随着电力电子技术的迅速发展和推广应用,利用计算机仿真对电力电子电路进行分析和研究得到了日益广泛的重视。尽管目前一些仿真软件都有比较强大的功能,可以利用它们来完成某些电力电子装置的某些分析工作,但是由于器件模型的限制和电力电子装置负载的复杂性,使得这些软件并不能完成我们对于电力电子装置所要进行的所有分析要求,特别是当其被用于电力电子装置故障运行的仿真。针对上述问题,本论文在研究器件建模方法和装置仿真方法的基础上,运用C++语言开发了一个可专门用于电力电子装置仿真分析的程序。 本课题首先对于各种电力电子器件进行建模。在对各种元器件特性深入研究的基础上利用已知的电路原理和建模方法,抓住各具体电力电子器件的主要特征,建立其电路及逻辑仿真模型。由于本论文中研究的是电力电子装置作为一个整体的特性,所以在对器件电路模型的建模过程采用高层次的电路模型,即理想开关模型和双极性电阻模型。器件的逻辑模型则是通过皮特里网络来实现,根据仿真的目的可建立不同精细程度的逻辑模型。因为器件逻辑模型的建模过程中采取的逐步细化的原则与面向对象程序设计中自顶而下,逐步求精的思想不谋而合,所以在仿真程序中采用C++语言对所建立的器件模型进行描述。 针对电力电子装置的非线性,病态特性和其负载的复杂性,使用阶段仿真的思想进行程序设计。确定了仿真程序的总体结构,并实现了程序的模块化设计。利用通用的状态变化检测模块和兼容性检测模块在程序中确定电路结构发生变化的精确时刻,它们独立于具体的电路结构。状态方程模块和输出方程模块虽然与具体的电路结构相关,但是亦可将其设计为模块的形式,针对不同的电路结构仅需改变模块中对于状态方程和输出方程的描述。鉴于数值计算方法对于仿真结果的重要性,本论文中讨论了几种数值积分方法的特点及适用范围,并在程序用编写了几种常用的算法,以供用户选择。通过对于瓦格纳斩波器、三相全控整流桥和三相半控整流桥的仿真验证仿真程序的正确性和实用性。