matlab三相桥式全控整流电路

电气与电子信息工程学院

《计算机仿真及应用B》

答卷

答卷题目: 三相桥式全控整流电路

课程名称： 计算机仿真及应用B 专业名称： 电气工程及其自动化 班 级： 2013级专升本班 学 号： 210136 姓 名： 任课老师： 陈学珍

三相桥式全控整流电路

一、工作原理

三相桥式全控整流电路，电源相电压220V，整流变压器输出电压为100V，观察整理器在不同负载，不同控制角时整流器输出电压，电流波形，测量其平均值，观察整理器电流波形和分析其主要谐波。仿真模型如图1所示。

图1 三相桥式全控整流电路仿真模型

（1）模型参数

1）三相电源uA、uB、uC参数设置如图2所示。

a A相电源参数 b B相电源参数 c C相电源参数

图2 三相电源参数设置

2）整流变压器参数设置如图3所示。

图3 整流变压器参数设置 图4 同步变压器参数设置

3）同步变压器参数设置如图4所示。 4）三相晶闸管整流器参数使用默认值。 5）RLC负载参数设置如图5所示

图5 RLC负载参数设置 图6 6-脉冲发生器参数设置

6）6-脉冲发生器参数设置如图6所示。

7）控制较给定（alpha）：设置为30、60、90等。 （2）仿真参数

仿真时间可以按需要设置时任意的，时间长观察到得波形多，计算花费的时间

ooo也多。一般电阻负载2个电源周期后电路已进入稳态，电感负载因为电流有上升时间，仿真时间也需要长一些，此次仿真设为0.6s。仿真算法采用ode23tb。

二、仿真结果分析

1）电阻负载时仿真结果如图1所示，其中a、b、c中位输出电压瞬时值，和输出电压平均值，，比较图7a~c可知，随着控制角增加，整流器输出电压减小。输出电压瞬时值波形与电源线电压波形不完全重合，峰值比电源线电压低，这是晶闸管导通电阻造成的电压降。图7d为晶闸管两端的电压波形，晶闸管导通时电压为零，晶闸管关断时，晶闸管承受电源线电压。

a α=30

o

b α=60

o

c α=90o

d α=30o时晶闸管电压 图7 电阻负载整流器输出电压波形

2）电阻电感负载（R的值为0.5Ω、L的值为0.01H）：阻感负载α=30时，整流器输出电压电流如图8a、b所示，α=60时，整流器输出电压电流如图9a、b所示，α=

oo90时整流器输出电压电流如图9c、d所示，随控制角增加，输出电压下

90时，输出电压平均值为

oo降，说明了控制角对整流器输出的控制作用。在α= 零，但是输出电流不为零（见图9d），与α= 小的值，这是因为尽管α=

oo90时Id=Ud/R=0不符，电流还有较

d90时输出电压平均值Ud=0，但是输出电压瞬时值u是随电源电压u2从“+”想“-”变化的，在电源电压为“+”时，晶闸管导通有电流产生，并且在ud“-”半周，由于负载电感续流，使晶闸管继续导通，因为这时

电流很小，一般忽略不记。因此α=

90时，Id=Ud/R=0是工程近似的。

o

a 整流器输出电压

b 整流器输出电流

c 整流器输出电压 图8 电感负载整流器输出

a α=60时输出电压

o

b α=60时输出电流

o

c α=90时输出电压

o

d α=90时输出电流 图9 电感负载整流器输出

o3）整流电路的功率因数模型是在整流器模型的基础上，通过多路测量仪multimeterl读取整流变压器二次电压u2a和电流i2a,然后由Active and Reactive Power模块计算整流器输入侧的有功功率P和无功功率Q得到的有功功率P和无功功率Q再经函数模块Fcn计算功率因数PQ。图10是α=30时整流器输出有功和无功功率曲线以及功率因数曲线。

o

a P-有功功率

b Q-无功功率

c 功率因数

图10 整流功率和功率因数

通过以上整流电路的仿真可以看到，现在仿真器件的模型比较完备，模型可以反映器件的各项参数和工作情况，例如变压器不仅有一，二电压，还有绕组和铁心的参数，晶闸管不仅是通断控制，并且考虑了通态电阻，缓冲保护等措施。因此，仿真的结果与电路的实际运行情况基本一致，仿真可以代替实际系统的实验室试验。Matlab/Simulink的模型库提供了大量的器件，仪器和控制模块，选用极其方便，这是一般实验室很难具备的，因此仿真已经成为研究和设计的重要工具。