单相桥式整流逆变电路的设计及仿真

基于simulink 的单相全桥逆变电路仿真实验关键字：单相 全桥 逆变 simulink本次实验主要为利用simulink 中的块原件来构建电力电子中的一种基本整流电路——单相全桥逆变电路，电路的功能是将直流电逆变为交流电，在逆变电路的设计过程中，需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。

如果通过实验来验证， 需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤， 这样使得设计耗资大，效率低， 周期长。

现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法， 可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。

Matlab 是一种计算机仿真软件， 它是以矩阵为基础的交互式程序计算语言。

Simulink 是基于框图的仿真平台， 它挂接在Matlab 环境上，以Matlab 的强大计算功能为基础， 用直观的模块框图进行仿真和计算。

其中的电力系统（Power System ）工具箱是专用于RLC 电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。

以Matlab7.0 为设计平台， 利用Simulink 中的Pow er System 工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。

一、单相全桥逆变电路工作原理1、电路结构°；a)tb)d)c) uo 波形同半桥电路的uo ，幅值高出一倍U m =U d ； d) i o 波形和半桥电路的i o 相同，幅值增加一倍； e) 单相逆变电路中应用最多的； 3、输出电压参数分析uo 成傅里叶级数 基波幅值 基波有效值当uo 为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变Ud 来实现 4、移相调压方式（通过逆变器本身开关控制,适用于单相）图示单相全桥逆变电路的移相调压方式可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压各栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2互补，V 3和V 4互补关系不变 但V 3的栅极信号只比V 1落后q ( 0<q <180°)u o 成为正负各为q 的脉冲，改变q 即可调节输出电压有效值 uo 成傅里叶级数 输出电压的有效值: 基波有效值随着θ 的变化，谐波幅值也发生变化，特别是当θ 较小时，较低次的谐波幅值将与基波的幅ddo1m 27.14U U U ==πd o 1,3,54sin sin 2n U n u n t n θω∞==π∑值相当，所以，这种调压方式不适合大范围的调压。

引言整流电路（Rectifier）尤其是单相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要，也是应用得最为广泛的电路，不仅应用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统等其他领域。

因此对单相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义，不仅是电力电子电路理论学习的重要一环，而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。

Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。

本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。

第一章容及设计内技术要求一设计内容及技术要求计算机仿真具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点，已经广泛应用于电力电子电路（系统）的分析和设计中。

计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析能力和设计能力，避免因为解析法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物试制和调试相互补充，最大限度的降低设计成本，缩短系统研制周期。

可以说，电路的计算机仿真技术大大加速了电路的设计和实验过程。

通过本次仿真，学生可以初步认识电力电子计算机仿真的优势，并掌握电力电子计算机仿真的而基本方法。

1、晶闸管单相全控整流电路，参数要求：电网频率 f=50HZ电网额定电压：U=380V电网电压波动：正负10%阻感负载电压：0--190V2、设计内容（1）制定设计方案；（2）主电路的设计及主电路元件的选择（3）驱动电路和保护电路设计及参数计算（4）绘制电路原理图（5）总体电路原理图及说明3、设计的总体要求（1）熟悉matlab/simulink/powersystem中的仿真模块用法和功能（2）根据设计电路搭建仿真模型（3）设置参数并进行仿真（4）给出不同触发角时对应ud、id、i2和iVT1的波形。

竭诚为您提供优质文档/双击可除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。

5．逆变(:单相桥式全控整流电路实验报告)变压器采用meL-02三相芯式变压器，原边为220V，中压绕组为110V，低压绕组不用。

6．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。

实验三单相全控桥有源逆变电路
一、仿真步骤
1．启动MATLAB，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。

并布置好各元器件。

如下图所示：
图3.1
2．参数设置：
基本的设置均与单相全控桥式整流电路相同。

电路中增加了一个反向的直流电动势，以实现逆变。

在本例中，交流电压设为220V，50Hz。

负载电阻设为5。

直流电压设为250V。

要注意触发脉冲的设置，因为要实现逆变，触发角要大于90度，且处于对角的触发角设置要相同。

二、模型仿真
设置好后，即可开始仿真。

选择算法为ode23tb，stop time设为0.1。

点击开始控件。

仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真的结果。

以下是分别在90度，120度，135度，150度时的仿真结果。

90度: 120度:
135度： 150度：
如果有兴趣的同学也可以照着下面的电路仿真一下斩波电路，电路图如下
Boost Choper
Buck Choper。

基于simulink 的单相全桥逆变电路仿真实验11电牵3班罗凯关键字：单相 全桥 逆变 simulink本次实验主要为利用simulink 中的块原件来构建电力电子中的一种基本整流电路——单相全桥逆变电路，电路的功能是将直流电逆变为交流电，在逆变电路的设计过程中，需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。

如果通过实验来验证， 需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤， 这样使得设计耗资大，效率低， 周期长。

现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法， 可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。

Matlab 是一种计算机仿真软件， 它是以矩阵为基础的交互式程序计算语言。

Simulink 是基于框图的仿真平台， 它挂接在Matlab 环境上，以Matlab 的强大计算功能为基础， 用直观的模块框图进行仿真和计算。

其中的电力系统（Power System ）工具箱是专用于RLC 电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。

以Matlab7.0 为设计平台， 利用Simulink 中的Pow er System 工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。

一、 单相全桥逆变电路工作原理1、 电路结构单相电压型全桥逆变电路的原理图及波形(阻感性负载）（图a） 输出电压（图 b ）输出电流（图 c ）直流输入电流（图 d ） 2、 工作原理a)两个半桥电路的组合；b) V1和V4一对，V2和V3另一对，成对桥臂同时导通，两对交替各导通180°；c) uo 波形同半桥电路的uo ，幅值高出一倍U m =U d ； d) i o 波形和半桥电路的i o 相同，幅值增加一倍； e) 单相逆变电路中应用最多的； 3、 输出电压参数分析a)tb)c)d)tuo 成傅里叶级数基波幅值基波有效值当uo 为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变Ud 来实现 4、 移相调压方式（通过逆变器本身开关控制,适用于单相）图示单相全桥逆变电路的移相调压方式可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压各栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2互补，V 3和V 4互补关系不变但V 3的栅极信号只比V 1落后q ( 0<q <180°)u o 成为正负各为q 的脉冲，改变q 即可调节输出电压有效值 uo 成傅里叶级数输出电压的有效值:⎪⎭⎫ ⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πa)b)图5-7VD 3VD 4u u u u i o u od o 1,3,54sin sin 2n U n u n t n θω∞==π∑o dU U =基波有效值随着θ 的变化，谐波幅值也发生变化，特别是当θ 较小时，较低次的谐波幅值将与基波的幅值相当，所以，这种调压方式不适合大范围的调压。

单相桥式PWM逆变电路设计一、设计原理单相桥式PWM逆变电路由整流桥、滤波电路、逆变桥和控制电路组成。

整流桥将输入的交流电转换为直流电，滤波电路对直流电进行平滑处理，逆变桥将直流电转换为交流电输出，控制电路对逆变桥进行PWM控制，调节输出电压的幅值和频率。

二、设计方法1.选择逆变桥和整流桥元件：根据输出功率的要求选择合适的逆变桥和整流桥元件，常见的有MOSFET、IGBT和二极管等。

2.设计滤波电路：通过选择合适的电容和电感元件，设计滤波电路对直流电进行平滑处理。

常见的滤波电路有LC滤波电路和RC滤波电路，可以根据具体情况选择合适的滤波电路。

3.设计控制电路：控制电路是单相桥式PWM逆变电路的关键部分，通过控制电路对逆变桥进行PWM调制，实现对输出电压的控制。

常见的控制方法有脉宽调制（PWM）和脉振宽调制（PPWM），可以根据实际需求选择合适的控制方法。

4.稳定性分析和保护措施：在设计过程中需要考虑逆变电路的稳定性和保护措施。

通过稳定度分析和保护措施的选择，可以提高逆变电路的可靠性和安全性。

5.实验验证和调试：设计完成后需要进行实验验证和调试，对电路进行性能测试和参数调节，确保逆变电路的正常工作。

三、设计注意事项1.选择合适的元件：在设计过程中需要根据具体要求选择合适的元件，包括逆变桥、整流桥、滤波电路和控制电路等。

合理选择元件能够提高电路的性能和可靠性。

2.稳定性和保护措施：在设计过程中需要考虑逆变电路的稳定性和保护措施。

通过分析稳定性和选择保护措施，可以防止电路因过电流、过压等故障而损坏。

3.实验验证和调试：设计完成后需要进行实验验证和调试，对电路进行性能测试和参数调节，确保逆变电路的正常工作。

及时调试和修改电路中存在的问题，确保电路的性能满足设计要求。

四、总结单相桥式PWM逆变电路是一种常见的电力电子转换电路，设计涉及到逆变桥、整流桥、滤波电路和控制电路等方面。

通过选择合适的元件、稳定性分析和保护措施以及实验验证和调试，可以设计出性能优良、稳定可靠的逆变电路。

单相逆变器电路设计与仿真multisim【原创实用版】目录1.单相逆变器电路设计2.单相逆变器的建模与仿真3.控制思路与电路拓扑4.负载使用单相桥式整流5.电流内环与电压外环控制6.MATLAB 中的单相全桥逆变器电路建模与仿真7.利用仿真减少逆变器电路设计工时8.单相 LCL 并网逆变器 simulink 仿真9.逆变电路设计过程及仿真实例10.DC/AC：单相方波全桥逆变电路设计原理及实验仿真正文一、单相逆变器电路设计单相逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电路，其主要应用在太阳能发电、风力发电以及电力电子设备中。

在设计过程中，需要考虑电路的拓扑结构、控制策略以及负载特性等因素。

二、单相逆变器的建模与仿真建模是对电路的数学描述，仿真是利用计算机模拟电路的工作过程。

对于单相逆变器，可以使用 MATLAB 或 Multisim 等软件进行建模与仿真，以验证电路的性能指标是否满足设计要求。

三、控制思路与电路拓扑控制部分采用 PI 控制，包含电压外环和电流内环。

电压外环控制输出电压，电流内环控制输出电流。

电路拓扑采用全桥逆变电路，使用 LC 滤波器，负载为单相桥式整流电路。

四、负载使用单相桥式整流在单相逆变器电路中，负载通常使用单相桥式整流电路。

这种整流电路具有结构简单、工作效率高等优点，适合用于电压波形为矩形波的负载。

五、电流内环与电压外环控制电流内环和电压外环是逆变器控制策略的两个重要部分。

电流内环控制电流，电压外环控制电压。

通过这两个环路的联合控制，可以实现逆变器输出电压和电流的高效调节。

六、MATLAB 中的单相全桥逆变器电路建模与仿真在 MATLAB 中，可以通过 Simulink 工具箱搭建单相全桥逆变器电路模型，并进行仿真实验。

仿真结果表明，当同时打开绝缘栅双极型晶体管时，负载两端的电压和电流波形方向相同；当二极管 vd 同时导通时，电压和电流波形方向相反，理论分析与仿真实验结果完全一致。

仿真实验3 单相桥式可控整流电路1. 实验目的根据图3.1单相桥式可控整流电路，建立simulink 电路仿真模型，然后通过仿真实验研究单相桥式可控整流电路在不同负载下的工作特点。

T a b RL a)u 1u 2i 2V T 1V T 3V T 2V T 4u d i d图3.12. 实验步骤1）打开文件“EXP3_r1.mdl ”，自动进入simulink 仿真界面，在编辑器窗口中显示如图3.2 所示的单相桥式可控整流电路的模型。

图3.2 单相桥式可控整流电路的模型2）了解图3.2电路模型中各元件上需设定的参数交流电源U2：峰值（peak amplitude, V ）=141.4V(有效值为100V)，频率(Frequency, Hz)＝50脉冲发生器1(ug1)：周期（period, s ）＝0.02 ；脉冲宽度（pulse width, % of period ）＝2;滞后相位（phase delay, s ）=0; (α=0˚)0.02 (360αα⨯滞后相位＝为触发角，单位为角度） 脉冲发生器2(ug2)：周期（period, s ）＝0.02 ；脉冲宽度（pulse width, % of period ）＝2;滞后相位（phase delay, s ）=0.01; (α=0˚) 0.010.02 (360αα+⨯滞后相位＝为触发角，单位为角度） 脉冲发生器3(ug3)与脉冲发生器1(ug1)的设置相同。

脉冲发生器4(ug3)与脉冲发生器1(ug1)的设置相同。

负载中的RLC 串连之路R ：电阻值（resistance,ohms ）=10电感量（inductance,H ）=0电容量（capacitance,F ）=inf负载中的反电势E ：幅值（amplitude, V ）=0;3) 测试电阻负载时，整流电路的工作特性负载参数与2）中设定相同。

在α=0˚、30˚、60˚、90˚、120˚、150˚时记录示波器给出的波形，及显示单元上Ud1(负载上电压平均值)，Id1（负载上电压平均值）上显示的值。

辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号： *********学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 1103020 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目单相桥式整流/逆变电路的设计及仿真课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能整流电路是将交流电能变成直流电供给直流用电设备，在生产实际中，用于电阻加热炉、电解、电镀中，这类负载属于电阻类负载。

逆变电路是把直流电变成交流电。

逆变电路应用广泛，在各种直流电源中广泛使用。

设计任务及要求 1、确定系统设计方案，各器件的选型 2、设计主电路、控制电路、保护电路； 3、各参数的计算；4、建立仿真模型，验证设计结果。

5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。

技术参数整流电路：单相电网220V ，输出电压0~100V ，电阻性负载，，R=20欧姆 逆变电路：单相全桥无源逆变，输出功率200W ，输出电压100Hz 方波 进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、 系统功能分析及系统方案确定（2天）3、 主电路、控制电路等设计（1天）4、 各参数计算（1天）5、 仿真分析与研究（3天）6、 撰写、打印设计说明书（1天）答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。

无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。

此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。

单相桥式整流逆变电路的设计及仿真辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：单相桥式整流/ 逆变电路的设计及仿真院（系）：电气工程学院专业班级：自动化111班学号：110302030学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2013.12.30-2014.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化注：成绩：平时 20% 论文质量 60% 答辩 20% 以百分制计算摘要整流电路是把交流电转换为直流电的电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

逆变电路是把直流电变成交流电的电路，与整流电路相对应。

无源逆变电路则是将交流侧直接和负载连接的电路。

此次设计的单相桥式整流电路是利用二极管来连接成“桥”式结构，达到电能的充分利用，是使用最多的一种整流电路。

无源逆变是指逆变器的交流侧不与电网连接，而是直接接到负载，即将直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载。

关键词：交直流转换；桥式整流；无源逆变电路；目录第1 章绪论 (1)第2 章课程设计的方案. (2)2.1 概述 (2)2.2 系统组成方案 (2)2.2.1 单相桥式整流电路的结构 (2)2.2.2 单相桥式无源逆变电路的结构 (3)第3 章主电路设计 (4)3.1 单相桥式整流主电路 (4)3.1.1 单相桥式整流主电路图 (4)3.1.2 工作原理 (4)3.2 单相桥式无源逆变电路主电路 (5)3.2.1 单相桥式整流电路主电路图 (5)3.2.2 工作原理 (6)第4 章控制电路设计 (7)4.1 单相桥式整流电路控制 (7)4.1.1 触发电路 (7)4.1.2 保护电路 (8)4.2 单相桥式无源逆变电路控制电路 (9)4.2.1 驱动电路 (9)4.2.2 保护电路 (10)第5章MATLAB仿真. (12)5.1 单相桥式整流电路的仿真 (12)5.2 单相桥式无源逆变电路的仿真 (15)第6 章课程设计总结 (17)参考文献. (18)第1章绪论整流电路就把交流电转换为直流电的电路。

目录摘要 (3)Abstract (4)目录 (1)1 绪论 (3)1.1 整流技术的发展概况 (4)1.2 系统仿真概述 (5)2 单相桥式全控整流及有源逆变的工作原理 (6)2.1 整流电路概述 (6)2.2有源逆变概述 (6)2.3 单相桥式全控整流电路的工作原理 (7)2.3.1 工作原理 (7)2.3.2 参数计算 (9)2.4 单相桥式全控有源逆变的工作原理 (10)2.4.1 工作原理 (10)2.4.2 换相重叠角 (11)2.4.3 逆变颠覆的概述 (11)2.4.4 最小逆变角限制 (12)2.5 晶闸管整流电路的触发控制 (12)3 单相桥式全控整流及有源逆变电路的设计 (15)3.1 选择整流电路 (15)3.2 计算整流变压器的参数 (15)3.3 选用冷却系统 (15)3.4 开关元件的选用与计算 (15)3.5 保护系统的设计 (16)3.6 主要部件和器件的计算及选用 (16)3.7 单相桥式全控整流及有源逆变电路的设计 (16)4 单相桥式全控整流及有源逆变现象的观察 (17)4.1 单相桥式全控整流的观察 (17)4.2 单相桥式有源逆变的观察 (17)4.3 逆变颠覆现象的观察 (17)5 单相桥式全控整流及有源逆变的仿真 (18)5.1 Matlab软件简介 (18)5.2 Simulink简介 (19)5.3 单相桥式全控整流及有源逆变的仿真模型 (20)5.3.1仿真模型模块介绍 (20)5.3.2 仿真模型的设计 (23)5.3.3 仿真模型模块的参数设置 (23)5.4 模型仿真及仿真结果 (31)5.5 仿真过程中问题的解决及一些技巧 (37)5.5.1 如何根据原理建立仿真模型 (37)5.5.2 调试中参数设置方法 (37)5.5.3 创建模型的一些技巧 (38)6 总结 (39)6.1 论文主要内容总结 (39)6.2 实验过程总结 (39)6.3 仿真过程总结 (40)6.4 设计和开发方面的不足 (40)参考文献 (41)致谢 (42)摘要本文以单相桥式全控整流及有源逆变电路为研究对象，介绍了单相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理，并对MATLAB/Simulink模块中电力电子仿真所需要的电力系统模块做了简要的说明，介绍了单相桥式全控整流及有源逆变电路的主要环节整流及有源逆变的工作原理，并且分析了几种常见的触发角，在此基础上运用MATLAB软件分别对电路的仿真进行了设计；实现了对单相桥式全控整流及有源逆变电路的仿真。

单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB 仿真图1 单相桥式全控整流知识点回顾：整流(AC/DC)就是将交流变化为方向不变，大小为纹波的直流，相信大家都很清楚，这里就不详细介绍整流啦！ 逆变(DC/AC)，按负载性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。

如果把逆变电路的交流侧接到交流电源上，将直流电能经过直—交变换，逆变成与交流电源同频率的交流电返回到电网上去，叫有源逆变，其相应的装置是有源逆变器。

而将直流电能经过变换逆变成交流电能直接消耗在非电源性负载上者，叫无源逆变，其相应的装置是变频器。

逆变与整流是变流装置的两种不同工作状态，能在同一套变流装置上实现，只是其工作条件不一样而已。

首要条件是变流装置内部，使直流电压d U 改变极性，从而使功率的流向有可能发生逆转。

当控制角︒<≤900α时，变流装置工作在整流状态，直流电压d U 与直流电流d I 是同一方向，装置将交流电能转换成直流电能供给直流负载；当控制角︒≤<︒18090α时，变流装置工作在逆变状态，由于晶闸管的单向导电性，电流d I 方向不变，而直流电压d U 改变了极性，装置将直流电能转换成交流电能输向电网或非电源性负载。

其次是外部调件，必须是提供直流能源，而且是d U E >。

仿真环境：MATLAB 7.90(R2009b)实验一：电感性负载整流1.电路搭建3.参数设置4个晶闸管设置如上图，内阻为0.001欧，门槛电压值为0.8V，吸收电阻为10欧，吸收电容为4.7e-6。

交流电源模块幅值为100V，频率为50Hz。

电感为10e-3，电阻为2。

2个选择器都是以1为基准值的电压形式输出，所以选择[2]，两路输入，一路输出。

左边是给T1和T4脉冲的，右边是给T2和T3的，幅值为1.1V ，高于晶闸管的门槛0.8V ，周期为0.02s ，也就是50Hz ，脉宽为0.001，延迟分别是0.00333s 和0.01333s ，这两个数值是这样得来的，按照关系式︒=360Tt α，控制角α在︒<≤900α之间为整流，我选择60°，周期为0.02s ，那就得出第一个脉冲在0.00333s 的时候到来，互补的两套管在一个周期内各导通一次，所以第二个就要加0.01s 。

单相全桥逆变电路在matlab中的建模与仿真1. 单相全桥逆变电路简介单相全桥逆变电路是把一路直流电源转变为一定正弦波电压的电路，是模拟领域中重要的一种电路，大量应用于电机控制、调速调频、开关电源等控制用途以及通信以及电力电子有效数据传输方面。

它的组成主要包括4个基本部件，即正反控制电路、滞回滤波器、全桥换流器和整流桥，其工作模式:(1)正反控制电路用来制作连续的正弦波控制信号；(2)滞回滤波器滤除电路噪声，改善输出电压的波形；(3)4极全桥开关器件调理正反控制信号；(4)反激电路利用抗势分压把换流电流变换为宽幅的正弦波电压效能；(5)整流模块以连续采样，将高频正弦电压变为恒定幅值的直流电压。

2. 单相全桥逆变电路建模(1)由单相全桥逆变电路组成模型来建模，可以根据不同的元器件的特性来构建出不同的电路结构模型。

(2)建模时，应注意模型有足够的变量与参数做参考，包括可以被测量或者可以从表格中查找到的电路参数以及可外接控制参数。

(3)通常，正反控制电路ker和滞回滤波器使用电容，尤其对于低频应用电容值是重要的参数；反激电路一般考虑抗势分压，涉及到变压器的变比、电感及电阻，尤其对于开关频率和抗势是关键参数；整流模块一般考虑由半波整流的方式，可以在matlab中定义半波整流的模型，涉及到整流的电阻等参数。

3. 单相全桥逆变电路在matlab中的仿真(1)matlab具有完整的电路建模和仿真功能，可以快速绘制简单的电路图，采用不同种类的分析方法，甚至支持多媒体设计电路模型；(2)仿真中需要搭建好被仿真的单相全桥换流器模型，按照参数设置好电路条件，如开关频率、负载等参数，并建立人为定义的分析变量；(3)对单相全桥换流器模型进行仿真，可根据所构建的模型的特点，观察其控制信号的输入输出波形分析；也可以改变给定的仿真参数，观察仿真模型的变化趋势，并分析其产生的效果及可行性，快速发现问题并调节。

4. 结论单相全桥逆变电路在matlab中的建模与仿真是一个很好的应用场景，能够快速通过仿真模型来进行检验和分析，在提高效率的同时能够节省大量的人力成本。

学号02天津城建大学控制系统仿真大作业单相整流—逆变电路仿真模型学生姓名王飞虎班级13电气12班成绩控制与机械工程学院2014年 6 月 20 日目录一、仿真电路原理图： ............................................. 错误!未定义书签。

二、单相桥式不可控整流原理： ..................................... 错误!未定义书签。

三.电路搭建 ...................................................... 错误!未定义书签。

四.元件提取 ...................................................... 错误!未定义书签。

五.参数设置 ...................................................... 错误!未定义书签。

六.结果分析 ...................................................... 错误!未定义书签。

七.结论： ........................................................ 错误!未定义书签。

参考文献： ....................................................... 错误!未定义书签。

绪论：整流(AC/DC)就是整流，是指将交流电变换为直流电称为AC/DC变换，这正变换的功率流向是由电源传向负载，称之为整流。

逆变(DC/AC)，按负载性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。

如果把逆变电路的交流侧接到交流电源上，将直流电能经过直—交变换，逆变成与交流电源同频率的交流电返回到电网上去，叫有源逆变，其相应的装置是有源逆变器。

而将直流电能经过变换逆变成交流电能直接消耗在非电源性负载上者，叫无源逆变，其相应的装置是变频器。

单相全桥型逆变电路原理电压型全桥逆变电路可看成由两个半桥电路组合而成，共4个桥臂，桥臂1和4为一对，桥臂2和3为另一对，成对桥臂同时导通，两对交替各导通180°电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥 电路的波形uo 形状相同，也是矩型波，但幅值 高出一倍，Um=Ud输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间+-VD 3VD 4单相半桥电压型逆变电路工作波形全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的， 对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数，得其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πO OONu o U - U m ioVD 1 VD2VD1VD 2⎪⎭⎫⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的ud 换成Ud /2uo 为正负电压各为180°的脉冲时，要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现实际就是调节输出电压脉冲的宽度•各IGBT 栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2栅极信号互补，V 3和V 4栅极信号互补•V 3的基极信号不是比V 1落后180°，而是只落后θ ( 0<θ <180°)•V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1VD 3VD 4采用移相方式调节逆变电路的输出电压u u u u i o u o t 2时刻V 1和V 2栅极信号反向， V 1截止， V 2不能立即导通，VD 2导通续流，和VD 3构成电流通道，输出电压为-U d到负载电流过零开始反向， VD 2和VD 3截止， V 2和V 3开始导通， u o 仍为- U dt 1时刻前V 1和V 4导通，输出电压u o 为u dt 1时刻V 3和V 4栅极信号反向，V 4截止，因i o 不能突变，V 3不能立即导通，VD 3导通续流，因V 1和VD 3同时导通，所以输出电压为零各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形u u u u i o u o t 3时刻V 3和V 4栅极信号再次反向， V 3截止， V 4不能立刻导通， VD 4导通续流， u o 再次为零目录单相桥式全控整流电路仿真建模分析 ..................................................................................... 6 （一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) . (7)1.电路的结构与工作原理 .................................................................................................... 7 2.建模 ........................................................................................................................................ 8 3仿真结果与分析 ................................................................................................................. 4 4小结 ........................................................................................................................................ 6 （二）单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) .. (7)1.电路的结构与工作原理 .................................................................................................... 7 2.建模 ........................................................................................................................................ 8 3仿真结果与分析 ............................................................................................................... 10 4.小结 .. (19)u u u u i o u o（三）单相桥式全控整流电路(反电动势负载) (13)1.电路的结构与工作原理 (20)2.建模 (14)3仿真结果与分析 (16)4小结 (18)单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。

计算机仿真实验报告一、实验名称：单相全桥电压型逆变电路MA TLAB仿真二、目的及要求1.了解并掌握单相全桥电压型逆变电路的工作原理；2.进一步熟悉MA TLAB中对Simulink的使用及构建模块；3.复习在Figure中显示图形的程序编写和对图形的修改。

三、实验原理1.电压型逆变器的原理图图1 电压逆变器的原理图当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压u0为正；当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，u0为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变换的交流电，u0的波形如图1（b）所示。

输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比，这样就实现了直流电到交流电的逆变。

2.电压型单相全桥逆变电路图2 电压型单相全桥逆变电路它有4个桥臂可以看成由两个半桥电路组合而成。

两对桥臂交替导通180°。

输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。

改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。

可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，成为移相调压。

各栅极信号为180°正偏，180°反偏，且T1和T2互补，T3和T4互补关系不变。

T3的基极信号只比T1落后q（0<q<180°），T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180°- q，u0成为正负各位q的脉冲，改变q即可调节输出电压有效值。

四、实验步骤及电路图1.建立MA TLAB仿真模型通过MA TLAB的Simulink模块建立单相电压型逆变电路的仿真模型，如下图3所示，图中因为用的是MA TLAB2011版本，所以在这个系统中添加了一个powergui模块保证系统的连续运行。

2.参数设置对于图3中的各模块，做如表1所示的参数设置（没有写出的为默认）。

模块名参数设置DC V oltage source Amplitude(V): 220*sqrt(2)Pulse Generator1 Pulse Generator4 Amplitude: 1Period(secs): 0.02Pulse Width(% of period): 50 Phase delay: 90*0.02/360Pulse Generator2 Pulse Generator3Amplitude: 1Period(secs): 0.02Pulse Width(% of period): 50Phase delay: (90+180)*0.02/360 图4 MATLAB仿真模型表1 参数设置00Series RLC Branch Resistance(Ohms): 5Inductance(H): 1Capacitance(F): infScope Number of axes: 5V ariable name: S3.程序设计为了在Figure中，显示仿真波形，我使用了M文件设计程序，如图5所示：五、实验结果1.纯电阻负载波形如图6所示：002.阻感负载波形（1）a=90°，波形如图7：（2）a=135°，波形如图8：图6 纯电阻负载波形图7 阻感负载波形（a=90°）（3）a=180°，波形如图9：图8 阻感负载波形（a=135°）图9 阻感负载波形（a=180°）六、实验心得由于之前已经完成了对三相桥式SPWM逆变电路的仿真，所以这次做单相全桥电压型逆变电路的仿真感觉要容易很多。

单相桥式逆变电路仿真
C E
C
E
C E
C
E
+-
+-
E
C
E
E
C
E
+
PWM 脉冲发生器(PWM Generator)模块在库浏览器中的位置
电力系统模块库特殊子库PWM Generator
SimPowerSystems →Extra Library →Control Blocks →PWM Generator
控制模块子库
Goto模块和From模块在库浏览器中的位置
Simulink库
信号
路径
子库
From模块
Goto模块Simulink→Signal Routing →From 或Goto
2.设置模块参数
PWM脉冲发生器
发生器模式：单桥、
双桥，三桥，双三桥
载波频率
内部产生
调制波调制度
输出电压基波频率
输出电压相位
信号端口连接模块
From模块
Goto模块
3.设置仿真参数
仿真参数设置
仿真开始时间
3.设置仿真参数
仿真结束时间
可变步长
算法选ode15s 或ode23tb
4.启动仿真
启动仿真
仿真结束时间，根据
具体情况设置为0.05
5.仿真结果分析
电流
电压
（1）开关1的电流和电压波形
输出电压电感电流
（2
）输出电压和电感电流波形。