matlab的单项悟空整流,一种新型单相脉冲整流器的MATLAB仿真研究
一种新型单相脉冲整流器的MATLAB仿真研究
摘要:给出了一种新型的脉冲整流器,详细地介绍了其工作原理和控制方案,并对该整流器及其控制系统建立了MATLAB仿真模型,仿真结果验证了该方案的优越性。
关键词:脉冲整流器;升压斩波器;功率因数校正;
图1主电路拓扑图
1前言
随着电力电子装置日益广泛的应用,谐波对电网的污染也日益严重。另外,许多电力电子装置的功率因数很低,也给电网带来了额外负担并影响供电质量。因此,各种功率因数校正技术得到了迅速发展。其中,四象限变流器技术是中、大容量的单位功率因数变流器采用的主要技术。它是把在逆变电路中使用的PWM技术移植到整流电路中而形成的。其基本原理是,检测交流侧的电压波形和电流波形,通过控制功率开关管的通断状态,使输入电流接近正弦波,并且使交流输入侧电流和电压同相位,实现功率因数接近于1的目标。
本文所提出的脉冲整流器电路与传统的四象限变流器稍有不同,它适用于无需能量反馈的场合,可用于交流侧功率因数校正。文中采用了一种新型的控制方法,并用MATLAB进行了系统仿真。
2主电路拓扑
如图1所示,该单相整流器每个桥臂的上功率开关采用了不可控器件,降低了成本和控制的复杂性,简化了控制脉冲产生电路,提高了系统的可靠性。
在电源电压正半波,通过控制开关管S1的导通与关断,使电感电流跟踪电源电压。由于半导体器件的特性,即使同时给S1、S2发控制脉冲,在电源电压正半波,S2也不会导通。当S1开通时,电源给电感充电,电感电流经S1、D2方向流动,电感储能,电感电流上升;S1关断时,电感电流经D1、D2方向流动,电感与电源同时向负载供电,电感释放能量,电感电流下降。只要及时控制S1的开通与关断,就能使电感电流即电源电流跟踪电源电压的变化。在电源电压的负半周,与上面的分析相同,只要控制S2的导通与关断,就能达到相同的效果。这样就能够使输入电流跟踪输入电压,从而使功率因数接近于1。
图3系统的MATLAB仿真模型
图2平均电流模式控制原理框图
图4PWM子系统结构图
从上面的分析可知,该主电路拓扑结构实质上相当于设计了两套Boost升压斩波电路,只是在输入交流电压的正负半周通过对应的Boost电路工作,来实现功率因数校正的目的。
3控制电路原理及建模
如上所述,该电路本质上为Boost电路,因此可以采用Boost电路的控制模式。常用的控制模式包括电压控制方式,峰值电流控制方式,平均电流控制方式等。平均电流控制方式[2],[4]具有开关频率固定,无需谐波补偿等优点,因此应用最为广泛。通过这种控制方式,不仅能够使交流侧功率因数接近于1,而且能保证直流侧输出电压稳定。基于此,本文也采用这一控制方式。其具体控制原理简述如下:输出电压经电压误差放大器放大后,与输入电压的采样值在乘法器相乘后送到电流运算放大器作为基准电流。电压环的作用是使输出电压稳定,从输入电压采样的目的是使基准电流与输入电压的波形同相位。从电感电路获得电感电流采样,送到电流误差放大器的负端。电流误差放大器的输出直接加在PWM比较器的正端,比较器的负端接锯齿波发生器的输出。这样,电流误差放大器的输出直接控制了PWM调制器的占空比,强迫实际电感电流逼近电感电流的平均值。其控制框图如图2所示。
4系统的MATLAB仿真研究
本文采用MATLAB来完成系统工作原理的仿真和分析。所建立的MATLAB仿真原理如图3所示。
图3的有关说明如下:
1)为避免在仿真中形成代数环,造成逐步迭代,从而降低求解速度,增加仿真时间,故在电路中使用了记忆模块,以切断代数电路。
2)在控制电路中使用了传递函数模块来构成PI调节器,并在电流电压采样中使用了滤波器模块。这些模块的运用简化了仿真电路的实现。
3)图中的PWM子系统是运用SIMULINK中的基本模块构造的。具体结构如图4所示。
5仿真波形及结果分析
电路有关参数:单相交流输入340V;直流输出600V;开关频率2kHz;交流侧电感2mH。图5,图6,图7分别显示的是输出电压波形,输入交流电压与电流波形,开关脉冲信号波形。
从图5可以看到输出电压经过启动过程后基本稳定在600V左右。从图6(b)可以看到输入侧电流近似为一与输入电压同相位的正弦波。
6结语
本文提出了一种新型的脉冲整流器实现方案,分析了其工作原理,采用了一种新的控制方案,并给出了采用MATLAB建立的仿真模型和仿真分析结果。通过仿真验证了该方案是实现中、大功率因数校正的一种较好的方法。
图7开关信号
图5输出电压波形
(a)输入交流电压
(b)输入交流电流
图6输入电压与电流波形
matlab的单项悟空整流,一种新型单相脉冲整流器的MATLAB仿真研究相关推荐
- matlab的单项悟空整流,基于MATLAB的单相桥式整流电路研究
1 引言 整流电路(Rectifier)尤其是单相桥式可控整流电路是电力电子技术中为重要,也是应用得为广泛的电路,不仅应用于一般工业,也广泛应用于交通运输.电力系统.通信系统.能源系统等其他领域.因此 ...
- dq坐标系下无功功率表达式_一种单相脉冲整流器电网电压估算方法与流程
本发明涉及电力电子技术领域,具体为一种单相脉冲整流器电网电压估算方法. 背景技术: 单相脉冲整流器以其网侧功率因数高.电流谐波小.可实现能量可双向流动等优点,已广泛应用于新能源发电.不间断电源及铁路机 ...
- matlab机器人轨迹规划仿真程序,基于MATLAB_Robotics工具箱的工业机器人轨迹规划及仿真研究...
[实例简介] 基于MATLAB_Robotics工具箱的工业机器人轨迹规划及仿真研究 //CAD/CAM/CAE/ CAPP MANUFACTURING INF( ti=i:025:1+1 i=0:3 ...
- matlab 喷嘴挡板阀,双喷嘴挡板伺服阀动态参数寻优及仿真研究
摘要:电液伺服阀通过液压技术.自动控制技术与高端制造技术优点的全面结合,实现电.液信号的转换和精确控制,是机.电.液一体化的集成之作.它是电液伺服控制系统中的核心元件,其性能直接影响和决定了整个控制系 ...
- Simulink中的某一个模块用了我自己定义的MATLAB function模块,但是出现的结果是:The block ‘**/matlab function/sfunction‘ is in an
Simulink中的某一个模块用了我自己定义的MATLAB function模块,但是出现的结果是:The block '/matlab function/sfunction' is in an in ...
- matlab 画光束等相面,一种新型贝塞尔光束器件的设计方法
1 引言 衍射是波普遍具有的性质.因为衍射效应的存在,所以即便不考虑成像系统的误差也不可能完全分辨极小物点.1987年,Durnin等[提出存在径向光强分布满足贝塞尔函数的无衍射光束,即贝塞尔光束.贝 ...
- matlab horn antenna,一种新型的角锥喇叭天线设计方法.pdf
一种新型的角锥喇叭天线设计方法.pdf V01.32 第32卷第1期 北京信息科技大学学报 No.1 Feb.2017 of Information 2017年2月 Journal Science&a ...
- 一种新型的智能城市工业物联网安全攻击检测框架
工业物联网安全攻击检测框架 背景导论 智能城市与安全需求 相关工作 所提案框架的设计和发展 基于RPL的安全框架(对IIoT) 所有攻击的阈值调制 HELLO-Flood攻击的阈值调制 版本号攻击的阈 ...
- 单相桥式全控整流电路的matlab仿真,基于Matlab的单相桥式全控整流电路的仿真研究...
信息科学 民營科技2016年7期 66 基于Matlab的单相桥式全控整流电路的仿真研究 魏立明邢文白 (吉林建筑大学电气与计算机学院,吉林长春13m18) 摘要:单相桥式全控整流电路在电力电子中有着 ...
最新文章
- 怎么样给下拉框加载背景色
- Swift 中的 @autoclosure
- 【数字信号处理】线性时不变系统 LTI “ 输入 “ 与 “ 输出 “ 之间的关系 ( 线性卷积起点定理 | 左边序列概念 | 推理 )
- vmware虚拟机迁移到hyperv_ProxmoxVE 之 V2V迁移(vmware-PVE)
- C#程序中设置全局代理(Global Proxy)
- springboot项目不加端口号也可以访问项目的方法
- 关于Video Renderer和Overlay Mixer
- 发现一个奇怪的问题: 不能把文件取名为 con
- leetcode数组汇总_LeetCode刷题实战118:杨辉三角
- HyperV2012的学习,从这里开始
- 进位和借位问题的研究
- 如何用 Python 快速开发一个区块链数据结构?
- python文件hadoop_采用Python来访问Hadoop HSFS存储实现文件的操作
- python实现SGD(stochastic gradient descent)算法
- 【JS】日期Date如何格式化为年月日yyyy-MM-dd hh:mm:ss
- 利用Aria2和旧电脑打造一台下载机
- 思科-交换机的基本命令
- 模型加速之openvino
- 百度云盘试用时间本地CE修改
- [FFmpeg] AVPacket 的使用记录(初始化、引用、解引用、释放)
热门文章
- 11.4 优化拆分和合并(region)
- 2013-开始新的一年
- [转]厚积薄发,有的放矢--李开复博士给中国计算机系学生的建议
- G2.9 std_alloc源码剖析
- linux下安装在线mysql,嵌入式 Linux下安装Mysql离线和在线安装
- 【论文写作】JSP旅游网如何写总体设计
- 删除悬镜linux安装教程,Linux安全运维之如何活用history命令
- Java存储任意对象_浅析java设计模式(一)----异构容器,可以存储任何对象类型为其他类提供该对象...
- Python:random库使用方法
- 著名的用户界面设计准则