电力电子技术实验报告
实验名称： 单相桥式全控整流电路的仿真与分析 班 级： 自动化091 组 别： 第 1 组 成 员： ___________________
金华职业技术学院信息工程学院
2011年 10 月 3日
目录
一、三相半波可控整流电路(电阻性负载) .......................................... 错误!未定义书签。
1.电路的结构与工作原理 ........................................................................ 错误!未定义书签。 2.建模........................................................................................................................................ 3 3 仿真结果与分析 ................................................................................... 错误!未定义书签。 4小结........................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、三相半波可控整流电路(阻-感性负载) ................................................... 错误!未定义书签。
1.电路的结构与工作原理 ........................................................................ 错误!未定义书签。 2.建模........................................................................................................ 错误!未定义书签。 3 仿真结果与分 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 4小结........................................................................................................ 错误!未定义书签。 三、三相半波阳极可控整流电路 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.电路的结构与工作原理 ........................................................................ 错误!未定义书签。 2.建模........................................................................................................ 错误!未定义书签。 3 仿真结果与分析 ................................................................................... 错误!未定义书签。 4小结........................................................................................................ 错误!未定义书签。 四、总结........................................................................................................... 错误!未定义书签。
图索引
图 1 三项半波可控整流电路(阻感性负载)的电路原理图 ................................................. 1 图 2 三项半波可控整流电路(阻感性负载)的MATLAB仿真模型 ..................................... 2 图 3 α=60°三项半波可控整流电路仿真结果(阻感性负载) ......................................... 6 图 4 α=90°三项半波可控整流电路仿真结果(阻感性负载) ......................................... 7 图 5 α=120°三项半波可控整流电路仿真结果(阻感性负载) ....... 错误!未定义书签。 图 6 三项半波可控整流电路(阻感性)的电路原理图 ....................................................... 9 图 7 三项半波可控整流电路(阻感性)的MATLAB仿真模型 ........................................... 10 图 8 α=60°三项半波可控整流电路(阻感性) ............................................................... 13 图 9 α=90°三项半波可控整流电路(阻感性) ............................................................... 13 图 10 α=120°三项半波可控整流电路(阻感性) ........................................................... 14 图 11三相半波整流电路(共阳极)的电路原理图 .............................................................. 14 图 12三相半波整流电路(共阳极)的MATLAB仿真模型 .................................................... 15 图 13 α=30°三相半波整流电路(共阳极) ....................................................................... 20 图 14 α=90°三相半波整流电路(共阳极) ....................................................................... 20 图 15 α=120°三相半波整流电路(共阳极) .......................................................................... 21
三相半波可控整流电路仿真建模分析
一 三相半波可控整流电路(电阻性负载)
1. 1.1
电路的结构与工作原理 电路结构
TUVVT1VT2VT3wudR1.2
工作原理
id
图 1 三相半波可控整流电路(电阻性负载)的电路原理图
1）在wt1-wt2区间，有Uu>Uv>Uw，u相电压最高，VT1承受正向电压。在wt1时刻触发vt1使其导通，导通角θ=120°,输出电压Ud=Uu。其他两个晶闸管承受反向电压而不能导通。VT1通过的电流it1与变压器二次侧u相电流波形相同，大小相等，可在负载电阻R两端测得。
2) 在wt2-wt3区间，有Uv>Uu，v相电压最高，VT2承受正向电压。在wt2时刻触发vt2使其导通， Ud=Uv。VT1两端电压Ut1=Uu-Uv=Uuv<0,晶闸管VT1承受反向电压关断。
3）在wt3-wt4区间，有Uw>Uv ，w相电压最高，VT3承受正向电压。在wt3时刻触发vt3使其导通， Ud=Uw。VT2两端电压Ut2=Uv-Uw=Uvw<0,晶闸管VT2承受反向电压关断。在VT3导通期间VT1两端电压Ut1=Uu-Uw=Uuw<0。这样在一个周期内，VT1只导通120°在其余240°时间才是反向电压而处于关断状态。
2. 建模
在MATLAB新建一个Model，命名为dianzuxing.mdl，同时模型建立如下图所示：
图 2 三相半波可控整流电路(电阻性负载)的MATLAB仿真模型
2.1 模型参数设置
a.交流电源参数
b.电阻参数
c. 同步脉冲信号发生器参数
d. 观察周期参数
e.示波器参数
示波器六个通道信号依次是：①三相电源电压；②三相电源电流；③同步脉冲信号；④晶闸管VT1的电流，晶闸管VT1的电压；⑤电阻性负载电流id；⑥电阻性负载电压Ud。
3. 仿真结果与分析
a. 触发角α=0°，MATLAB仿真波形如下：
图 3 α=0°三相半波可控整流电路仿真结果(电阻性负载)
b. 触发角α=30°，MATLAB仿真波形如下：
图 4 α=30°三相半波可控整流电路仿真结果(电阻性负载)
c. 触发角α=60°，MATLAB仿真波形如下：
图5 α=60°三相半波可控整流电路仿真结果(电阻性负载)
d. 触发角α=90°，MATLAB仿真波形如下：
图6 α=90°三相半波可控整流电路仿真结果(电阻性负载)
e. 触发角α=120°，MATLAB仿真波形如下：
图7 α=120°三相半波可控整流电路仿真结果(电阻性负载)
4.
小结
二 三相半波可控整流电路(阻感性负载)
1. 1.1
电路的结构与工作原理 电路结构
TUVVT1VT2VT3LwudidR
图 8 三相半波可控整流电路(阻感性负载)的电路原理图
1.2 工作原理
1).当α≤30°时，相邻两相的换流是在原导通相的交流电压过零变负之前，
其工作情况与电阻性负载相同，输出电压Ud波形、Ut波形也相同。由于负载电感的储能作用，输出电流id是近似平直的直流波形，晶闸管中分别流过幅度120°的矩形波电流，导通角θ=120°。
当α≥30°时，假设α=60°，VT1已经导通，在u相交流电压过零变负后，由于未到VT2的触发时刻，VT2未导通，VT1在负载电感产生的感应电势作用下继续导通，输出电压ud<0，直到VT2被触发导通，VT1承受反向电压而关断，输出电压ud=uv，然后重复u相的过程。
1.3 基本数量关系
输出电压平均值：
Id1.17Udcos
R晶闸管电流平均值：
IdT1 3Id晶闸管电流有效值IT和变压器二次侧电流有效值I2相等：
1ITI23Id0.557Id
晶闸管承受的最大正反向电压使变压器二次侧线电压的峰值：
U
TMUFMURM23U26U2
2. 建模
在MATLAB新建一个Model，命名为zuganxing.mdl，同时模型建立如下图所示：
图 9 三相半波可控整流电路(阻感性负载)的MATLAB仿真模型
2.1 模型参数设置
a.交流电源参数
电源参数，频率50hz，电压220v，其相限角度分别为0°、-120、120°
b. 阻感参数
c．同步脉冲信号发生器参数
d. 观察周期参数
e.示波器参数
示波器六个通道信号依次是：①三相电源电压；②三相电源电流；③同步脉冲信号；④晶闸管VT1的电流，晶闸管VT1的电压；⑤电阻性负载电流id；⑥电阻性负载电压Ud。
3. 仿真结果与分析
a. 触发角α=60°，MATLAB仿真波形如下：
图 5 α=60°三相半波阻感性整流电路
b. 触发角α=90°，MATLAB仿真波形如下：
图 6 α=90°三相半波阻感性整流电路
c. 触发角α=120°，MATLAB仿真波形如下：
图 7 α=120°三相半波阻感性整流电路
4. 小结
接上续流二极管后，当电源电压降到零时，负载电流经续流二极管续流，使桥路直流输出端只有1V左右的压降，迫使晶闸管与二极管串联电路中的电流减小到维持电流以下，使晶闸管管段，这样就不会失控现象。
三 三相半波共阳极可控整流电路
1. 1.1
电路的结构与工作原理 电路结构
TUVVT1VT2VT3LwudidR
图 8 三相半波共阴极整流电路的电路原理图
1.2 2.
工作原理
由于晶闸管只有在阳极电位高于阴极电位才导通，因此在共阳极接法中，工作在整流状态的晶闸管只有在电源相电压负半周才能被触发导通，换向总是换到阴极电位更负的那一相。其工作情况、波形和数量关系与共阴极接法时相仿，仅输出极性相反。
3. 建模
在MATLAB新建一个Model，命名为gongyangji.mdl，同时模型建立如下图所示：
图 9三项半波可控共阳极MATLABE的仿真图
3.1 模型参数设置
a.交流电源参数
b. 阻感参数
c. 晶闸管参数
d步脉冲信号发生器参数
4.
仿真结果与分析
a. 触发角α=30°，MATLAB仿真波形如下：
图 10 α=30°三相半控共阳极路(阻-感性负载-晶闸管串联)
b. 触发角α=90°，MATLAB仿真波形如下：
图 11 α=90°三相半控共阳极整流电路
c. 触发角α=120°，MATLAB仿真波形如下：
图 12 α=120°三相半控共阳极整流电路
5. 小结
由于晶闸管只有在阳极电位高于阴极电位时才能被触发导通，因此在共阳极接法中，工作在整流状态的晶闸管只有在电源相电压负半周才能被触发导通，换相总是换到阴极电位要更负的那一项。其工作情况、波形和数量关系与共阴极接法时相仿，仅输出极性相反。谁电压低谁导通的原则。 四
总结
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容