ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет»

Кафедра электромеханических систем и электроснабжения

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для выполнения виртуальных лабораторных работ

по курсу «Силовая электроника»

для студентов направления 140400.62 “Электроэнергетика

и электротехника” (профиль “Электромеханика”)

всех форм обучения

Воронеж 2014

Составители: канд. техн. наук В.П. Шелякин, ст. преп. Е.Л. Савельева, ассистент П.П. Видулин

УДК 621.382

Методические указания для выполнения виртуальных лабораторных работ по курсу «Силовая электроника» для студентов направления 140400.62 “Электроэнергетика и электротехника” (профиль “Электромеханика”) всех форм обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. В.П. Шелякин, Е.Л. Савельева, П.П. Видулин. Воронеж, 2014. 66 с.

Методические указания содержат описание и методику проведения виртуальных лабораторных работ по полупроводниковым преобразователям электрической энергии в математическом пакете MatLab+Simulink. Лабораторные работы позволяют изучить практически все виды полупроводниковых преобразователей электрической энергии, применяемых в настоящее время. Предназначены для студентов очной и заочной форм обучения.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе Word 2003 и содержатся в файле Методичка СЭ.doc.

Табл. 7. Ил. 22. Библиогр.: 4 назв.

Рецензент канд. техн. наук, доц. Н.В. Ситников

Ответственный за выпуск зав. кафедрой

канд. техн. наук, доц. В.П. Шелякин

Издаётся по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

 ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014

Введение

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлениям и специальностям, в которых предусмотрено изучение курса «Силовая электроника» и других курсов с близкими названиями.

Основная задача данного цикла лабораторных работ – предоставить студентам возможность на базе виртуальных математических моделей изучить основные типы устройств преобразовательной техники. Студенты должны приобрести навыки работы с электронными схемами и закрепить материал, изученный теоретически.

Виртуальные модели созданы в математическом пакете MatLab+Simulink.

Приведены общие рекомендации к выполнению виртуальных лабораторных работ, краткие рекомендации по работе с математическим пакетом MatLab+Simulink.

Особое внимание при выполнении лабораторных работ уделяется развитию навыков работы с компьютером и математическим пакетом MatLab+Simulink.

Для более глубокого изучения материала студенты дома до выполнения лабораторной работы проводят предварительные расчеты и построения. Каждый студент получает индивидуальное задание.

Лабораторная работа в значительной степени является проверкой предварительно выполненного задания. При отсутствии домашнего задания выполнение лабораторной работы нецелесообразно.

Для проверки знаний студентов перед лабораторной работой проводится коллоквиум на основе контрольных вопросов, помещенных в пособии.

После выполнения лабораторной работы студенты составляют индивидуальные отчеты. Отчеты содержат как результаты проверки индивидуальных заданий, так и результаты общих виртуальных исследований.

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Виртуальное моделирование осуществляется с помощью пакета расширения Simulink, входящих в комплекс математического пакета MatLab.

Математическая модель представляет собой набор взаимосвязанных блоков, включающих в себя электрические элементы и измерительные приборы.

1.1. Общие рекомендации к выполнению виртуальных

лабораторных работ

Перед выполнением работ все студенты должны изучить правила техники безопасности применительно к центру компьютерных технологий, для чего преподавателем проводится инструктаж. Краткий инструктаж проводится также перед каждым занятием.

При подготовке к лабораторной работе необходимо:

1) ознакомиться с ее содержанием и, пользуясь рекомендованной литературой и конспектом лекций, изучить теоретические положения, на которых базируется работа;

2) выполнить предварительные расчеты и построения, указанные в задании для своего варианта;

3) изучить схему виртуальной модели и продумать методику выполнения практической работы;

4) ответить на контрольные вопросы.

Перед выполнением каждой практической работы необходимо сдать коллоквиум и представить отчет по предыдущей работе.

1.2. Общие сведения о математическом пакете MatLab+Simulink

Программа Simulink является приложением к пакету MatLab.

При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области в которой он работает.

Моделирование с помощью Simulink состоит из следующих шагов:

- Выбор или создание блоков модели

- Организация связей между блоками модели

- Установка параметров отдельных блоков

- Организация вывода результатов моделирования

- Запуск модели и получение результата

На рис. 1.1. приведен элементарный пример подобного моделирования. Вы в интерактивном режиме собираете из “кубиков” необходимую схему (модель), и видите на экране виртуального осциллографа результат моделирования.

Рис.1.1. Принцип визуального программирования в Simulink

Рис. 1.1. Принцип визуального программирования в Simulink (продолжение)