matlab三相桥式全控整流电路
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matlab三相桥式全控整流电路
电气与电子信息工程学院
《计算机仿真及应用B》
答卷
答卷题目: 三相桥式全控整流电路
课程名称： 计算机仿真及应用B
专业名称： 电气工程及其自动化
班 级： 2013级专升本班
学 号：
210136
姓 名：
任课老师： 陈学珍
湖北理工学院电气学院13专升本
2 三相桥式全控整流电路
一、工作原理
三相桥式全控整流电路，电源相电压220V，整流变压器输出电压为100V，观察整理器在不同负载，不同控制角时整流器输出电压，电流波形，测量其平均值，观察整理器电流波形和分析其主要谐波。仿真模型如图1所示。
图1 三相桥式全控整流电路仿真模型
（1）模型参数
1）三相电源uA、uB、uC参数设置如图2所示。
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3 a A相电源参数 b B相电源参数 c C相电源参数
图2 三相电源参数设置
2）整流变压器参数设置如图3所示。
图3 整流变压器参数设置
图4 同步变压器参数设置
3）同步变压器参数设置如图4所示。
4）三相晶闸管整流器参数使用默认值。
5）RLC负载参数设置如图5所示
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4
图5 RLC负载参数设置
图6 6-脉冲发生器参数设置
6）6-脉冲发生器参数设置如图6所示。
7）控制较给定（alpha）：设置为30o、60o、90o等。
（2）仿真参数
仿真时间可以按需要设置时任意的，时间长观察到得波形多，计算花费的时间也多。一般电阻负载2个电源周期后电路已进入稳态，电感负载因为电流有上升时间，仿真时间也需要长一些，此次仿真设为0.6s。仿真算法采用ode23tb。
二、仿真结果分析
1）电阻负载时仿真结果如图1所示，其中a、b、c中位输出电压瞬时值，和输出电压平均值，，比较图7a~c可知，随着控制角增加，整流器输出电压减小。输出电压瞬时值波形与电源线电压波形不完全重合，峰值比电源线电压低，这是晶闸管导通电阻造成的电压降。图7d为晶闸管两端的电压波形，晶闸管导通时电压为零，晶闸管关断时，晶闸管承受电源线电压。
a α=30o 湖北理工学院电气学院13专升本
5
b α=60o
c α=90o
d α=30o时晶闸管电压
图7 电阻负载整流器输出电压波形
2）电阻电感负载（R的值为0.5Ω、L的值为0.01H）：阻感负载α=30o时，整流 湖北理工学院电气学院13专升本
6 器输出电压电流如图8a、b所示，α=60o时，整流器输出电压电流如图9a、b所示，α= 90o时整流器输出电压电流如图9c、d所示，随控制角增加，输出电压下降，说明了控制角对整流器输出的控制作用。在α= 90o时，输出电压平均值为零，但是输出电流不为零（见图9d），与α= 90o时Id=Ud/R=0不符，电流还有较小的值，这是因为尽管α= 90o时输出电压平均值Ud=0，但是输出电压瞬时值ud是随电源电压u2从“+”想“-”变化的，在电源电压为“+”时，晶闸管导通有电流产生，并且在ud“-”半周，由于负载电感续流，使晶闸管继续导通，因为这时电流很小，一般忽略不记。因此α= 90o时，Id=Ud/R=0是工程近似的。
a 整流器输出电压
b 整流器输出电流 湖北理工学院电气学院13专升本
7
c 整流器输出电压
图8 电感负载整流器输出
a α=60o时输出电压
b α=60o时输出电流 湖北理工学院电气学院13专升本
8 c α=90o时输出电压
d α=90o时输出电流
图9 电感负载整流器输出
3）整流电路的功率因数模型是在整流器模型的基础上，通过多路测量仪multimeterl读取整流变压器二次电压u2a和电流i2a,然后由Active and Reactive
Power模块计算整流器输入侧的有功功率P和无功功率Q得到的有功功率P和无功功率Q再经函数模块Fcn计算功率因数PQ。图10是α=30o时整流器输出有功和无功功率曲线以及功率因数曲线。
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9 a P-有功功率
b Q-无功功率
c 功率因数
图10 整流功率和功率因数
通过以上整流电路的仿真可以看到，现在仿真器件的模型比较完备，模型可以反映器件的各项参数和工作情况，例如变压器不仅有一，二电压，还有绕组和铁心的参数，晶闸管不仅是通断控制，并且考虑了通态电阻，缓冲保护等措施。因此，仿真的结果与电路的实际运行情况基本一致，仿真可以代替实际系统的实验室试验。Matlab/Simulink的模型库提供了大量的器件，仪器和控制模块，选用极其方便，这是一般实验室很难具备的，因此仿真已经成为研究和设计的重要工具。
