哈工大 電力電子裝置與系統(tǒng)課設報告

1、哈爾濱工業(yè)大學電力電子裝置與系統(tǒng)課程實驗報告 姓 名：王冠雄 專業(yè)班級：1206152 學 號：1120610631實驗1 Boost臨界導通模式功率因數(shù)校正仿真實驗一實驗目的1掌握電源仿真軟件Powersim的編程方法。2學習和掌握功率因數(shù)校正技術的原理和設計計算方法。二仿真實驗要求1. 掌握臨界導通boost功率因數(shù)校正電路的無源參數(shù)設計從實現(xiàn)功率因數(shù)校正的boost主功率開關MOSFET開關條件考慮，計算boost電感和輸出電容參數(shù)：1） 根據(jù)如下三個要求設計和計算最小boost電感值：固定導通時間最低開關頻率高于音頻（音頻可按照25kHz設計）導通時間不大于22.5。2） 根據(jù)最低輸出

2、電壓紋波值，設計最小輸出電容容值。2. 設計控制環(huán)路設計設計電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的控制參數(shù)三實驗內(nèi)容1帶直流側濾波電容的單相全橋整流電路輸入電流觀察及諧波分析。2根據(jù)如下參數(shù)，設計無源器件參數(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)，設計和調(diào)節(jié)控制環(huán)路。輸出電壓上電穩(wěn)定時間不長于10ms；四實驗設備及條件安裝有Powersim 9.0版本以上的計算機。五實驗仿真電路仿真結果：（1）輸出電壓：輸出電壓穩(wěn)態(tài)：電流：實驗二：永磁同步電機雙閉環(huán)

3、矢量控制系統(tǒng)仿真一 實驗目的1加深理解永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的工作原理2掌握永磁同步電機驅動系統(tǒng)仿真分析方法二實驗要求：1. 永磁同步電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)建模2. 電流控制器設計3. 電流環(huán)動態(tài)跟隨性能仿真實驗4. 轉速控制器設計5. 轉速環(huán)抗負載擾動性能仿真實驗6. 給出仿真實驗結果與理論分析結果的對比及結論三. 實驗預習 具體見指導書四實驗報告要求：1對電機驅動系統(tǒng)的轉速、電流、電壓等仿真波形進行分析。2研究轉速和電流調(diào)節(jié)器參數(shù)對驅動系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。五Simulink仿真模型仿真結果：電壓波形：分析：轉速和電流調(diào)節(jié)器參數(shù)對驅動系統(tǒng)動態(tài)性能的影響適當?shù)恼{(diào)整轉速和電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)，當電機啟

4、動時可以使電流跟隨給定值變化，且轉速快速上升到給定值；當電機負載發(fā)生變化時通過這兩個調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)可以使電機很快重新進入穩(wěn)定狀態(tài)。實驗三：電平H橋級聯(lián)逆變器控制系統(tǒng)仿真一 實驗目的 1. 加深理解H橋級聯(lián)多端電平逆變器基本工作原理2. 掌握H橋級聯(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理二實驗要求： 1. 5電平H橋級聯(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計及仿真 4. 分析模塊電容電壓對逆變器輸出電壓THD影響 5. 分析調(diào)制比對輸出逆變器電壓幅值影響 6. 給出仿真實驗結果與理論分析結果

5、的對比及結論 三、實驗內(nèi)容：根據(jù)實驗指導書步驟及參數(shù)設置，建立如下帶電阻負載的三相極聯(lián)橋仿真simulink仿真模型： A相觸發(fā)信號發(fā)生器 單相5電平級聯(lián)H橋模型四、仿真結果及分析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果五實驗報告要求： 1. 分析調(diào)制比對5電平H橋級聯(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對逆變器輸出電壓THD影響。 答：波動越大則THD越大。實驗四：雙饋發(fā)電機控制系統(tǒng)仿真一實驗目的1加深理解雙饋發(fā)電機矢量控制系統(tǒng)的工作原理2掌握雙饋發(fā)電機控制系統(tǒng)仿真分析方法二實驗要求1.學習雙饋發(fā)電機并網(wǎng)運行理論（附錄

6、1為雙饋發(fā)電機控制原理）2.并網(wǎng)前雙饋發(fā)電機定子電壓閉環(huán)仿真實驗3.并網(wǎng)后雙饋發(fā)電機功率閉環(huán)仿真實驗4.給出仿真實驗結論三實驗內(nèi)容實驗報告要求 根據(jù)模型自帶參數(shù)或自行修改參數(shù)運行仿真程序，完成以下內(nèi)容，需要觀察的中間變量可以根據(jù)需求自行添加示波器，實驗報告應附波形圖。1.在0s-1s區(qū)間，觀察定子電壓和電網(wǎng)電壓關系，觀察定子電壓控制器的給定值和實際值關系（dq），觀察此階段轉子電流給定值和實際值。2.在1s-2.5s區(qū)間，觀察定子側輸出功率變換，觀察定子側有功無功功率的給定值和實際值關系，觀察此階段轉子電流給定值和實際值。3.自行修改定子側功率給定值和階躍時間（時間在1-2.5之間），觀察相應

7、量的變化。4.（選作）自行修改定子電壓控制器，功率控制器，轉子電流控制器中PI控制參數(shù)，觀察控制器控制效果。修改過程中，注意定子電壓控制器dq，有功無功控制器，轉子電流控制器dq都是成對出現(xiàn)的，修改參數(shù)時應保證對應的兩組參數(shù)對稱（例如轉子電流控制器dq軸上PI參數(shù)應一致）。四實驗結果 總圖 外環(huán)（橙色模塊）1.（1）定子電壓和電網(wǎng)電壓關系（上為定子，下為電網(wǎng)） （2）定子電壓控制器的給定值和實際值關系（dq）d軸（上為給定，下為實際）q軸（上為給定，下為實際）（3）轉子電流給定值和實際值d軸（上為給定，下為實際）q軸（上為給定，下為實際）2. （1）觀察定子側有功無功功率的給定值和實際值關系有功是在1.5s變?yōu)?500000W的階躍；無功是在2s變?yōu)?500000W的階躍下圖上為有功，下為無功（2）觀察此階段轉子電流給定值和實際值d軸（上為給定，下為實際）q軸（上為給定，下為實際）3. （1）有功無功的仿真圖像如下：可見，有功輸入的時間和峰值發(fā)生了相應的變化。（2）轉子電流的波形如下：d軸（上為給定，下為實際）q軸（上