资源描述
,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,MATLAB,在电气工程中的应用,_,李维波,MATLAB,在电气工程中的应用,_,李维波,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,在,Matlab6.X,以上版本中，在,simulink,里面的,“,SimPowerSystems,”,的模块库中，包含有线路元件库（,Elements,）。在,Elements,元件库中，它基本上涵盖了绝大多数电路所需元器件，如电阻器、电容器、电感器、输电线、变压器、断路器等重要器件，其符号、名称和封装形式如图,5-46,所示。下面以一些典型电路的设计为例，将它们中的最常用器件的使用方法逐一进行分析和讲解。,认识,Element,模块库,1,在Matlab6.X以上版本中，在simulink里面的“S,元件库,Elements,中的功能模块的符号、名称和封装形式,2,元件库Elements中的功能模块的符号、名称和封装形式 2,Breaker,功能模块简介,举例,6,：构建图,5-47,所示的利用,Breaker,功能模块设计的控制电路，保存为,exm_6.mdl,。需要观察：（,1,）控制信号；（,2,）负载电流波形；（,3,）负载电压波形。,3,Breaker功能模块简介 举例6：构建图5-47所示的利用,利用,Breaker,功能模块设计的控制电路仿真模型,4,利用Breaker功能模块设计的控制电路仿真模型4,交流电压源（,AC Voltage Source,）：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Electrical Sources,模块库中调用，按照图,5-47,中所示参数进行设置；,Voltage Measurement,和,Current Measurement,模块：在,SimPowerSystems,的模块库中的,measurements,模块中连续调用两次，并按照图,5-47,中所示名称进行命名为,Iload,和,U_T,；,串联性分支模块,series RLC Branch,：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Elements,模块中连续调用，构建负载,ZL,（包括电阻,10,和电感器,100mH,）；,所需功能模块,5,交流电压源（AC Voltage Source）：在Sim,Breaker,模块：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Elements,模块库中调用；,Timer,模块：用于设计,Breaker,模块的控制波形参数，在,SimPowerSystems,的模块库中的,Extra library,里面的,Control Blocks,中调用；,Mux,模块：调用方法同前；,Scope,模块：在,Simulink,模块库中的,sinks,模块库中连续调用三次，并按照图,5-47,中所示名称分别命名；,To Workspace,模块：在,Simulink,模块库中的,Sinks,模块库中调用，将其,Variable name,命名为：,U_I,，,save format,设置为,Array,。,接前,6,Breaker模块：在SimPowerSystems的模块,设置,Timer,模块的参数,7,设置Timer模块的参数 7,负载电流,I/A,与控制信号,UC/V,波形,8,负载电流I/A与控制信号UC/V波形 8,负载电压波形,9,负载电压波形 9,举例,7,：构建图,5-51,所示的利用,Linear Transformer,功能模块设计的电路保存为,exm_7.mdl,。需要观察：（,1,）变压器原方电流和副方电流波形；（,2,）变压器副方电压波形。,Linear Transformer,功能模块简介,10,举例7：构建图5-51所示的利用Linear Transfo,利用,Linear Transformer,设计的仿真模型,11,利用Linear Transformer设计的仿真模型 11,交流电压源（,AC Voltage Source,）：调用方法同前，按照图,5-51,所示参数进行设置；,Voltage Measurement,和,Current Measurement,模块：调用方法同前，按照图,5-51,所示名称命名；,并联负载模块,Paralell RLC Load,：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Elements,模块中连续调用三次；,所需功能模块,12,交流电压源（AC Voltage Source）：调用方法,Linear Transformer,模块：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Elements,模块库中调用；,Mux,模块：调用方法同前；,Scope,模块：调用方法同前，并按照图,5-51,所示名称分别命名；,To Workspace,模块：调用方法同前，将,Variable name,命名为：,U_1_2,，,save format,设置为,Array,；,Neutral,模块：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Connectors,”,里面连续调用三次，并按照图,5-51,所示参数设置,接前,13,Linear Transformer模块：在SimPowe,设置,Linear Transformer,模块参数,14,设置Linear Transformer模块参数 14,Paralell RLC Load,模块,(1)-,（,3,）,15,Paralell RLC Load模块(1)-（3）15,变压器副方电压,16,变压器副方电压 16,变压器原方电流,I1,17,变压器原方电流I1 17,变压器副方电流,I2,18,变压器副方电流I2 18,在,Matlab6.X,以上版本中，在,simulink,里面的,“,SimPowerSystems,”,的模块库中，包含有电力电子元件库（,Power Electronics,）。在,Power Electronics,元件库中，它基本上涵盖了绝大多数电路所需的开关元器件，如晶体二极管、,GTO,、,IGBT,、,MOSFET,、,Thyristor,、理想开关、,Three-Level Bridge,和,Universal Bridge,等重要器件，其符号、名称和封装形式如图,5-57,所示。下面以一些典型电路的设计为例，将它们中的最常用器件的使用方法逐一进行分析和讲解。,认识,Power Electronics,模块库,19,在Matlab6.X以上版本中，在simulink里面的“S,Power Electronics,库中功能模块的符号、名称和封装形式,20,Power Electronics库中功能模块的符号、名称和,举例,8,：构建图,5-58,所示的利用,Ideal Switch,功能模块设计的电路，保存为,exm_8.mdl,。需要观察：（,1,）流过,Ideal Switch,模块的电流和端电压波形；（,2,）负载电流和端电压波形。,Ideal Switch,功能模块简介,21,举例8：构建图5-58所示的利用Ideal Switch功能,利用,Ideal Switch,功能模块设计的电路的仿真模型,22,利用Ideal Switch功能模块设计的电路的仿真模型 2,交流电压源（,AC Voltage Source,）：调用方法同前，按照图,5-58,中所示参数进行设置；,Voltage Measurement,和,Current Measurement,模块：调用方法同前，按照图,5-58,所示名称进行命名；,串联分支模块,Serias RLC Branch,：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Elements,模块中连续调用两次，按照图,5-58,中所示参数进行设置；,所需功能模块,23,交流电压源（AC Voltage Source）：调用方法,Timer,模块：用于设计,Ideal Switch,模块的控制波形参数，在,SimPowerSystems,的模块库中的,“,Extra library,”,里面的,Control Blocks,中调用；,Ideal Switch,模块：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Power Electronics,模块库中调用；,Demux,模块：调用方法同前；,Scope,模块：调用方法同前，并按照图,5-58,所示名称分别命名；,To Workspace,模块：调用方法同前，将,Variable name,命名为,U_I,，,save format,置为,Array,。,接前,24,Timer模块：用于设计Ideal Switch模块的控制,设置,Ideal Switch,模块参数,25,设置Ideal Switch模块参数 25,设置,Timer,模块参数,26,设置Timer模块参数 26,流过,Ideal Switch,功能模块的电流及其端电压,27,流过Ideal Switch功能模块的电流及其端电压 27,负载电流和端电压,28,负载电流和端电压 28,举例,9,：构建图,5-63,所示的利用,IGBT,功能模块设计的电路，并保存为,exm_9.mdl,。需要观察：（,1,）流过二极管电流,Id,的波形；（,2,）流过电感器,L1,的电流,IL,的波形；（,3,）,IGBT,集电极电流,Ic,的波形；（,4,）集电极与发射极之间电压,Uce,的波形；（,5,）负载端电压,U_load,的波形；（,6,）,PulseGenerator,模块输出的控制波形。电容器,C1,端电压波形；（,2,）电容器,C2,端电压波形。,IGBT,功能模块简介,29,举例9：构建图5-63所示的利用IGBT功能模块设计的电路，,利用,IGBT,功能模块设计的电路的仿真模型,30,利用IGBT功能模块设计的电路的仿真模型 30,直流源（,DC Voltage Source,）：调用方法同前，按照图,5-63,中所示参数进行设置；,串联分支模块,Serias RLC Branch,：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Elements,模块库中调用，按照图,5-63,中所示参数进行设置并命名为,L1,；,Voltage Measurement,和,Current Measurement,模块：调用方法同前，按照图,5-63,所示名称进行命名；,Diode,模块：在,“,SimPowerSystems,”,的模块库中的,Power Electronics,模块库中调用，命名为,D1,；,所需功能模块,31,直流源（DC Voltage Source）：调用方法同前,IGBT,模块：在,“,SimPowerSystems,”,的模块库中的,Power Electronics,模块库中调用；,Mux,模块：调用方法同前；,Scope,模块：调用方法同前，并按照图,5-63,中所示名称分别命名；,并联分支模块,Paralell RLC Branch,：在,SimPowerSystems,的模块库中的,Elements,模块库中调用，命名为,R1,和,C1,；,Pulse Generator,模块：在,Simulink,模块库中的,Sources,模块库中调用。,接前,32,IGBT模块：在“SimPowerSystems”的模块库,设置,IGBT,模块参数,33,设置IGBT模块参数 33,设置,Pulse Generator,模块参数,34,设置Pulse Generator模块参数 34,Pulse Generator,模块输出波形,35,Pulse Generator模块输出波形 35,输出的仿真波形,36,输出的仿真波形 36,
展开阅读全文