matlab能输入铁心参数,基于MATLAB的电力机车110伏直流稳压电源仿真研究

1引言电力机车110伏直流稳压电源主要由110伏稳压电源柜和蓄电池共同组成。110伏稳压电源柜主要为电力机车的控制电路供电,而蓄电池在降弓情况下是为机车照明及低压试验提供能量,在升弓时则当电源柜发生故障时为控制电路供电。传统的110伏直流稳压电源主要采用晶闸管作为功率器件,使用半桥式整流,功率因素低,重量重,体积大,并且可靠性低不便于维护。本文的研究主要是为模块化分布式电力机车110伏直流电源项目的研制提供一些理论指导。电力机车110伏直流电源输入电压为277V~495V,输出额定电流为60A,因而输出额定功率为6600W。功率器件选用IGBT,利用全桥进行整流。由于输出电流大、功率高,同时对可靠性要求非常严,因而设计的难度主要在IGBT的控制、变压器以及保护电路上。限于篇幅有限,本文重点阐述了利用MATLAB对模块的主电路中变压器进行仿真研究,分析讨论了变压器参数设置对输入输出电压电流的影响。2电源主电路电力机车110伏直流电源主电路由输入全桥整流器、逆变器、降压变压器、输出全桥整流器以及滤波电感和滤波电容共同组成。如图1所示。(由于电压高,电流大,需要为整流管和IGBT设计一个缓冲电路。)图1电力机车110伏直流电源主电路原理图图2变压器等效电路3变压器仿真等效电路其中:R1:变压器原边线圈电阻;L1:变压器原边漏感;R2:变压器副边线圈电阻;L2:变压器副边漏感;Rm:变压器铁芯磁阻;Lm:变压器铁芯漏感。变压器电阻和电感采用标幺值:R=RR(base)L=LL(bHase)其中原边及铁心Rbase=UP1N2副边Rbase=UP2N2,Lbase=2RbafsNe4主电路变压器仿真参数设置:假设变压器的额定功率为1800W,工作频率20kHz,占空比0.8,输入有效电压626V,输出有效电压108V。则:Rbase1=UP1N2=16820602=217.71Lbase1=2RbafsNe1=23.2417.2710103=17.3310-4Rbase2=UP2N2=11800802=6.48Lbase2=2RbasfeN2=23.46.4280103=0.5210-4仿真结构模型如图3所示。仿真方法:在模块主电路中,影响变压器工作的主要因素包括变压器原边线圈电阻、原边线圈漏感、副边线圈电阻副边线圈漏感以及变压器铁芯磁阻和磁感。因此,分别改变这些参数,观察对整个主电路的影响。(1)原边线圈电阻R1的影响蓝:R1=2.18;绿:R1=21.8;红:R1=218(2)原边线圈漏感L1的影响蓝:L1=0.19uH;绿:L1=1.91uH;红:L1=19.06uH(3)副边线圈电阻R2的影响蓝:R2=0.65;绿:R2=6.48;红:R2=64.8(4)副边线圈漏感L2的影响蓝:L2=0.06uH;绿:L2=0.57uH;红:L2=5.72uH(5)变压器铁芯磁阻Rm的影响蓝:Rm=50.01;绿:Rm=502.91;红:Rm=5.03k(6)变压器铁芯磁感Lm的影响蓝:Lm=0.19*10-6uH;绿:Lm=1.91*10-6uH;红:Lm=19.06*10-6uH图3主电路仿真结构模型图4在不同原边线圈电阻情况下,变压器的输入、输出电流仿真波形图5在不同原边线圈漏感情况下,变压器的输入、输出电压仿真波形图6在不同副边线圈电阻的情况下,输入整流器输出电压(R2)图7在不同副边线圈漏感的情况下变压器的输入、输出电流仿真波形图8在不同铁芯磁阻的情况下,变压器的输入、输出电压仿真波形图9在不同铁芯漏感的情况下5模块主电路变压器仿真结果分析增加变压器原

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