APP下载

Matlab电力电子技术应用的实现探讨

2019-09-10张晶

理论与创新 2019年3期
关键词:电力电子技术应用

张晶

【摘要】信息技术的快速发展推动许多学科进一步完善,以电力电子技术为例,其本身具有较强的理论性、实践性等特征,涉及的波形图、电路图也较多,相关设计人员需掌握较多相关理论,且在设计分析中面临较多的难题。在此背景下便提出仿真技术,即Matlab,其可通过相应模型的构建使所有波形结果具有可视化特征。对此,本文将对电力电子设计中Matlab应用的必要性、基于Matlab的系统模块构建以及系统仿真思路进行探析。

【关键词】Matlab;电力电子技术;应用

1电子电路设计中Matlab应用的必要性

目前,电子电路设计中逐渐强调以自动化为主,通过原理图设计与仿真相应的电路,使电子电路的设计达到最优,并分析电路中的最坏条件等。然而这些设计自动化目标的实现,要求将控制领域中的典型代表Matlab引入其中,其具备基本交互式编程能力,且较多图像或数据处理以及原理图设计等都可利用其完成。特别Matlab近年来发展中,版本处于不断更新态势,且有较多系统模块与模型如电力电子器件、电路以及电机等都被囊括其中。加上完善中将Sinulink环境引入其中,更能容纳较多关于电力电子的相关模块,为电路电子设计提供具体的指导。同时,电力电子系统在构造中,将Matlab引入其中,也可直接通过仿真计算以测出相关电路结果,无需考虑以往因硬件试验条件缺失而难以仿真的难题,保证设计精准性的同时减轻设计人员的负担。因此,将Matlab引入电子电路设计中极为必要。

2基于Matlab的模型构建

模型构建中主要需考虑到Simulink环境,根据电气系统设计要求,将其融入SinPowerSystems中,该仿真系统对电力电子系统以及电路都较为适用,而且能够仿真电路传输过程以及电机拖动系统等。其中,SinPowerSystems模块在内容上应以晶闸管、整流二极管、Mosfet模块、Diode模块等为主,同时的也容纳较多集成度较高的模块与底层模块等,如Universal bridge、Thyristor模块。实际建模过程中由于需考虑整流系统,所以对各模块要求合理建模。具体建模过程中,主要需考虑Sinulink系统构建、仿真等问题,实现的步骤体现在:①将Sinulink进行打开,可从Matlab中寻找具体内容;②完成Sinulink构建后,对其进行命名,可使模型后缀名界定在mdl上;③根据电子电路设计需要,在模块集中进行相应模块的寻找,将其向所构建的模型放置;④进行电力电子系统的构造,并对该系统进行仿真;⑤综合分析仿真结果,得出最终结论。

3基于Matlab系统仿真研究

电力电子技术实际设计过程中,其目标多集中在如何控制与变换电能方面,其中电力可细化为直流电力、交流电力为主,前者多表现在干电池、蓄电池方面,而后者集中在公用电网方面。但电力由电源获取,应在电力变换的基础上才可满足电力电子设计要求,所以应做好电力变换工作。现行电力变换中,常用的方式主要以直流变与交流变直流、交流为主。一般被叫做整流的为交流变直流,而作为逆变的则为直流变交流;直流变直流主要指不同电压下直流的转变,交流变交流则叫做的交流电力控制,侧重于变换电力或电压。明确这些内容的基础上,便可引入Matlab完成仿真。具体仿真过程主要表现在以下几方面。

3.1仿真过程在整流电路中的实现

近年来整流电路在应用过程中,多以三相桥式类型为主,所以将Matlab引入后,主要对三相桥式类型电路进行仿真。具体仿真中,首先需做好Sinulink环境的构建,在此基础上完成三相桥式系统结构模型的构建。实践研究发现,该系统结构中要求电桥模块需保证具有较高的精度,且在触发脉冲方面,也需引入具体的脉冲发生器,这样可达到整流电路要求。完成仿真模型构建后,便可得到仿真结果,若利用相应的波形图表示,整个三相桥式电路在整流结果上将更清晰的显示出来,仅需对控制角进行操作,便可得到整流波形变化结果,为电路设计提供准确的参考。

3.2仿真過程在逆变电路中的实现

对于逆变电路,其主要指直流电转换为交流电。目前,逆变电路的应用也较为常见,如较多直流电源包括太阳能电池或蓄电池等,在对交流负载进行供电时要求逆变电路作用充分发挥。同时,也有许多电力电子装置,如感应加热或不间断电源以及变频器等,其在设计过程中都需将逆变电路作为核心内容。所以电力电子技术中关键的内容在于逆变电路方面。需注意的是,区别于直流侧电源,逆变电路通常以电流型、电压型两种形式为主,在仿真过程中需通过Matlab做好全桥电路的构建,在此基础上完成仿真过程。根据实践发现,整个构建的结构中,全桥逆变在构成上主要以四个桥臂为主,且各桥壁需依托于PWM发生器向其提供脉冲,这样便可通过仿真结果判断逆变后负载电流、电压波形等。综合来看,无论将Matlab用于整流电路或逆变电路中,仅需保证Sinulink环境合理构造,将相关电路与具体设计内容进行仿真,便可得到相关的波形与设计性能指标,为电路电子设计提供合理指导。

4结束语

电力电子技术中引入Matlab能够为设计提供更多的指标数据。实际引入中应正确认识电力电子技术、Matlab的基本内涵,以Matlab为依托进行电路电子模型的具体构建,在此基础上将整流电路与逆变电路引入具体仿真过程中,可结合仿真结果分析实际设计中需注意的问题,能够保证电路电子的设计更为完善,推动电力电子技术的进一步发展。

猜你喜欢

电力电子技术应用
电力相关专业《电力电子技术》课程改革新思路
现代电力电子技术应用及发展论文
电力系统电力电子技术应用
多媒体技术在小学语文教学中的应用研究
分析膜技术及其在电厂水处理中的应用
GM(1,1)白化微分优化方程预测模型建模过程应用分析
煤矿井下坑道钻机人机工程学应用分析
气体分离提纯应用变压吸附技术的分析
会计与统计的比较研究
独立学院“电力电子技术课程设计”改革