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报告——单相桥式全控整流电路的仿真、建模与分析

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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. 电路的结构与工作原理

1.1 电路结构

duRdiTVUw1VT2VT3VT

图 1 三相半波可控整流电路(电阻性负载)的电路原理图

1.2 工作原理

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1VT的电流，晶闸管1VT的电压；⑤电阻性负载电流di；⑥电阻性负载电压dU。

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)

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单相桥式全控整流电路实验

单相桥式全控整流电路实验

一．实验目的：

1，熟悉Matlab仿真软件和Simulink模块库。模块库。

2，掌握单相桥式全控整流电路的工作原理、工作情况和工作波

形。形。

二．实验器材：

MATLAB仿真软件仿真软件

三．实验原理：

VT1 VT3

VT2 VT4

触发器1 

触发器2 

1 

四．实验步骤：

电阻负载：

一、仿真步骤一、仿真步骤

1．启动MATLABMATLAB，进入，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。并布置好各元

器件。器件。

2．参数设置。．参数设置。

各模块参数的设置基本与上一实验相同，各模块参数的设置基本与上一实验相同，但要注意触发脉冲的给定。但要注意触发脉冲的给定。但要注意触发脉冲的给定。互为对角的互为对角的

两个示波器的控制角设置必须相同，否则就会烧坏晶闸管。

二、模型仿真二、模型仿真

设置好后，即可开始仿真。设置好后，即可开始仿真。点击开始控件。点击开始控件。点击开始控件。仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真完成后就可以通过示波器来观察

仿真的结果。仿真的结果。

电阻电感负载：

带电阻电感性负载的仿真与带电阻性负载的仿真方法基本相同，但须将RLC

的串联分支设置为电阻电感负载。本例中设置的电阻R＝1，L＝0.01H0.01H，电容为，电容为

infinf。。

五．实验数据：

v+

-

Voltage Measurement1v+

-

Voltage MeasurementSeries RLC Branch

ScopePulse

Generator3

Pulse

Generator2Pulse

Generator1Pulse

Generator

Detailed Thyristor3Detailed Thyristor2

Detailed Thyristor1Detailed Thyristori

+

-

Current Measurement

AC Voltage Source

电源电压触发信号1

触发信号1触发信号2

触发信号2

实验一-单相桥式全控整流电路

实验一-单相桥式全控整流电路

实验一-单相桥式全控整流电路

实验一 单相桥式全控整流电路

姓名：王栋

班级：15级自动化（2）班

学号：1520301081

一、实验目的

1.加深理解单相桥式全控整流电路的工作原理

2.研究单相桥式变流电路整流的全过程

3.掌握单相桥式全控整流电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。

二、预习内容要点

1. 单相桥式全控整流带电阻性负载的运行情况

2. 单相桥式全控整流带阻感性负载的运行情况

3. 单相桥式全控整流带具有反电动势负载的运行情况

三、实验仿真模型

图 1.1 单相桥式阻性负载整流电路

四、实验内容及步骤

1.对单相桥式全控整流带电阻性负载的运行情况进行仿真并记录分析改变脉冲延迟角时的波形（至少3组）。

以延迟角30°为例

（1）器件的查找

以下器件均是在MATLAB R2017b环境下查找的，其他版本类似。有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在 库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找

（2）连接说明

有时查找出来的器件属性并不是我们想要的例如：变压器可以双击变压器进入属性后，取消three windings transformer就是单相变压器。

（3）参数设置

1. 双击交流电源把电压设置为311V，频率为50Hz；

2. 双击脉冲把周期设为0.02s，占空比设为10％，延迟角设为30度，由于属性里的单位为秒，故把其转换为秒即，30×0.02/360；

3. 双击负载把电阻设为1Ω；

4. 双击示波器把Number of axes设为7;

5. 在“Power Electronics”库中选择‘Universal Bridge’模块，选择桥臂数为2，器件为晶闸管，晶闸管参数保持默认即可

（4）仿真波形及分析

当α=30°时，

当α=60°时，

当α=90°时，

2. 对单相桥式全控整流带阻感性负载的运行情况进行仿真并记录分析改变脉冲延迟角时的波形（至少3组）。

单相桥式全控整流电路实验报告

单相桥式全控整流电路实验报告

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单相桥式全控整流电路实验报告

篇一：实验五单相桥式全控整流电路实验

实验五单相桥式全控整流电路实验

一．实验目的

1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。

2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

3．熟悉mcL—05锯齿波触发电路的工作。

二．实验线路及原理

参见图4-7。

三．实验内容

1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。

2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。

3．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载。

四．实验设备及仪器

2 11 1．mcL系列教学实验台主控制屏。

2．mcL—18组件（适合mcL—Ⅱ)或mcL—31组件（适合mcL—Ⅲ）。

3．mcL—33组件或mcL—53组件（适合mcL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）

4．mcL—05组件或mcL—05A组件

5．meL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。

6．meL—02三相芯式变压器。

7．双踪示波器

8．万用表

五．注意事项

1．本实验中触发可控硅的脉冲来自mcL-05挂箱，故mcL-33（或mcL-53，以下同）

的内部脉冲需断x1插座相连的扁平带需拆除，以免造成误触发。

2．电阻Rp的调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。

3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。

4．mcL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到mcL-33面

3 11 板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。

广西科技大学 电力电子建模与仿真论文报告

广西科技大学 电力电子建模与仿真论文报告

单相桥式全控整流电路

（电气111 李永凯 201100307037）

单相桥式全控整流原理原理

理论推导

下面我们分析带电阻电感负载时的工作情况

如图表1所示， VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周(即a点电位高于b点电位)承受电压u2，若在触发角α处给晶闸管VT1和VT4施加触发脉冲使其开通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端，ud=u2。在u2过零时关断。假设电路已工作于稳态，id的平均值不变。负载中有电感时电流不能突变，电感对负载电流起平波作用，假设负载电感很大，负载电流id连续且近似为一水平直线，u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。

VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周承受电压-u2，至ωt=π+α时刻，给VT2 和VT3施加触发脉冲，因为VT2 和VT3本已经承受正向电压，故两管导通。在u2过零时关断。VT2 和VT3导通后，分别给VT4 和VT1施加反向电压使其关断。流过VT1和VD4的电流迅速转移到VT2 和VT3上，此过程称为换相，亦称换流。在下一周期重复相同过程，如此循环。

若4个晶闸管均不导通，则负载电流id为零，负载电压ud也为零。2根据上述分析，可求出输出负载电压平均值为：

（1）

晶闸管移相范围为90°。晶闸管承受的最大正反向电压均为 。晶闸管导通角θ与α无关，均为180°。电流的平均值和有效值分别为：

（2）

（3）

变压器二次侧电流i 2的波形为正负各180°的矩形波，其相位由α决定，有效值i 2= id。带电阻电感性负载单相桥式全控整流电路的仿真模型如图表2所示。

图表 1单相桥式晶闸管整流电路模型

此时的仿真结果如图表3所示。

a）

b）

图表3 α=30°时RL负载电压电流波形

a）电压瞬时值 b）电流