基于MATLAB的三相全控整流建模与仿真
萧飞 河北惠仁医疗设备 2015年1月
摘要 本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上，建立了基于Simulink的三
相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其带电阻负载时的工作情况进行了仿真分析与研究。
通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。
关键词 Simulink建模仿真三相桥式全控整流
对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负载，可影响电源三相负载
的平衡性和系统的对称性。故在负载容量较大的场合，通常采用三相或多相整流电路。三
相或多相电源可控整流电路是三相电源系统的对称负载，输出整流电压的脉动小、控制响
应快，因此被广泛应用于众多工业场合。
本文在Simulink仿真环境下，运用PowerSystemBlockset的各种元件模型建立三相桥式
全控整流电路的仿真模型，并对其进行仿真研究。
一、 MATLAB基础
MATLAB 是一种科学计算软件。MATLAB 是 Matrix Laboratory(矩阵实验
室)的缩写，这是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。早期的 MATLAB 主
要用于解决科学和工程的复杂数学计算问题。由于它使用方便、输入便捷、运算
高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户自行扩展的空间，因
此受到用户的欢迎，使它成为在科技界广为使用的软件，也是国内外高校教学和
科学研究的常用软件。MATLAB 由美国 Mathworks 公司于 1984 年开始推出，
历经升级，到 2001 年已经有了 6．0 版，现在 MATLAB 6.5、7.1、7.8版都
已相继面世。早期的 MATLAB 在 DOS 环境下运行，1990 年推出了Windows
版本。1993年，Mathworks 公司又推出了MATLAB 的微机版,充分支持在
MicrosoftWindows 界面下的编程，它的功能越来越强大，在科技和工程界广为
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多脉冲整流技术在民用飞机中的应用
作者：刘湛 孙莉
来源：《科技视界》2016年第20期
【摘 要】电力电子技术飞速发展，越来越多的电气设备被应用于民用飞机中，基于民用飞机电网的特殊要求，可以有效抑制谐波的多脉冲整流技术在民用飞机中得到广泛应用。本文阐述了多种多脉冲整流方案的特点和工作原理，可以指导在不同需求下对多脉冲整流方案的筛选。
【关键词】民用飞机；高压直流；变压整流器；多脉冲
0 概述
随着电力电子技术的飞速发展，越来越多的电力电子器件被用于民用飞机上。因为设备的非线性的特征，造成了网侧电流的畸变，影响民用飞机的电源品质，降低了负载的电磁兼容性能，危害电网中的其他的设备。民用飞机的二次能源包括液压能、气压能和电能，这就要求民用飞机上必须安装液压泵、压气机、燃料泵等，造成了飞机上空间复杂紧张，维护难度高，再者液、气压的装置本身存在的低可靠性、易泄露、难维护等特点大大降低民用飞机的整体可靠性和安全性。而电能传输容易，控制精确的优势，使得国内外都将目光聚焦在加大电能在飞机上的应用范围，大力发展多电飞机（MEA）和全电飞机（AEA）。随着多电技术的发展，电能在民用飞机上占据越来越高的比例，在国外先进的民用飞机中。多电技术在民机领域的广泛使用必将对飞机电源提出更严苛的要求。
1 民用飞机电源系统的发展
飞机的一次电源即主电源经历了低压直流、恒速恒频交流、变速恒频交流、高压直流以及混合电源。低高压直流电源系统得益于电力电子技术的进步，解决了其初期存在的开关断弧和有刷电机换向恶劣的缺点 ，大大提高了无刷发电机的转速，减小了电机的重量体积。结构简单，效率高。易于民用飞机供电系统的冗余和不间断供电的需求，提高了电气系统的可靠性，提高机载二次电源的功率密度。目前已广泛应用于军机，如RAH-66直升机和F-22战斗机，在民用飞机领域的应用还有待进一步发展。
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50D整流柜脉冲放大电路的设计
摘要：在脉冲放大电路中用555单稳态触发电路对通过光电耦合器输出到单稳态触发电路的脉冲信号进行整形，经过整形后得到一个幅度和宽度都基本相同的脉冲波形，整形后的脉冲信号通过场效应管放大电路的放大和脉冲变压器的隔离，输出作为可控硅的触发信号。此电路不仅降低了对光电耦合器等元器件的要求，延长了元器件的使用寿命，而且增加了可控硅触发脉冲信号和系统的稳定性，基本上达到了设计的要求。
1 脉冲放大电路原理
输入脉冲经过光电耦合器4N25的隔离输出到一个555单稳态触发电路，单稳态触发电路的电源通过一个三端集成稳压器提供，将输入脉冲经过整形输出到场效应管放大电路进行信号放大，放大后的脉冲信号驱动脉冲变压器，经过脉冲变压器的隔离后输出到可控硅，作为触发信号。
由于单稳态触发器555对所需要的触发电源要求非常高，输入的电压必须精确稳定不变而且不能超过15V，超过15V会使单稳态触发器555无法正常工作，而电压不稳则会造成电路VCC电压的波动，无法输出规则的脉冲波形，因此在设计电路过程中选择三端集成稳压器78L10，输入端接一个12V的电压，在输出端输出一个10V稳定的电压，给555单稳态触发器提供电源。
单稳态触发器主要功能是对脉冲信号经行整形，它能够把不规则的输入信号整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲，矩形脉冲的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，脉冲宽度决定于暂稳态时间。
场效应管是利用改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。场效应管放大电路主要功能是对整形后的脉冲信号经行放大，在电路的选择时主要是通过负载电流的大小，此电路工作在饱和状态，信号被放大后输出到脉冲变压器的原边，变压器原边接有一个RDC三相（一个由电阻，电容和二极管组成）阻容吸收电路，用于吸收和消耗场效应管由导通状态变成关断状态的时候脉冲变压器原边还存有的能量。
脉冲变压器一般用于脉冲变换或作为触发驱动，脉冲变压器一般是做脉冲高2
三相半波、桥式（全波）整流及六脉冲整流电路
1 .三相半波整流滤波
当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时，三相整流电路就被提了出来。图1所示就是三相半波整流电路原理图。在这个电路中，三相中的每一相都和单独形成了半波整流电路，其整流出的三个电压半波在时间上依次相差1200叠加，并且整流输出波形不过0点，其最低点电压
一叫叩/2（恸。-120加1/2。
式中up——是交流输入电压幅值。
并且在一个周期中有三个宽度为1200的整流半波。因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。
图1三相半波整流电路原理图
2 .三相桥式（全波）整流滤波
图2所示是三相桥式全波整流电路原理图。图3是它们的整流波形图。图3（a）是三相交流电压波形；图3（b）是三相半波整流电压波形图；图3（c）是三相全波整流电压波形图。在输出波形图中，N粗平直虚线是整流滤波后的平均输出电压值，虚线以下和各正弦波的交点以上（细虚线以上）的小脉动波是整流后未经滤波的输出电压波形。
图2三相桥式全波整流电路原理图
由图1和图2可以看出，三相半波整流电路和三相桥式全波整流电路的结构是有区别的。 (1)三相半波整流电路只有三个整流二极管，而三相全波整流电路中却有六只整流二极管；
(2)三相半波整流电路需要输入电源的中线，而三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
由图3可以看出三相半波整流波形和三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
1/二由交葆电反波电
।一三相半波整潼电压波彤
u)三柏至波赘灌电屈漉影
图3三相整流的波形图
①三相半波整流波形的脉动周期是1200而三相全波整流波形的脉动周期
是600；
②三相半波整流波形的脉动幅度和输出电压平均值：
三相半波整流波形的脉动幅度是：
t/=y/l-sin30°)
⑴
式中U——脉动幅度电压；UP是正弦半波幅值电压，比如有效值为380V的线电压，
其半波幅值电压为：二-'口：；」二一 ⑵
