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Matlab電力電子技術(shù)應用論文
【文章摘要】信息技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)許多學(xué)科進(jìn)一步完善，以電力電子技術(shù)為例，其本身具有較強的理論性、實(shí)踐性等特征，涉及的波形圖、電路圖也較多，相關(guān)設計人員需掌握較多相關(guān)理論，且在設計分析中面臨較多的難題。在此背景下便提出仿真技術(shù)，即Matlab，其可通過(guò)相應模型的構建使所有波形結果具有可視化特征。對此，本文將對電力電子設計中Matlab應用的必要性、基于Matlab的系統模塊構建以及系統仿真思路進(jìn)行探析。
【關(guān)鍵詞】Matlab；電力電子技術(shù)；應用
0前言
作為近年來(lái)能夠合理控制電能形態(tài)的技術(shù)，電力電子技術(shù)在信息技術(shù)推動(dòng)下得到快速發(fā)展，其以自身相關(guān)器件轉換與控制電能，無(wú)論數瓦電器或數千瓦輸電系統，都可通過(guò)電力電子裝置進(jìn)行控制。據統計分析，國外許多發(fā)達國家依托于電力電子技術(shù)所轉換的電能達到90%，而這一轉換過(guò)程的實(shí)現主要得益于其在仿真過(guò)程中能夠取得精確的結果。因此，本文對電力電子技術(shù)中Matlab的應用研究，對促進(jìn)電力電子技術(shù)發(fā)展具有十分重要的意義。
1電子電路設計中Matlab應用的必要性
目前，電子電路設計中逐漸強調以自動(dòng)化為主，通過(guò)原理圖設計與仿真相應的電路，使電子電路的設計達到最優(yōu)，并分析電路中的最壞條件等。然而這些設計自動(dòng)化目標的實(shí)現，要求將控制領(lǐng)域中的典型代表Matlab引入其中，其具備基本交互式編程能力，且較多圖像或數據處理以及原理圖設計等都可利用其完成。特別Matlab近年來(lái)發(fā)展中，版本處于不斷更新態(tài)勢，且有較多系統模塊與模型如電力電子器件、電路以及電機等都被囊括其中。加上完善中將Sinulink環(huán)境引入其中，更能容納較多關(guān)于電力電子的相關(guān)模塊，為電路電子設計提供具體的指導。同時(shí)，電力電子系統在構造中，將Matlab引入其中，也可直接通過(guò)仿真計算以測出相關(guān)電路結果，無(wú)需考慮以往因硬件試驗條件缺失而難以仿真的難題，保證設計精準性的同時(shí)減輕設計人員的負擔。因此，將Matlab引入電子電路設計中極為必要。
2基于Matlab的模型構建
模型構建中主要需考慮到Simulink環(huán)境，根據電氣系統設計要求，將其融入SinPowerSystems中，該仿真系統對電力電子系統以及電路都較為適用，而且能夠仿真電路傳輸過(guò)程以及電機拖動(dòng)系統等。其中，SinPowerSystems模塊在內容上應以晶閘管、整流二極管、Mosfet模塊、Diode模塊等為主，同時(shí)的也容納較多集成度較高的模塊與底層模塊等，如Universalbridge、Thyristor模塊。實(shí)際建模過(guò)程中由于需考慮整流系統，所以對各模塊要求合理建模。具體建模過(guò)程中，主要需考慮Sinulink系統構建、仿真等問(wèn)題，實(shí)現的步驟體現在：①將Sinulink進(jìn)行打開(kāi)，可從Matlab中尋找具體內容；②完成Sinulink構建后，對其進(jìn)行命名，可使模型后綴名界定在mdl上；③根據電子電路設計需要，在模塊集中進(jìn)行相應模塊的尋找，將其向所構建的模型放置；④進(jìn)行電力電子系統的構造，并對該系統進(jìn)行仿真；⑤綜合分析仿真結果，得出最終結論。
3基于Matlab系統仿真研究
電力電子技術(shù)實(shí)際設計過(guò)程中，其目標多集中在如何控制與變換電能方面，其中電力可細化為直流電力、交流電力為主，前者多表現在干電池、蓄電池方面，而后者集中在公用電網(wǎng)方面。但電力由電源獲取，應在電力變換的基礎上才可滿(mǎn)足電力電子設計要求，所以應做好電力變換工作�，F行電力變換中，常用的方式主要以直流變與交流變直流、交流為主。一般被叫做整流的為交流變直流，而作為逆變的則為直流變交流；直流變直流主要指不同電壓下直流的轉變，交流變交流則叫做的交流電力控制，側重于變換電力或電壓。明確這些內容的基礎上，便可引入Matlab完成仿真。具體仿真過(guò)程主要表現在以下幾方面。
3.1仿真過(guò)程在整流電路中的實(shí)現
近年來(lái)整流電路在應用過(guò)程中，多以三相橋式類(lèi)型為主，所以將Matlab引入后，主要對三相橋式類(lèi)型電路進(jìn)行仿真。具體仿真中，首先需做好Sinulink環(huán)境的構建，在此基礎上完成三相橋式系統結構模型的構建。實(shí)踐研究發(fā)現，該系統結構中要求電橋模塊需保證具有較高的精度，且在觸發(fā)脈沖方面，也需引入具體的脈沖發(fā)生器，這樣可達到整流電路要求。完成仿真模型構建后，便可得到仿真結果，若利用相應的波形圖表示，整個(gè)三相橋式電路在整流結果上將更清晰的顯示出來(lái)，僅需對控制角進(jìn)行操作，便可得到整流波形變化結果，為電路設計提供準確的參考。
3.2仿真過(guò)程在逆變電路中的實(shí)現
對于逆變電路，其主要指直流電轉換為交流電。目前，逆變電路的應用也較為常見(jiàn)，如較多直流電源包括太陽(yáng)能電池或蓄電池等，在對交流負載進(jìn)行供電時(shí)要求逆變電路作用充分發(fā)揮。同時(shí)，也有許多電力電子裝置，如感應加熱或不間斷電源以及變頻器等，其在設計過(guò)程中都需將逆變電路作為核心內容。所以電力電子技術(shù)中關(guān)鍵的內容在于逆變電路方面。需注意的是，區別于直流側電源，逆變電路通常以電流型、電壓型兩種形式為主，在仿真過(guò)程中需通過(guò)Matlab做好全橋電路的構建，在此基礎上完成仿真過(guò)程。根據實(shí)踐發(fā)現，整個(gè)構建的結構中，全橋逆變在構成上主要以四個(gè)橋臂為主，且各橋壁需依托于PWM發(fā)生器向其提供脈沖，這樣便可通過(guò)仿真結果判斷逆變后負載電流、電壓波形等。綜合來(lái)看，無(wú)論將Matlab用于整流電路或逆變電路中，僅需保證Sinulink環(huán)境合理構造，將相關(guān)電路與具體設計內容進(jìn)行仿真，便可得到相關(guān)的波形與設計性能指標，為電路電子設計提供合理指導。
4結論
電力電子技術(shù)中引入Matlab能夠為設計提供更多的指標數據。實(shí)際引入中應正確認識電力電子技術(shù)、Matlab的基本內涵，以Matlab為依托進(jìn)行電路電子模型的具體構建，在此基礎上將整流電路與逆變電路引入具體仿真過(guò)程中，可結合仿真結果分析實(shí)際設計中需注意的問(wèn)題，能夠保證電路電子的設計更為完善，推動(dòng)電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
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