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1、教育论坛电脑知识与技术MATLAB/PSB在电力电子实验教学中的应用朱琳,赵徐成,陈良龙(徐州空军学院,江苏徐州221000)摘要:介绍了MATLAB/PSB的电路仿真功能,并通过对Buck变换电路的仿真实例阐述了该软件在电力电子实验教学中的应用。关键词:MATLAB/PSB;电路仿真;电力电子中图分类号:TM46文献标识码:A文章编号:1009-3044(2006)05-0211-01TheApplicationofMATLAB/PSBinPowerElectronicExperimentalTeachingZHULin,ZHA
2、OXu-cheng,CHENLiang-long(XuzhouAirForceCollege,XuzhouJiangsu221000)Abstract:ThispaperintroducesthecircuitsimulationfunctionofMATLAB/PSB.TheapplicationinPowerElectronicexperimentalteach-ingisexpoundedbyaBuckconvertcircuit.Keywords:MATLAB/PSB;circuitsimulation;PowerElec
3、tronic1MATLAB简介3Buck变换电路仿真分析MATLAB是一种广泛应用于科学计算、工程设计和仿真用的Buck变换电路是电力电子电路中最基本的一种斩波电路。首通用数学工具软件。1998年,MATLAB增加了电力系统模块库,该先打开新建模型窗口,将所需元件模块从模块库中拖入新建模型模块库以Simulink为运行环境,是建立在Smulink标准模块和M窗口并改名,设定有关参数:U=200V,触发脉冲的占空比为60%,语言基础上的一个附加模型库,它提供为电力系统仿真分析专用开关器件选择GTO,将各模块连接组成仿真模型,如图1所
4、示。连的各种线性与非线性元件和模块。尤其是在MATLAB6.X之后的接好电路模型之后,在下拉菜单Simulation中选择Simulationpa-版本中,SimPowerSystems的元件库进行了扩充,用户可以在库中rameters命令设定有关仿真参数:设定停止时间为0.01s,仿真算找到例如IGBT、MOSFET、GTO等几乎所有常用的新型电力电子法选择可变步长ode23tb算法,其它参数选项可用默认值。然后点器件模型,给使用带来极大的方便。击启动仿真按钮即开始进行仿真,双击各个显示模块就能显示其可视化图形仿真功能是在SIM
5、ULINK环境下进行的。进入信号波形。仿真结果如图2所示。MATLAB系统后打开模块库浏览窗口,用鼠标左键双击其中的由图2可以清楚的看到GTO在导通与关断期间流过管子的SimPowerSystems即可弹出电力系统工具箱模块库。它主要包含以电流和两端的电压值,以及负载电流和电压。在电路模型中可以下几类:电源库、元件库、电力电子元件库、机组模型、连接元件、方便地修改元器件的参数,验证电路在不同情况下的工作状态。测量元件、其它元件、电力图形用户界面、演示系统等,基本涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系
6、统的仿真模型,其元件和模块是由电力工业领域的专家提出并得到实际证实的,符合电力专业分析软件的要求这些模块库包含了大多数常用电力系统元件的模块。利用这些库模块及其它库模块,用户可方便、直观地建立各种系统模型并进行仿真。2MATLAB用于电力电子实验教学的意义在电子技术教学中,由于单元电路较多,电路性能特点千差万别,理论教学时如果光靠画出电路图来分析讲解,只能把知识图1Buck电路仿真模型图强加给学生。有些电路的变换过程复杂,单纯地进行理论讲解往往使学生往往没有深刻地理解,不便于掌握电路结构组成和性能特点。随着电力电子技术的发展,新型
7、电力电子器件的出现,依靠传统的实验教学已远不能满足教学要求。采用MATLAB软件仿真,可以在计算机上建立一个元器件品种齐全、测试仪器准确的虚拟工作台。一方面可以通过测试、验证、纠错和创新设计电路,帮助学生更快更深刻地理解课堂上讲授的理论知识,加深对概念、原理的理解,弥补课堂教学的不足;另一方面也克服了实验室元器件品种、规模、数量不足,仪器陈旧老化,实验电路板形式单调,不图2仿真结果波形图利于学生创新设计等不利因素;再者,还可以减少由于学生操作4结论不当对实验设备造成的破坏,降低仪器的损坏率,延长仪器使用综上所述,在电力电子实验教学
8、中可以充分运用MATLAB电寿命。学生可以更多地接触电子元器件的性能和参数,更好地掌路仿真手段,将电路演示与理论教学相结合,以增加学生的感性握常用电子仪器的使用方法,对进一步培养学生的应用能力、综认识,也可以用于补充或取代一些实验现象不明显的传统实
