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快了模拟速度. (4) 特殊的程序库 除了标准的参数如电流电压,有源器件外,PLECS还提供了一些特别的元件.在程序库里,你可以找到很多半导体元器件,如开关,断路器.变流器和三相变压器等等. 为了模拟电子驱动,我们在PLECS里还可以找到交流或直流发电机,如感应发电机或永磁同步发电机
1.4 PSIM仿真软件
PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。
PSIM具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能,为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。
PSIM仿真解析系统,不只是回路仿真单体,还可以和其他公司的仿真器连接,为用户提供高开发效率的仿真环境。例如,在电机驱动开发领域,控制部分用MATLAB/Simulink实现,主回路部分以及其周边回路用PSIM实现,电机部分用电磁界解析软件JMAG实现,由此进行连成解析,实现更高精度的全面仿真系统。
1.5 CASPOC仿真软件
CASPOC仿真软件是一个面向电力电子和电气驱动的功能强大的系统级模拟软件。使用CASPOC可以简单快速地建立电力电子、电机、负载和控制量的多级模型。这个多级模型包括交互式电力供应的电路级模型、电机/负载的部件级模型以及控制算法的系统级模型,最后使用CASPOC稳定的求解器快速和精确地仿真,将该模型的时
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CASPOC 工作窗口
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域波形、向量和谐波直观动态地显示出来,从而让用户进行电力电子领域内系统级的设计和分析。
CASPOC仿真软件拥有无可争议的仿真速度和稳定性。
1.6基于Matlab的Simulink仿真软件
Simulink是基于Matlab的框图设计环境,可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真,它的建模范围广泛,可以针对任何能用数学来描述的系统进行建模,例如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通信系统、船舶及汽车等,其中包括了连续、离散,条件执行,事件驱动,单速率、多速率和混杂系统等。Simulink提供了利用鼠标拖放的方法来建立系统框图模型的图形界面,而且还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合,利用Simulink几乎可以做到不书写一行代码即完成整个动态系统的建模工作。除此之外,Simulink还支持Stateflow,用来仿真事件驱动过程Simulink是从底层开发的一个完整的仿真环境和图形界面,是模块化了的编程工具,它把Matlab的许多功能都设计成一个个直观的功能模块,把需要的功能模块用连线连起来就可以实现需要的仿真功能了。也可以根据自己的需要设计自己的功能模块,Simulink功能强大,界面友好,是一种很不错的仿真工具。
Simulink仿真具有以下的特点:
(1)交互建模Simulink提供了大量的功能块,方便用户快速地建立动态系统模型,建模时只需要使用鼠标拖放库中的功能块,并将它们连接起来。用户可以通过将块组成子系统建立多级模型。对块
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和连接的数目没有限制。
(2)交互仿真Simulink框图提供了交互性很强的非线性仿真环境。用户可以通过下拉菜单执行仿真,或者用命令行进行批处理。仿真结果可以在运行的同时通过示波器或者图形窗口显示。
(3)能够扩充和定制Simulink的开放式结构允许用户扩充仿真环境的功能。
(4)与Matlab和工具箱集成由于Simulink可以直接利用Matlab的数学、图形和编程功能,用户可以直接在Simulink下完成诸如数据分析、过程自动化、优化参数等工作。工具箱提供的高级设计和分析能力可以通过Simulink的屏蔽手段在仿真过程中执行。
(5)专用模型库Simulink的模型库可以通过专用元件集进一步扩展。
由于在自动控制原理课程仿真中已经对simulink有了一定的熟悉,故在本次的电力电子仿真中仍然采用的是基于Matlab的Simulink仿真软件。 1.7 本章小结
在本章中简单地介绍了目前比较常用的电力电子仿真的常用仿真软件,并简要地介绍了各个电力电子仿真软件的优缺点以及其各自应用的领域。
仿真软件能够帮助我们更好地掌握电力电子的基本理论知识,它是我们在没有世间经验的情况下与实际沟通的桥梁,它是一种强有力的工具。
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第2章 基本元器件特性的测试仿真
2.1 不可控器件——电力二极管
电力二极管的仿真模型位于Simulink的SimPowerSystems工具箱的Power Electronic库中,为Diode,其模块如图2-1所示:
电力二极管的工作特性类似于模拟电路中的二极管,当加在其两端的正向电压大于其门槛电压时,二极管导通
工作,否则二极管处于反向截止状态。 图2-1 电力二极管模型图
由于电力二极管无控制极,故属于不控型器件。
分两种情况分别讨论电力二极管的工作特性:①带纯阻性负载;②带阻感性负载;
说明:为了分析的方便,在以下所有的分析中除了给出其仿真的连接电路图外,也加入了电路的原理图,绘制原理图的软件有很多种,在此我采用的是比较熟悉的Protel 99 SE软件,此处不再赘述。 带纯阻性负载:
电路原理图如图2-2所示:
图2-2 电力二极管带纯阻负载电路原理图
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