带阻感性负载三相交流调压电路MATLAB仿真实验

实训报告二级学院：自动化学院课程名称：电力电子技术设计题目：三相交流调压电路设计姓名：学号：设计班级：指导教师：设计时间：目录1 电力电子仿真工具介绍.........................................1.1 Matlab介绍..................................................................1.2 SIMULINK仿真工具简介........................................................ 2电力电子器件测试.............................................................2.1 实验目的.................................................................2.2 实验原理.................................................................2.3 实验内容.................................................................2.4 计算机仿真测试过程.......................................................2.5 总结与心得...............................................................3 三相交流调压电路.............................................................3.1实验目的.....................................................................3.2实验原理.....................................................................3.3实验内容.....................................................................3.4计算机仿真过程及输出结果..................................................... 4总结及实训体会................................................................ 5附录.............................................................................1电力电子仿真工具介绍1.1 Matlab介绍MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，MATLAB 是Matrix Laboratory 的缩写意为矩阵工厂（矩阵实验室）。

实验七三相交流调压电路实验一、实验目的：1、加深理解三相交流调压电路的工作原理。

2、了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。

3、掌握三相交流调压电路MA TLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。

二、实验主要仪器与设备：PC机、MATLAB仿真软件三、实验原理交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。

实验装置中使用双窄脉冲。

实验线路如图7-1所示。

VT1图7-1 三相交流调压实验线路图四、实验内容及步骤1、启动MATLAB，进入SIMULINK后新建文档，绘制三相交流调压系统模型如图7-2所示。

双击各模块，在出现的对话框内设置相应的参数。

2、带电阻性负载的仿真图7-2 三相交流调压系统模型图1）交流电压源的参数设置设置交流峰值电压为310V，频率为50Hz。

2）负载的参数的设置R=450Ω，L=0H，C=inf。

3）脉冲发生器模块（Pusle）的参数设置频率设置为50Hz，脉冲宽度为2%。

当α=0°时，Pulse1为0s，Pulse2为0.01/3s, Pulse3为0.02/3s, Pulse4为0.01s, Pulse5为0.04/3s, Pulse6为0.05/3s。

当α=30°时，Pulse1为0.01/6s，Pulse2为0.01/3s, Pulse3为0.01/2s, Pulse4为0.07/6s, Pulse5为0.03/2s, Pulse6为0.11/6s。

设置好各模块参数后，单击工具栏的运行按钮，得出相应仿真结果。

3、带电阻电感性负载的仿真步骤同2，负载模块的参数设置为R=450Ω，L=0.1H，C=inf。

五、思考题三相交流调压电路中某个晶闸管内部短路会出现什么情况？六、实验报告1、整理各仿真波形。

基于matlab的三相交流调压电路仿真与研究一、引言随着电力电子技术和控制理论的不断发展，交流调压技术在许多领域得到了广泛应用。

三相交流调压电路由于其能够实现对三相交流电的独立调节，因此在电机控制、电力质量改善以及无功补偿等方面具有重要作用。

本文旨在通过Matlab仿真研究三相交流调压电路的工作原理和性能。

二、三相交流调压电路工作原理三相交流调压电路通常采用相位控制方式，通过调节开关的导通和关断时间来改变输出电压的大小。

在三相系统中，每一相都有一个独立的调压电路，通过对每一相的独立调节，可以实现三相输出电压的平衡控制。

三、Matlab仿真环境设置Matlab是一款强大的数学计算软件，可用于电力电子系统仿真。

在Matlab中，我们首先需要设置仿真参数，包括仿真时间、采样时间、仿真算法等。

然后，我们需要构建三相交流调压电路的数学模型，并转化为Simulink模型。

四、电路模型的建立与参数设置在Simulink中，我们需要根据三相交流调压电路的工作原理，建立相应的电路模型。

这个模型应该包括电源、开关、二极管、电感和电容等元件。

然后，我们需要为这些元件设置合适的参数，以模拟实际的电路行为。

五、仿真结果分析通过运行仿真，我们可以得到输出电压的波形。

通过对这些波形的分析，我们可以了解调压电路的性能。

例如，我们可以观察输出电压的幅值、相位和频率等参数的变化情况。

六、实验验证与结果对比为了验证仿真结果的准确性，我们需要进行实验验证。

在实验中，我们需要搭建实际的三相交流调压电路，并使用示波器等设备记录输出电压的波形。

然后，我们将实验结果与仿真结果进行对比，以评估仿真的准确性。

七、结论通过以上分析和对比，我们可以得出结论：基于Matlab的三相交流调压电路仿真能够准确反映实际电路的工作情况。

这为进一步研究三相交流调压电路的性能提供了有力支持。

同时，通过仿真和实验的结合，我们可以更好地理解电路的工作原理，优化电路设计，提高系统的稳定性和可靠性。

实验三单相和三相交流调压电路实验一、实验目的(1)．加深理解交流调压电路的工作原理。

(2)．加深理解单相交流调压感性负载时对移相范围要求。

(2)．加深理解三相交流调压阻性负载时的工作情况。

二、实验设备及仪器(１)．计算机(２)．MATLAB软件三、注意事项（1）在单相电阻电感负载时，当α<ϕ时，若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量。

（2）三相电路中，触发脉冲要选择双脉冲。

（3）仿真时间不宜太长，一般几个电源周期即可（4）晶闸管器件选择“普通晶闸管”，而不是详细模型的晶闸管。

（5）电气仿真时，一定要有“powergui”模块在仿真界面中才可以仿真成功。

四、实验步骤(１) 单相交流调压器带电阻性负载电路原理图如下图所示图1交流调压电路电阻性负载原理图基本参数为：交流电源：220V，50Hz电阻负载：10欧姆α=，120°，150°时负载侧电压、电流要求：搭建仿真电路，分别输出60波形及电源侧电压波形，并显示负载电压的有效值。

记录波形并分析触发角的移相范围。

步骤1：搭建主电路(a)搭建如图2所示主电路仿真中模型的提取路径是：交流电源：simpowersystem\Electrical sources\AC Voltage Source晶闸管： simpowersystem\Power Electronics\thyristor电阻： simpowersystem\Elements\series RLC Branch(b)设置参数根据已知条件设置电源和负载参数，晶闸管可用默认参数。

图2电阻负载主电路部分步骤二：搭建触发电路（a）触发电路利用脉冲发生器实现，如图3所示图3 脉冲触发电路触发脉冲提取路径为： simulink\Sources\Pulse Genetator(b)设置参数脉冲类型：Time based时间：Use simulation time脉冲幅值：1.0脉冲宽度：5脉冲周期：（自己思考）脉冲延时：（单位：秒；触发角不同，延时不同。

一．Matlab 仿真1.仿真图 Continuouspowerguiv +-Voltage Measurement4Series RLC Branch Scope Pulse Generator2PulseGenerator1PulseGenerator g ma k Detailed Thyristor2gm a k Detailed Thyristor1g m a k Detailed Thyristori +-Current Measurement3i +-Current Measurement2i +-Current Measurement1i +-Current Measurement v +-CAC v +-BCB v +-ABA图1.1 三相半波整流电路仿真图2.参数设置。

电源参数设置：电压设置为380V，频率设为50Hz。

a相的电压源设为0，b相的电压源设为-120，c相的电压源设为-240。

负载参数设置：电阻设为1。

脉冲参数设置：有三个触发脉冲，电源电压频率为50Hz，故周期设置为0.02s，脉宽可设为2，振幅设为5。

在三相电路中，触发延时时间并不是直接从a换算过来，由于a角的零位定在自然换相角，所以在计算相位延时时间时要增加30度相位。

因此当a＝0度时，延时时间应设为0.0033。

其计算可按以下公式：t=（α+30）T/360。

触发角a＝0度时，延迟角依次设置为：0.00167，0.00837，0.01507触发角a＝30度时，延迟角依次设置为：0.0033，0.01，0.0167触发角a＝45度时，延迟角依次设置为：0.00417，0.01087，0.01757触发角a＝60度时，延迟角依次设置为：0.005，0.0117，0.0184晶闸管参数设置：图2.1二．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。

五邑大学电力电子技术课程设计报告题目：三相桥式整流电路的MATLAB仿真院系信息工程学院专业轨道交通电气化班级学号学生姓名指导教师完成时间2016年11 月17 日三相桥式整流电路的MATLAB仿真一、题目的要求和意义利用MATLAB软件中的SIMULINK对三相桥式整流电路进行建模、仿真，设置参数，采集波形。

具体要求如下：输入三相电压源，线电压取380V，50Hz，内阻0.004欧姆。

利用六个晶闸管搭建三相桥式整流电路的模型。

当负载分别为纯电阻负载和阻感负载时设置相关参数利用示波器查看仿真波形，并将ud、id、uVT1波形记录下来。

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领域，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。

常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。

三相全控整流电路的整流负载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整流电路。

Matlab提供的可视化仿真工具Simulink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。

利用matlab对三相桥式全控整流电路仿真，可以让我们进一步深入了解三相整流电路工作的每一个步骤，充分掌握三相整流电路，而对故障波形的采集与分析，锻炼我们解决电路出现问题时的能力，以使我们在实际工作中也能足够的理论知识去排除及解决各种电路故障，具有十分重要的意义。

二、基本原理三相桥式整流电路习惯将其阴极连接在一起的三个晶闸管（VT1、VT3、VT5）称为阴极组；阳极连接在一起的三个晶闸管（VT2、VT6、VT2）称为阳极组，如图1所示、图1 三相桥式整流电路原理图图1中a相电源的初相角是0，c相电源初相角是120度，b相电源的初相角是-120度。

三相半波整流时，在一个周期内，相电压最高值会交换三次，而三相全桥时，负载相当于接在两相的线电压上，而线电压的最高值每个周期会交换六次，线电压波峰的交点叫自然交换点，这就意味，当触发角α=0时，就能整流出一个周期内有六个波峰的直流电，它们的电压波形如图2图2 三相桥式整流电路带电阻（阻感负载）α=0°时的波形这样只要六个晶闸管按照VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的导通顺序， 每个晶闸管导通60度，即可把三相交流电源整流为直流电。

《MATLAB工程应用》三相桥式全控整流电路仿真一、选题背景说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求，简述本设计的指导思想。

解：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，并对其带电阻负载与阻感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。

主要问题输出负载分别是触发角为30°和90°时的电阻负载，触发角为30°、60°、90°时的阻感负载。

要求完成仿真模型图和仿真波形图，其中波形图包括输出电流，输出电压，晶闸管电压。

利用simpowersystems建立三相全控整流桥的仿真模型。

二、原理分析(设计理念)三相桥是应用最为广泛的整流电路，它是由两组三相半波整流电路串联而成的，一组为共阴极接线，另一组为共附极接线。

若工作条件相同，则负载电流Id1=Id2，在零线中流过的电流平均值I0=Id1-Id2，如果将零线切断，不影响电路工作，成为三相桥式全控整流电路。

共阴极组正半周触发导通，共阳极组在负半周触发导通，在一个周期中变压器绕组中没有真流磁势，且.每相绕组在正负半周都有电流流过，延长了变压器的导电时间，提高了变压器绕组的利用率。

共阴极组为阴极连接在一起的3个晶闸管(T1、T3、T5)，共阳极组为阳极连接在一起的3个晶闸管(T2、T4、T6)，导通顺序为T1→T2→T3→T4→T5→T6。

自然换向时，每时刻导通的两个晶闸管分别对应阳极所接交流电压值最高的一个和阴极所接交流电压值最低的一个。

假设将电路中的晶闸管换作二极管，相当于晶闸管触发角α=0时，电路波形各晶闸管均在自然换相点换相。

共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通，共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低的一个导通。

任意时刻共阳极组和共阴极组中各有一个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。

实验报告
（1）建立仿真模型
4）三相晶闸管整流器参数设置如下图。

电阻负载参数设置：
（3）电阻负载90°
2.三相桥式全控整流电路阻感负载（1）阻感负载30°
（2）阻感负载60°（3）阻感负载90°
5．实验总结：
由于这是第一次接触MATLAB仿真软件，在使用过程中遇到了较多的困难，例如起初存在着找不到器件或器件参数设置有问题的情况，而且发现所使用的MATLAB软件与实验指导书所使用的版本不同，这也造成了不少麻烦。

但通过参考指导书的内容，上网搜索资料以及同学之间的互相交流，最终较圆满的完成了仿真任务，学会了初步使用MATLAB仿真软件的基本操作步骤，更认识到了MATLAB仿真软件的重要性，希望今后里能够更多接触MATLAB 仿真，做到熟练使用仿真软件。

目录摘要....................................................................................... - 2 - Abstract .................................................................................. - 3 - 第一章引言 .......................................................................... - 4 - 1.1 设计背景....................................................................... - 4 - 1.2 设计任务....................................................................... - 4 - 第二章方案选择论证 .......................................................... - 6 - 2.1方案分析........................................................................ - 6 - 2.2方案选择........................................................................ - 6 - 第三章电路设计 ................................................................ - 7 - 3.1 主电路原理分析............................................................ - 7 - 第四章仿真分析 ................................................................ - 9 - 4.1 建立仿真模型 ............................................................... - 9 - 4.2仿真参数的设置 .......................................................... - 10 - 4.3 仿真结果及波形分析................................................... - 11 - 第五章设计总结 ................................................................ - 26 - 致谢................................................................................. - 27 - 参考文献............................................................................... - 28 -摘要目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或相控整流电路。