dq032電力電子變流實(shí)驗(yàn)的仿真設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

dq032電力電子變流實(shí)驗(yàn)的仿真設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),dq032,電力,電子,實(shí)驗(yàn),仿真,設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā) 浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 文獻(xiàn)綜述 現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件，綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用，是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。 當(dāng)前，電力電子作為節(jié)能、節(jié)材、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái),電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。 目前，科學(xué)技術(shù)發(fā)展到20世紀(jì)末,系統(tǒng)仿真學(xué)科已經(jīng)形成較為完善的體系。仿真技術(shù)由于其有效性、可重復(fù)操作性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的特點(diǎn),日益顯出其重要性和廣泛應(yīng)用性。20世紀(jì)70年代以后,民用工業(yè)中連續(xù)過(guò)程仿真得到迅速發(fā)展,其中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的首屬電力工業(yè),而電力電子技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中被廣泛地運(yùn)用了。 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。 隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，進(jìn)入80年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代，進(jìn)入90年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電力檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源，更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一點(diǎn)稱(chēng)為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。 開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化，并使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。 同樣電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也得到廣泛地發(fā)展，10年前電力電子技術(shù)的應(yīng)用僅限于高壓直流電、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和靜止無(wú)功補(bǔ)償器。從現(xiàn)在已實(shí)現(xiàn)的電力電子工程觀察，尤其啊在最近的10年，靈活交流輸電和高壓直流輸電將提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、解決系統(tǒng)控制問(wèn)題，同時(shí)在電力系統(tǒng)的安全可靠上發(fā)揮更大的作用。直接的表現(xiàn)將是用電力電子技術(shù)提高系統(tǒng)輸電容量，增加系統(tǒng)穩(wěn)定和改善電能質(zhì)量。 系統(tǒng)仿真就是在模型上進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)。按照真實(shí)系統(tǒng)的物理性質(zhì)、幾何尺寸等構(gòu)造出系統(tǒng)的物理模型,并在該物理模型上進(jìn)行試驗(yàn),稱(chēng)為物理仿真。把數(shù)學(xué)模型、物理模型,甚至實(shí)物聯(lián)合在一起進(jìn)行試驗(yàn),稱(chēng)為數(shù)學(xué)-物理仿真,又稱(chēng)為半實(shí)物仿真。計(jì)算機(jī)仿真包括三個(gè)要素:系統(tǒng)、模型、計(jì)算機(jī)。聯(lián)系這三個(gè)要素的有三個(gè)基本活動(dòng):對(duì)象數(shù)學(xué)模型建立、仿真模型建立、仿真試驗(yàn)。其特點(diǎn)是它屬于一種可控制的、無(wú)破壞性的、耗費(fèi)小的、并允許多次重復(fù)的試驗(yàn)手段。 它以其高效、優(yōu)質(zhì)、低廉體現(xiàn)其強(qiáng)大的生命力和潛在的能力。它是迄今為止最有效的經(jīng)濟(jì)的綜合集成方法，是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的戰(zhàn)略技術(shù)。 仿真是對(duì)現(xiàn)象的仿效和模仿。近來(lái)由于信息的復(fù)雜化和多樣化，要求對(duì)各種真實(shí)再現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行解釋和分析就難以做到。而仿真技術(shù)是以控制論、相似原理、系統(tǒng)技術(shù)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門(mén)綜合技術(shù)。采用仿真技術(shù)具有良好的可控性、無(wú)破壞性、安全、不受氣象條件和空域場(chǎng)地的限制，可多次重復(fù)，以及經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。因此，仿真技術(shù)和方法在許多領(lǐng)域里受到重視，其應(yīng)用方法和仿真語(yǔ)言的研究也迅速發(fā)展起來(lái)。 電力電子技術(shù)是電力交流技術(shù)、電子技術(shù)和控制技術(shù)三者結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的，是專(zhuān)門(mén)研究電能轉(zhuǎn)換與控制的新學(xué)科。電能是人類(lèi)活動(dòng)的主要能源。由于電力電子技術(shù)能有效地節(jié)能降耗，所以被看作是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，國(guó)防建設(shè)和人民生活中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)技術(shù)。由于世界范圍內(nèi)能源緊缺，使得世界各國(guó)對(duì)電力電及技術(shù)更加重視，因而電力電子技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了生機(jī)勃勃的新局面，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，一是具有自關(guān)斷能力的高頻大功率化的新器件及應(yīng)用技術(shù)取得了驚人的進(jìn)步；二是新一代電力電子器件初露鋒芒，智能化功率集成電路的出現(xiàn)被國(guó)外有些專(zhuān)家認(rèn)為是引起第二次電子學(xué)革命的“導(dǎo)火線”。國(guó)外許多國(guó)家都將電力電子技術(shù)列為90年代高新技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)。 隨著現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，電力電子設(shè)計(jì)任務(wù)的不斷加大，各種材料的不斷發(fā)現(xiàn)，新器件不斷發(fā)明，軟件技術(shù)的成熟，網(wǎng)絡(luò)普遍結(jié)合到日常生活中，計(jì)算機(jī)使用普遍化，各種計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)出現(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，所謂仿真就是用模型去模仿真實(shí)系統(tǒng)，也就是用物理的或抽象的系統(tǒng)來(lái)描述系統(tǒng)得某些行為特征。模型時(shí)仿真的基礎(chǔ)，只有建立了正確的模型和數(shù)據(jù)，才能得到正確的仿真結(jié)果，仿真才有意義和價(jià)值。 90年代，人們開(kāi)始注意多智能體模型（multi-agent model）的研究，這類(lèi)模型使我們可以研究自治的個(gè)體及它們之間的相互作用。近年來(lái)，由于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)日趨復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日趨龐大，現(xiàn)階段隨著生產(chǎn)的擴(kuò)大和高校的日益繁多，對(duì)安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，要求有更好的條件來(lái)實(shí)現(xiàn)電力電子實(shí)驗(yàn)。以前一般都是在實(shí)驗(yàn)室來(lái)完成大部分的工作，但是這要耗很大的場(chǎng)地和資金，因?yàn)橐粋€(gè)電力電子實(shí)驗(yàn)所需的器材比較昂貴。越來(lái)越多的高校開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)模擬仿真系統(tǒng)，使資金和危險(xiǎn)降低到最低。近幾年很多仿真模擬軟件的應(yīng)用，電力電子實(shí)驗(yàn)仿真的研究越來(lái)越受重視。教學(xué)上的大力發(fā)展，很多的仿真設(shè)計(jì)相繼出臺(tái)。 參考文獻(xiàn)： [1] 王兆安，黃俊.電力電子變流技術(shù)（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [2] 趙良炳.現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，1995 [3] 李序葆，趙永健.電力電子器件及其應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [4] 丁道宏.電力電子技術(shù).北京：航空工業(yè)出版社，1999 [5] 石玉，賈書(shū)賢，王文郁.電力電子技術(shù)題例與電路設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [6] 張明勛.電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)和應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981 [7] 劉定建，朱丹霞.實(shí)用晶閘管電路大全.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996 [8] 范翠麗.Flash動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)在科教片中的應(yīng)用.中國(guó)知網(wǎng). http://www.cnki.net [9] 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