当前位置：文档之家 › 三相桥式全控整流电路仿真建模分析

三相桥式全控整流电路仿真建模分析

  • 格式：doc
  • 大小：40.50 KB
  • 文档页数：6

三相桥式全控整流电路仿真建模分析

一、三相桥式全控整流电路（电阻性负载）

工作原理1.电路的结构与

1.1电路结构

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//6GE%5BHDCVFE7KB9SMYR%5B338.jpg?forcedownload=1|alt]]

1.2 工作原理

在wt1~wt2区间：u相电压最高，VT1被触发导通，v相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uu-Uv=Uuv。在wt2~wt3区间：u相电压最高，VT1被触发导通，w相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uu-Uw=Uuw。在wt3~wt4区间：v相电压最高，VT3被触发导通，w相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uv-Uw=Uvw。在wt4~wt5区间：v相电压最高，VT3被触发导通，u相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uv-Uu=Uvu。在wt5~wt6区间：w相电压最高，VT5被触发导通，u相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uw-Uu=Uwu。在wt6~wt7区间：w相电压最高，VT5被触发导通，v相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uw-Uv=Uwv。

1.3基本数量关系

a.输出电压平均值

当α<=60度时， Ud=1.35*U21*cosα

当α>60度时， Ud=2.34*U2*【1+cos(π/3+α）】

2.建模

模型建立如下图

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//%7B%24311XPMD%28%401%7DE1I6F3M0%295.jpg?forcedownload=1|alt]]

2.1模型参数设置

a.交流电源参数

电源1

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//dianyuan1.jpg?forcedownload=1|alt]]

电源2

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//2.jpg?forcedownload=1|alt]]

电源3

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//3.jpg?forcedownload=1|alt]]

b.同步脉冲信号发生器参数

触发器1

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//a.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器2

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//b.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器3

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//c.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器4

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//d.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器5

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//e.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器6

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//f.jpg?forcedownload=1|alt]]

c.示波器参数

示波器五个通道信号依次是：①电源电压Vabc；②负载两端电压Ud；③通过晶闸管VT1电压UT1；④通过晶闸管VT1电流IT1；⑤通过负载电流Id。

3 仿真结果与分析

仿真波形如下图：

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//%7DHT33AHFUXBM%5B%24Y7IGBRLH7.jpg?forcedownload=1|alt]]

在wt1~wt2区间：u相电压最高，VT1被触发导通，v相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uu-Uv=Uuv。

在wt2~wt3区间：u相电压最高，VT1被触发导通，w相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uu-Uw=Uuw。

在wt3~wt4区间：v相电压最高，VT3被触发导通，w相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uv-Uw=Uvw。

在wt4~wt5区间：v相电压最高，VT3被触发导通，u相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uv-Uu=Uvu。

在wt5~wt6区间：w相电压最高，VT5被触发导通，u相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uw-Uu=Uwu。

在wt6~wt7区间：w相电压最高，VT5被触发导通，v相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uw-Uv=Uwv。

4小结

三相桥式全控整流电路（电阻性负载）工作时，在任何时候共阳和共阳极组各有一只晶闸管导通而形成回路，移相范围为0度~120度。

二、三相桥式全控整流电路（阻感性负载）

1.电路的结构与工作原理

1.1电路结构

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//QF%5DJ1N%7BGL2M~%29Q3R%40_5XRD.jpg?forcedownload=1|alt]]

1.2 工作原理

当α<=60度时，其ud波形连续，工作情况与带电阻性负载时相似，即在wt1~wt2区间：u相电压最高，VT1被触发导通，v相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uu-Uv=Uuv。在wt2~wt3区间：u相电压最高，VT1被触发导通，w相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uu-Uw=Uuw。在wt3~wt4区间：v相电压最高，VT3被触发导通，w相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uv-Uw=Uvw。在wt4~wt5区间：v相电压最高，VT3被触发导通，u相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uv-Uu=Uvu。在wt5~wt6区间：w相电压最高，VT5被触发导通，u相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uw-Uu=Uwu。在wt6~wt7区间：w相电压最高，VT5被触发导通，v相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uw-Uv=Uwv。当α>60度时，ud波形会出现负的部分。

1.3基本数量关系

a.输出电压平均值：

Ud=1.35*U2L*cosα

b.输出电流平均值：

Id=2.34*U2/R*cosα

2.建模

模型建立如下图

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//N3A%24Y8AD672~GM%24PK8Q~IFB.jpg?forcedownload=1|alt]]

2.1模型参数设置

a.交流电源参数

电源1

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//dianyuan1.jpg?forcedownload=1|alt]]

电源2

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//2.jpg?forcedownload=1|alt]]

电源3

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//3.jpg?forcedownload=1|alt]]

b.同步脉冲信号发生器参数

触发器1

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//A.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器2

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//B.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器3

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//C.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器4

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//D.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器5

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//E.jpg?forcedownload=1|alt]]

触发器6

[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//F.jpg?forcedownload=1|alt]]

合集下载

三相全控桥式整流电路仿真实验

三相全控桥式整流电路仿真实验

实验九 电力电子电路的仿真实验

（三相全控桥式整流电路仿真实验）

一、实验目的

（1）掌握MATLAB仿真软件的使用。

（2）掌握SIMULINK模型库的调用，构成电力电子系统并利用MATLAB对系统进行仿真。

二、实验说明

本实验利用MATLAB软件对电力电子系统进行仿真。MATLAB/SIMULINK/Power System Blockset模型库中包含了常用的电力电子器件模型和整流、逆变电路模块以及相应的驱动模块，使用这些模块构建和编辑电力电子电路并仿真是很方便的。MATLAB电力电子器件模型使用的是简化的宏模型，它只要求器件的外特性与实际器件特性基本相符，而没有考虑器件内部的细微结构，属于系统级模型。

MATLAB的电力电子器件必须连接在电路中使用，也就是要有电流的回路，但是器件的驱动仅仅是取决于门极信号的有无，没有电压型和电流型驱动的区别。电力电子器件在使用时一般都并联有缓冲电路，因此，在MATLAB中电力电子器件模型中也已经并联了简单的RC串联缓冲电路，简单缓冲电路的RC值可以在参数表中设置。

三、实验原理

三相桥式全控整流电路是应用最广泛的整流电路，完整的三相桥式全控整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成（见下图）。6个晶闸管依次相隔60°触发，将交流电整流为直流电。三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，以保证在每一瞬间都有两个晶闸管同时导通（上桥臂和下桥臂各一个）。整流变压器采用三角形/星型联结是为了减少3的整倍数次谐波电流对电源的影响。

三相桥式全控整流原理电路

三相桥式整流电路的仿真使用MATLAB模型库中的三相桥和触发器的集成模块是很方便的。用模型库中元器件组成的三相桥式整流电路的仿真模型如下图所示。

三相桥式整流电路的仿真模型

仿真模型中主要使用的元器件模块提取路径见下表，在模型的整流变压器和整流桥之间接入了一个三相电压-电流测量单元V-I是为观测方便。整流器的输出电压和电流是通过多路测量器测量负载的电压和电流来实现的，当然也可以用电压和电流测量单元直接检测整流器输出单元和电流。在整流器工作中保证触发脉冲与住电路同步很重要，仿真使用的6脉冲发生器是在同步电压过零时作为控制角α=0°的位置，因此在整流变压器采用△/Y-11联结时，同步变压器也可以采用△/Y-11联结。在同步信号关系难以确定时，可以发挥仿真的特点，将三相同步电压信号以不同的顺序连接到6脉冲发生器的AB、BC、CA3个同步输入端，然后运行该模型，观察整流器输出电压波形，如果电压波形在一周期中6个波头连续规则，则该整流器的同步是正确的。负载和控制角可以按需要设定。

三相桥式全控整流电路matlab仿真总结

三相桥式全控整流电路matlab仿真总结

三相桥式全控整流电路matlab仿真总结

三相桥式全控整流电路是一种常用于工业领域的电力电子装置，它可实现对高压交流电进行整流，将其转化为直流电供给负载。在本文中，我们将使用MATLAB软件进行仿真分析，并一步一步解答相关问题。

【第一步：建立电路模型】

首先，我们需要建立三相桥式全控整流电路的模型。在MATLAB中，我们可以使用Simulink来进行电路建模。打开Simulink界面，选择建立一个新的模型文件。然后，选择信号源模块，设置输入电压的参数，例如频率、幅值等。接下来，选择桥式全控整流电路模块，设置电路的参数，如电阻、电感、电容等。最后，建立一个输出信号的示波器，以便观察电路中各节点的电压和电流波形。

【第二步：参数设置】

在进行仿真前，我们需要设置电路的参数。在三相桥式全控整流电路中，常见的参数有：输入电压的频率和幅值、电压和电流传感器的增益、电阻和电容的数值等。根据实际需求，选择合适的数值进行设置。

【第三步：电路仿真】

设置好电路的参数后，我们可以开始进行仿真分析了。在Simulink界面，点击“运行”按钮，MATLAB将根据设置的参数自动进行仿真计算，得到电路中各节点的电压和电流波形。同时，仿真过程中，Simulink还会显示实时的仿真结果，以便我们观察电路的动态特性。

【第四步：结果分析】

得到仿真结果后，我们可以进行结果分析。首先，观察电路中各节点的电压波形，了解电路的工作状态和稳定性。然后，计算电路中的电流波形，分析电路的功率损耗和能效等指标。最后，将仿真结果与实际应用需求进行对比，评估电路的性能和可靠性。

【第五步：参数优化】

在分析结果的基础上，我们可以对电路的参数进行优化。通过调节电路的电阻、电容等参数，以达到更好的性能指标。在MATLAB中，我们可以使用优化算法进行参数优化，例如粒子群算法、遗传算法等。经过优化后，再次进行仿真验证，评估优化效果。

综上所述，通过MATLAB软件进行仿真分析，可以快速、准确地评估三相桥式全控整流电路的性能指标。通过建立电路模型、设置参数、仿真分析、结果分析和参数优化等步骤，我们可以逐步回答相关问题，为电路设计和优化提供科学依据。希望本文对大家有所帮助。

三相桥式全控整流电路Simulink仿真实验

三相桥式全控整流电路Simulink仿真实验

三相桥式全控整流电路Simulink仿真实验

背景

三相桥式全控整流电路是一种常用的交流调直流电路，可以将交流电源转换为稳定的直流电源，常用于工业生产中的大型电动机驱动系统等。因此，在电力电子课程中，对于三相桥式全控整流电路的掌握至关重要。

Simulink 是 MATLAB 的拓展模块，可用于系统级模拟和建模，并广泛应用于电力电子学、控制工程、通信和信号处理等领域。在本文中，我们将介绍三相桥式全控整流电路 Simulink 仿真实验的建模和仿真过程。

实验目的

1. 了解三相桥式全控整流电路的基本原理和结构；

2. 掌握 Simulink 的建模方法和使用；

3. 了解整流电路控制方式，以及开环控制和反馈控制的优缺点；

4. 通过实验数据分析，验证反馈控制的优势。

实验原理

三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路的基本原理如下图所示：

三相桥式全控整流电路原理图

三相桥式全控整流电路由三个交流源和六个晶闸管构成，晶闸管分别为 V1、V2、V3、V4、V5 和 V6，其中，V1 和 V6 为两端可控硅，V2 和 V4 为反向可控硅，V3 和 V5 为二极管。通过对不同晶闸管的控制，可以将交流电源转换为稳定的直流电源。 Simulink 建模

在 Simulink 中建立三相桥式全控整流电路模型的过程如下：

1. 创建模型

首先，打开 MATLAB 并创建一个新的模型。

2. 添加模块

建立三相桥式全控整流电路模型，需要使用到 Simulink 的 SimPowerSystems

模块，因此需要在 Simulink 库中添加此模块。具体方法为：在主界面上找到“Simulink 库浏览器”，然后在“SimPowerSystems”中选择需要使用的模块，如下图所示。

Simulink 库浏览器添加模块

3. 建立模型

接着，我们开始建立模型。首先，从 Simulink 库中拖拽“三相 AC Voltage

三相桥式全控整流电路的设计与仿真

三相桥式全控整流电路的设计与仿真

三相桥式全控整流电路的设计与仿真

一•设计要求

1） 完成三相桥式全控整流电路的设计、仿真；

2） 设计要求：

输入AC3*110V，50Hz，输出电流连续，阻感负载，要求输出直流电 压60V~200V，计算其主开关器件所承受的最大正反向电压，器件的额定 电流，并建立合适的仿真模型，对主电路进行仿真。然后根据三相桥式整 流电路的驱动控制要求，设计其控制电路，产生符合电路驱动所要求的触 发波形。

二•题目分析

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。它是由半波整流电路发展而来的。由一组共阴 极的三相半波可控整流电路（共阴极组晶闸管依次编号 T1.T3.T5 ）和一组

共阳极接法的晶闸管（依次编号 T4.T6.T2 ）串联而成。六个晶闸管分别由 按一定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管 的触发角时，相应的输出电压平均值也会改变，从而得到不同的输出。

根据要求的输入电压值与输出的电压范围，计算出晶闸管承受的最大 正、反向电压值。然后根据三相桥式整流电路的驱动控制要求，设计其控 制电路，产生符合电路驱动所要求的触发波形。 再用Multisim 软件进行仿

真，调试，得到仿真图形。

1 .主电路图原理图

图一主电路原理图

2.三相桥式全控整流电路的特点及其要求：

一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。

一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。

① 两管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各一个，且不能为同一 相器件。

② 对触发脉冲的要求：

a. 按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序，相位依次差 60。

b. 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、 VT2也依次差120。

c. 同一相的上下两个桥臂，即 VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉 冲相差180。