shí)驗(yàn)四：雙饋發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解雙饋發(fā)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的工作原理2掌握雙饋發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真分析方法二實(shí)驗(yàn)要求1.學(xué)習(xí)雙饋發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行理論（附錄

6、1為雙饋發(fā)電機(jī)控制原理）2.并網(wǎng)前雙饋發(fā)電機(jī)定子電壓閉環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)3.并網(wǎng)后雙饋發(fā)電機(jī)功率閉環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)4.給出仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)論三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 根據(jù)模型自帶參數(shù)或自行修改參數(shù)運(yùn)行仿真程序，完成以下內(nèi)容，需要觀(guān)察的中間變量可以根據(jù)需求自行添加示波器，實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)附波形圖。1.在0s-1s區(qū)間，觀(guān)察定子電壓和電網(wǎng)電壓關(guān)系，觀(guān)察定子電壓控制器的給定值和實(shí)際值關(guān)系（dq），觀(guān)察此階段轉(zhuǎn)子電流給定值和實(shí)際值。2.在1s-2.5s區(qū)間，觀(guān)察定子側(cè)輸出功率變換，觀(guān)察定子側(cè)有功無(wú)功功率的給定值和實(shí)際值關(guān)系，觀(guān)察此階段轉(zhuǎn)子電流給定值和實(shí)際值。3.自行修改定子側(cè)功率給定值和階躍時(shí)間（時(shí)間在1-2.5之間），觀(guān)察相應(yīng)

7、量的變化。4.（選作）自行修改定子電壓控制器，功率控制器，轉(zhuǎn)子電流控制器中PI控制參數(shù)，觀(guān)察控制器控制效果。修改過(guò)程中，注意定子電壓控制器dq，有功無(wú)功控制器，轉(zhuǎn)子電流控制器dq都是成對(duì)出現(xiàn)的，修改參數(shù)時(shí)應(yīng)保證對(duì)應(yīng)的兩組參數(shù)對(duì)稱(chēng)（例如轉(zhuǎn)子電流控制器dq軸上PI參數(shù)應(yīng)一致）。四實(shí)驗(yàn)結(jié)果 總圖 外環(huán)（橙色模塊）1.（1）定子電壓和電網(wǎng)電壓關(guān)系（上為定子，下為電網(wǎng)） （2）定子電壓控制器的給定值和實(shí)際值關(guān)系（dq）d軸（上為給定，下為實(shí)際）q軸（上為給定，下為實(shí)際）（3）轉(zhuǎn)子電流給定值和實(shí)際值d軸（上為給定，下為實(shí)際）q軸（上為給定，下為實(shí)際）2. （1）觀(guān)察定子側(cè)有功無(wú)功功率的給定值和實(shí)際值關(guān)系有功是在1.5s變?yōu)?500000W的階躍；無(wú)功是在2s變?yōu)?500000W的階躍下圖上為有功，下為無(wú)功（2）觀(guān)察此階段轉(zhuǎn)子電流給定值和實(shí)際值d軸（上為給定，下為實(shí)際）q軸（上為給定，下為實(shí)際）3. （1）有功無(wú)功的仿真圖像如下：可見(jiàn)，有功輸入的時(shí)間和峰值發(fā)生了相應(yīng)的變化。（2）轉(zhuǎn)子電流的波形如下：d軸（上為給定，下為實(shí)際）q軸（上