### 电力电子实验知识点解析 #### 一、实验背景与目的 本次实验是西安电子科技大学自动化专业关于电力电子技术的一次实践课程。实验主要聚焦于单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路两个方面。通过实验，学生能够更深入地理解电力电子器件的工作原理以及电路设计的基本技巧。 #### 二、实验设备与材料 - **单结晶体管触发电路**： - 同步变压器 - 半导体二极管(VD1) - 稳压管(V1、V2) - 可变电阻(RP1) - 电容器(C1) - 单结晶体管(V6) - 脉冲变压器 - **单相半波可控整流电路**： - 晶闸管 - 电阻负载 - 电感负载 #### 三、单结晶体管触发电路实验 ##### 1. 实验原理 - **单结晶体管**（又称双基极二极管）具有特殊的负阻特性。 - 通过调整可变电阻(RP1)，可以改变电容器(C1)的充电时间常数，从而控制触发脉冲的出现时刻，实现相位控制。 ##### 2. 工作过程 - 同步变压器提供交流同步电压，经过半波整流和削波处理，形成梯形波电压。 - 电容器(C1)通过等效电阻(V5)充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压(UP)时，单结晶体管导通，电容器迅速放电。 - 放电过程中，脉冲变压器副边输出触发脉冲。 - 当电容器两端电压降至谷点电压(Uv)时，单结晶体管关断，电容器再次充电，完成一次振荡周期。 ##### 3. 波形观测 - 使用双踪示波器观测同步电压信号和各点波形变化。 - 观察不同角度(α)下的锯齿波变化和触发脉冲波形。 ##### 4. 思考题解析 - **振荡频率与C1的关系**：C1的容量越大，振荡频率越低。 - **移相范围限制**：单结晶体管触发电路的移相范围通常不能达到180°，因为当正弦交流电小于等于0时，无法触发晶闸管。 #### 四、单相半波可控整流电路实验 ##### 1. 实验原理 - 该电路利用晶闸管作为开关器件，通过对晶闸管施加触发脉冲来控制其导通时刻，实现对输入交流电压的有效值进行控制。 ##### 2. 实验内容 - **电阻负载**：观察单相半波可控整流电路在纯电阻负载下的输出电压波形。 - **电阻电感负载**：分析负载中含有电感时，电路的动态特性和输出电压波形的变化。 #### 五、实验难点与解决方案 - **实验仪器问题**：本次实验中遇到的实验室设备问题导致部分波形不标准，特别是单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的部分波形。 - **解决策略**：针对实验设备问题，可以通过调整实验参数或更换实验设备来优化实验结果。例如，适当调整可变电阻的阻值，或者更换性能更好的单结晶体管等。 #### 六、实验心得 - 对于初次接触此类实验的学生来说，熟悉实验仪器的操作流程非常重要。此外，面对实验过程中可能出现的各种问题，如仪器故障等，需要具备一定的解决问题的能力。 - 通过这次实验，不仅加深了对单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路工作原理的理解，还提高了实际操作能力和问题解决能力。 #### 七、总结 本次实验通过实践加深了学生对于电力电子技术中关键器件和电路的理解。尽管遇到了一些设备问题，但在教师的指导下，学生们还是成功完成了实验并获得了宝贵的经验。未来，可以考虑进一步优化实验条件，以提高实验的准确性和效率。

### 电力电子技术MATLAB仿真实验报告知识点总结 #### 一、实验目的与意义 本次实验主要通过MATLAB软件对几种典型的电力电子变换电路进行仿真分析，旨在深入理解不同类型的整流电路在不同负载条件下的工作原理及特性。通过仿真结果的观察与分析，进一步掌握电力电子器件的工作特性和整流电路的设计方法。 #### 二、实验内容概述 本实验主要包括三个部分：单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路以及单相桥式半控整流电路。每个部分又细分为不同的负载情况（如电阻性负载、阻感性负载等），并针对每种情况进行了详细的电路接线图设计、电压电流波形分析等。 #### 三、实验具体知识点详解 ##### 1. 单相半波可控整流电路 - **电阻性负载** (R=1Ω, U2=220V, α=30°) - **接线图**: 描述了电阻性负载下电路的基本结构，包括电源、晶闸管和负载。 - **输出电压与电流**: 分析了在特定触发角α=30°条件下，输出电压和电流的变化情况。 - **晶闸管电压**: 介绍了晶闸管两端电压随时间变化的情况。 - **输入电压与输出电压波形**: 通过波形图直观展示了输入与输出电压之间的关系。 - **阻感负载** (R=1Ω, L=0.05H, U2=220V, α=30°) - **接线图**: 详细说明了阻感负载下电路的具体连接方式。 - **输出电压与电流**: 对比电阻性负载，分析了阻感负载情况下输出电压和电流的变化特征。 - **晶闸管电压**: 描述了晶闸管在阻感负载条件下的电压变化。 - **输入电压与输出电压波形**: 展示了阻感负载条件下输入输出电压波形的变化。 - **阻感负载+续流二极管** (R=1Ω, L=0.05H, U2=220V, α=30°) - **接线图**: 包含了续流二极管在内的电路连接图。 - **输出电压与电流**: 在加入续流二极管后，输出电压和电流的变化情况。 - **晶闸管电压**: 分析了续流二极管加入后晶闸管两端电压的变化。 ##### 2. 单相桥式全控整流电路 - **电阻性负载** (R=1Ω, U2=220V, α=60°) - **电路图**: 描述了电阻性负载下的电路结构。 - **输入电压与输出电压对比**: 分析了输入输出电压的差异。 - **电阻负载直流电压与电流波形**: 展示了直流电压和电流的变化波形。 - **晶闸管T1波形**: 介绍了晶闸管T1的电压或电流波形。 - **阻感性负载** (R=1Ω, L=0.05H, U2=220V, α=60°) - **电路图**: 详细说明了阻感负载下电路的具体连接。 - **电压输入与输出波形**: 分析了电压输入输出波形的变化。 - **输出电流id**: 描述了输出电流id的变化情况。 - **VT1电压波形**: 分析了VT1两端电压波形。 - **阻感性负载+续流二极管** (R=1Ω, L=0.05H, U2=220V, α=60°) - **接线图**: 包括续流二极管在内的电路连接图。 - **输入与输出电压波形**: 展示了加入续流二极管后输入输出电压的变化。 - **负载电流与电压**: 分析了负载电流和电压的变化情况。 ##### 3. 单相桥式半控整流电路 - **电阻负载** (R=1Ω, U2=220V, α=60°) - **接线图**: 描述了电阻负载下电路的基本结构。 - **二次侧电压与电流**: 分析了二次侧电压和电流的变化情况。 - **晶闸管与二极管电压**: 介绍了晶闸管和二极管两端电压的变化。 - **阻感负载** (R=1Ω, L=0.05H, U2=220V, α=60°) - **接线图**: 详细说明了阻感负载下电路的具体连接方式。 - **二次侧电压与电流**: 分析了二次侧电压和电流的变化情况。 - **晶闸管与二极管电压**: 介绍了晶闸管和二极管两端电压的变化。 - **阻感负载+续流二极管** (R=1Ω, L=0.05H, U2=220V, α=60°) - **接线图**: 包含了续流二极管在内的电路连接图。 - **二次侧电压与电流**: 分析了二次侧电压和电流的变化情况。 - **晶闸管与二极管电压**: 介绍了晶闸管和二极管两端电压的变化。 #### 四、结论 通过本次实验，我们深入了解了不同类型的整流电路在各种负载条件下的工作原理和特性。特别是对于电力电子器件（如晶闸管）的工作状态及其对电路性能的影响有了更深刻的认识。此外，通过MATLAB仿真工具的应用，不仅提高了理论与实践相结合的能力，还为后续电力电子技术的学习和研究奠定了坚实的基础。

电力电子技术是电气工程领域的重要分支，主要研究电能的转换和控制。在这个实验报告中，我们将重点关注整流电路，特别是单相桥式全控整流电路和三相桥式全控整流电路在不同负载条件下的工作特性，以及如何通过仿真程序来模拟这些电路的行为。 单相桥式全控整流电路是一种广泛应用的整流电路结构，它由四只晶闸管（SCR）组成，每两只组成一个半桥，通过改变晶闸管的导通顺序和时间，可以实现对交流输入电压的控制。这种电路的优点是可以双向调节输出电压，并且在全周期内都能进行整流，提高了电能利用率。实验报告中可能涉及了在纯电阻、纯电感和纯电容负载下的仿真结果，分析了电压波形、电流波形以及功率因数等关键参数的变化。 接着，三相桥式全控整流电路在工业应用中更为常见，因为它可以处理更大的功率并提供更稳定的输出。当电路中加入反电动势，如发电机或电机的反馈电压，其复杂性增加，需要更精细的控制策略。在仿真中，可能会观察到在不同负载和反电动势条件下的电压、电流谐波成分，这对于理解和优化系统的效率和稳定性至关重要。 实验报告通常包括理论分析、电路设计、仿真设置、结果解析和结论。理论部分会解释整流电路的工作原理，设计部分则会描述电路的搭建和参数设定，仿真设置部分详细阐述如何在仿真软件中配置电路模型，结果解析部分则会展示和讨论波形图、数据表等，最后的结论部分会对整个实验进行总结，指出实验发现的问题和改进方向。 在实际操作中，可能使用的仿真软件有PSpice、Matlab/Simulink或者LabVIEW等，它们都提供了强大的电路建模和分析工具。通过这些软件，可以模拟实际电路运行情况，无需实际硬件就能预测和解决问题，大大节省了实验时间和成本。 这个实验报告涵盖了电力电子中的核心知识点——整流电路，特别是全控型整流器在不同工况下的性能。通过深入学习和理解这些内容，不仅能够提升对电力电子技术的理解，还能够为实际的电力系统设计和控制提供理论基础。同时，掌握仿真技能也是现代工程师必备的能力之一，有助于在实际工作中快速验证设计方案的有效性。

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谐波滤波器能够将电网中的谐波电流滤除，从而降低谐波污染的程度。在现代电力系统中，谐波滤波器的应用已经成为了一种通行的方式，它可以有效地降低电力系统中的谐波水平，从而保障电网的正常运行。选择ode2345算法，将相对容差设置为1e-3，绝对容差1e-6，开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.1。参数方面RLC元件 电阻R=1.27Ω， 电感L=107.42e-3H，   电容为=2.62e-6。

本仿真 通过对升降压斩波电路的仿真研究，分析不同占空比对电路输出波形的影响规律，通过调节占空比的大小改变输出电压波形，可设定脉冲宽度即占空比的值，进行实验对比

电力电子技术（阮新波版）习题指导答案

模型保存的版本为matlab2020a

应用S function builder模块c语言编写的DCDC（boost），T型三电平逆变电路组成的VSG离网加载仿真实验。code源于海鲜市场，但很多都不能正常运行仿真，故修改了残缺和错误的部分，可以在matlab2020b的平台上仿真运行（需要自己安装c编译器）。解压缩，双击VSGTEXT.slx，仿真已经包含mex步骤，直接点击RUN即可。