陈中，盐城工学院教师，连续多年指导学生进行毕业设计以及学科竞赛，拥有丰富教学、实践经验，已出版《基于MSP430单片机的控制系统设计》《基于AVR单片机的控制系统设计》等五部著作。

　　《基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真（第2版）/新视野电子电气科技丛书》主要介绍基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真，在适当阐述工作原理的基础上，重点介绍系统的仿真模型建立方法和仿真结果分析，对于不能直接调用的仿真模块进行修改并说明其工作原理。
　　《基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真（第2版）/新视野电子电气科技丛书》共分7章：第1章为基础内容，着重介绍MATLAB基本操作与模型库中模块浏览；第2～7章为电力电子和交直流调速系统仿真模型的建立和仿真结果分析。全书提供了大量应用实例。
　　《基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真（第2版）/新视野电子电气科技丛书》的特点是将电力电子技术、交直流调速系统与MATLAB仿真有机地结合在一起，叙述简洁、概念清楚。
　　《基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真（第2版）/新视野电子电气科技丛书》适合作为高等学校电气类、自动化类及其相关专业高年级本科生、研究生的教材和教师参考书，也可供相关技术人员参考。

第5章交流调压和直流变换仿真

5.1交流调压仿真

交流调压是指交流电压幅值的变换(其频率不变)，它在交流调压、交流调功和交流开关3种交流电力控制器中有着广泛的应用。交流电力控制器通常是指接在交流电源与负载之间，用以实现负载电压有效值和功率调节或开关控制的电力电子装置。

它们可以采用相位控制或通断控制，相应的装置也称为交流调压器、交流调功器和交流电力开关。

5.1.1单相交流调压仿真

单相交流调压电路是交流调压中最基本的电路，它由两只反并联的晶闸管组成。两只普通晶闸管VT1和VT2分别作为正负半周的开关，当一个晶闸管导通时，它的管压降成为另一个晶闸管的反压，使之阻断，实现电网自然换流。单相交流调压仿真模型如图51所示。

图51单相交流调压仿真模型

1. 主电路建模和参数设置

主电路主要由交流电源、两个晶闸管反并联和电阻负载组成。交流电源AC voltage Source的参数设置为： 峰值电压为220V，相位为0°，频率为50Hz，负载为纯电阻10Ω。

2. 单相交流调压控制电路的仿真模型

控制电路的仿真模型主要有两个脉冲触发器组成，分别通向两个反并联晶闸管，参数设置为： 峰值为1，周期为0.02s，脉冲宽度为10，相位延迟时间为0.00167，这是因为本次仿真时把延迟角设定为30°，另一个触发脉冲器的参数中，延迟角和前一个脉冲触发器相差180°，即为0.01167，其他参数设置和前者相同。

3. 测量模块的选择

从仿真模型可以看出，本次仿真主要测量输出的有功功率、负载电压有效值以及流过晶闸管VT1电流的有效值。模块测量的是负载两端电压和负载电流。

仿真算法采用ode23tb，仿真时间为1s，仿真结果如图52所示。

图52单相交流调压仿真结果(1)

从仿真结果可以看出，控制角α可将电源电压“削去”0~α、π~π+α区间一块，从而在负载上得到不同大小的交流电压。还可以看到，输出电压虽是交流，但不是正弦波，波形与横轴对称，没有偶次谐波，而包含有3、5、7、9等奇次谐波。这与用调压变压器进行交流调压输出是正弦波不同，所以，只适用对波形没有要求的场合，例如温度和灯光调节，如果用作其他调压器，则要注意负载容许多大的波形畸变。

对于单相交流调压，负载电压有效值的计算公式为

UR=1π∫πα(2Uasinωt)2dωt=Ua1-2α-sin2α2π(51)

其中，Ua是有效值，由于电源峰值为220V，其有效值Ua为220/2，延迟角α为30°，代入式(51)可计算得到负载电压有效值为153V，而从图52可以看出，负载电压有效值为152.6V。

对于单相交流调压，输出的有功功率的计算公式为

PR=U2aR1-2α-sin2α2π(52)

其中，R=10Ω，可计算输出有功功率为2351W，而从图52可以看出，输出的有功功率为2340W。

流过晶闸管有效值的计算公式为

IVT=1π∫πα2UasinωtR2dωt=Ua2R1-2α-sin2α2π(53)

可计算流过晶闸管电流有效值为10.8A，而从图52可以看出，流过晶闸管电流有效值为10.8A。

现用Powergui模块对负载两端电压进行谐波分析，如图53所示。

第1章 MATLAB简介与基本操作
1．1 MATLAB简介
1．2 Simulink/SimPowerSystems模型窗口
1．2．1 Simulink的工作环境
1．2．2 模型窗口工具栏
1．3 有关模块的基本操作及仿真步骤
1．4 测量模块及显示和记录模块的使用
1．5 建立子系统和系统模型的封装
1．6 模块的修改
1．7 新版本中查找旧版本模块
1．8 Simulink模型库中的模块
1．9 SimPowerSystems模型库浏览
1．10 仿真算法介绍
1．11 S函数的编写

第2章 电力电子整流电路仿真
2．1 电力电子仿真常用的测量模块简介
2．2 单相桥式整流电路仿真
2．2．1 单相全控桥式整流电路的仿真
2．2．2 单相半控桥式整流电路的仿真
2．3 三相半波可控整流电路仿真
2．3．1 三相半波可控整流电路接阻感性负载仿真
2．3．2 三相半波可控整流电路接反电动势负载仿真
2．3．3 考虑交流电源存在电感三相不可控整流电路仿真
2．3．4 考虑交流电源侧存在电感的三相半波可控整流电路仿真
2．4 三相桥式全控整流电路仿真
2．5 三相半控桥式整流电路仿真

第3章 电力电子有源逆变仿真
3．1 半波可控整流电路接电动势性负载仿真
3．2 考虑交流电源存在电感的有源逆变仿真
3．3 三相全控桥式电路有源逆变工作状态仿真
3．4 整流电路的电流畸变系数和有功功率测量的仿真

第4章 电力电子无源逆变仿真
4．1 负载换流逆变器仿真
4．1．1 RLC串联谐振逆变器仿真
4．1．2 并联谐振逆变器仿真
4．2 强迫换流电压型逆变器仿真
4．2．1 单相桥式串联电感式逆变器仿真
4．2．2 三相串联电感式逆变电路仿真
4．2．3 串联二极管式逆变器仿真
4．2．4 具有辅助换流晶闸管逆变器仿真
4．3 强迫换流电流型逆变器仿真
4．4 全控型电力电子电压型逆变器仿真
4．4．1 单相全桥逆变器仿真
4．4．2 三相电压型逆变器仿真
4．5 多重逆变电路仿真
4．5．1 二重单相电压型逆变电路仿真
4．5．2 三相电压型逆变器多重化仿真
4．6 正弦波脉宽逆变器仿真
4．7 跟踪型PWM控制技术仿真
4．7．1 单相半桥式跟踪PWM逆变器仿真
4．7．2 三相桥式跟踪PWM逆变器仿真
……

第5章 交流调压和直流变换仿真
第6章 直流调速系统仿真
第7章 交流调速系统的MATLAB仿真
参考文献