概述 3
二、理論基礎4
1 基本原理4
基本數量關系6
三、仿真模型建立7
1仿真電路繪制7
2參數設定8
(1)仿真參數8
(2)脈沖參數9
(3)器件參數9
(4)電源參數11
(5)負載參數11
四、仿真結果分析13
三相全控橋整流電路在現代電力電子技術中具有很重要的作用和很廣泛的應用。而應用計算機仿真來研究電力電子裝置，有利于提高研究效率，降低研發成本。基于MATLAB/ SIMULINK軟體的電力電子電路仿真，更有助于初學者學習電力電子，加深對各種電路器件原理的了解。結合全控整流電路理論基礎，采用Matlab的仿真工具Simulink對三相橋式全控整流電路的進行仿真，對輸出電壓、電流、變壓器二次側電壓、二次側電流、及晶閘管電壓等參數進行仿真及驗證，進一步了解三相橋式全控整流電路的工作原理及輸出特性。
電力電子技術在當代生活中發揮着無可替代的作用，而其中的整流電路就是把交流電能轉換為直流電能的電路。大多數整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。并且整流電路在自動控制系統、測量系統和發電機勵磁系統等領域的應用日益廣泛。常用的三相整流電路有三相橋式不可控整流電路、三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路。三相全控整流電路的整流負載容量較大,輸出直流電壓脈動較小,是目前應用最為廣泛的整流電路。它是由半波整流電路發展而來的。由一組共陰極的三相半波可控整流電路和一組共陽極接法的晶閘管串聯而成。六個晶閘管分别由按一定規律的脈沖觸發導通，來實作對三相交流電的整流，當改變晶閘管的觸發角時，相應的輸出電壓平均值也會改變，進而得到不同的輸出。由于整流電路涉及到交流信号、直流信号以及觸發信号，同時包含晶閘管、電容、電感、電阻等多種元件，采用正常電路分析方法顯得相當繁瑣，高壓情況下實驗也難順利進行。Matlab提供的可視化仿真工具Simulink可直接建立電路仿真模型，随意改變仿真參數，并且立即可得到任意的仿真結果，直覺性強，進一步省去了程式設計的步驟。
二、理論基礎
1、基本原理
三相橋式全控整流電路原理圖如圖1所示。三相橋式全控整流電路是由三相半波可控整流電路演變而來的，它由三相半波共陰極接法(VT1，VT3，VT5)和三相半波共陽極接法(VT4，VT6，VT2)的串聯組合。在三相橋式全控整流電路中，對共陰極組和共陽極組是同時進行控制的，控制角都是α。由于三相橋式整流電路是兩組三相半波電路的串聯，是以整流電壓為三相半波時的兩倍。很顯然在輸出電壓相同的情況下，三相橋式晶閘管要求的最大反向電壓，可比三相半波線路中的晶閘管低一半。
為了分析友善，使三相全控橋的六個晶閘管觸發的順序是1-2-3-4-5-6，晶閘管是這樣編号的：晶閘管VT1和VT4接a相，晶閘管VT3和VT6接b相，晶管VT5和VT2接c相。晶閘管VT1，VT3，VT5組成共陰極組，而晶閘管VT4，VT6，VT2組成共陽極組。
為了搞清楚α變化時各晶閘管的導通規律，分析輸出波形的變化規則，下面研究幾個特殊控制角，先分析α=0的情況，也就是在自然換相點觸發換相時的情況。圖1是電路接線圖。
圖1 三相橋式整流電路電路原理圖
為了分析友善起見，把一個周期等分6段(見圖2)。
圖2 三相橋式整流電路觸發脈沖
在第(1)段期間，a相電壓最高，而共陰極組的晶閘管VT1被觸發導通，b相電位最低，是以供陽極組的晶閘管VT6被觸發導通。這時電流由a相經VT1流向負載，再經VT6流入b相。變壓器a、b兩相工作，共陰極組的a相電流為正，共陽極組的b相電流為負。加在負載上的整流電壓為ud=ua-ub=uab
經過60°後進入第(2)段時期。這時a相電位仍然最高，晶閘管VT1繼續導通，但是c相電位卻變成最低，當經過自然換相點時觸發c相晶閘管VT2，電流即從b相換到c相，VT6承受反向電壓而關斷。這時電流由a相流出經VT1、負載、VT2流回電源c相。變壓器a、c兩相工作。這時a相電流為正，c相電流為負。在負載上的電壓為ud=ua-uc=uac，再經過60°，進入第(3)段時期。這時b相電位最高，共陰極組在經過自然換相點時，觸發導通晶閘管VT3，電流即從a相換到b相，c相晶閘管VT2因電位仍然最低而繼續導通。此時變壓器bc兩相工作，在負載上的電壓為ud=ub-uc=ubc。
餘相依此類推，可得每一段中晶閘管的導通及輸出整流電壓情況如圖3所示：
圖3 三相整流電路α=0時晶閘管的整流情況
2、
基本數量關系
三、仿真模型建立
1、仿真電路繪制
(1)
三相橋式全控整流電路純電阻和阻感型負載系統仿真電路
(2)三相橋式全控整流電路阻感型負載有源逆變系統仿真電路
(2)三相橋式全控整流電路反電動勢負載系統仿真電路
2、參數設定
(1)仿真參數
基本仿真參數選擇：
仿真停止時間：0.08s,仿真算法：ode23tb
(2)脈沖參數
驅動電路選擇同步6脈沖發生器，脈沖寬度為10度，采用雙脈沖觸發方式，發生器發生間隔60度的雙脈沖，alpha-deg為移相控制角，同步電壓頻率為50Hz。
(3)器件參數
1、變壓器：本設計采用基本的三相變壓器，變比為311/170，采用Dyn11連接配接組别
2、晶閘管子產品
采用通用橋式晶閘管子產品，其有五個電氣接口和一個輸出接口，橋臂個數設定為3個緩沖電路阻值和緩沖電路電容值等參數設為預設。
3.二極管子產品
采用預設值
4.電壓表、電流表、顯示子產品，powergui子產品均采用預設值
(4)電源參數
采用三個交流電壓源組成三相交流電源，線電壓：380V，頻率為：50Hz，相位各相差120度
(5)負載參數
1.純電阻負載
2.RL阻感型負載：實驗數值為兩組，1.R=20,L=0.7；2.R=10，L=0.5
3.反電動勢負載(直流電動機)
四、仿真結果及分析
1、純電阻負載(R=20Ω)
(1)二次側電壓波形
(2)α=0°波形
(3)α=60°波形
(3)α=90°波形
2、阻感型負載
(1)R=20Ω，L=0.7H
<1> α=60°波形
<2> α=90°波形
(2)R=10Ω，L=0.5H
<1> α=60°波形
<2> α=90°波形
3、反電動勢負載
(1). α=30°，輸出電壓ud與電動機轉速波形
(1). α=50°，輸出電壓ud與電動機轉速波形
4、有源逆變
結果分析：電阻性負載：對于純電阻性負載，當α小于等于90°時，Ud波形均為正值，直流電流Id和Ud同相，是以直流電流波形和電壓波形是一緻的。随着觸發角的增大，在電壓反相後晶閘管即關斷，是以晶閘管的正向導通時間減小，對應着輸出電壓平均值減小，并且當觸發角大于60°後Ud的波形出現斷續，而随着觸發角的持續增大，輸出電壓逐漸減小，當觸發角增大到120度時，輸出電壓Ud将完全變為0，由此可得三相全控橋整流電路純電阻性負載的移相範圍為0°—120°.
阻感性負載：當觸發角小于60度時，輸出電壓波形與純電阻基本相同，差別在于，阻感性負載由于電感的存在，使得直流側輸出電流不能發生突變，輸出波形比較平穩可近似為平緩的直線。當60°
反電動勢負載：當三相全控橋整流電路接反電動勢負載即直流發電機時，由直流側輸出電壓波形和電動機轉速波形可得，當觸發角為30度時，電動機轉速為45r/min；當觸發角為50度時，電動機轉速為27r/min，随着α的增大直流側輸出電壓平均值減小，電動機轉速減小。
有源逆變：當加上極性與晶閘管導通方向一緻的直流電動勢且α>90°時将發生有源逆變現象，輸出電壓Ud波形為負值。五、結論
通過此次仿真實驗，讓自己對三相全控橋整流電路工作原理及輸出特性了解得更加詳細和印象深刻，了解了三相全控橋整流電路在不同觸發角及負載條件下的輸出波形特性，以及有源逆變的特點及産生條件，并且練習了MATLAB/SIMULINK軟體的使用，學會了仿真模型的搭建及通過設定各種合理的參數組合來觀察實驗結果以得到比較理想的波形，收獲良多。
0.png (6.33 KB, 下載下傳次數: 69)
2019-6-16 00:46 上傳
全部資料51hei下載下傳位址：
2019-6-13 10:29 上傳
點選檔案名下載下傳附件
word版和仿真檔案
下載下傳積分: 黑币 -5