单相桥式全控阻感负载MATLAB.docx

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单相桥式全控阻感负载MATLAB

电气信息工程学院

大作业/论文

10—11学年第一学期

课题名称单相桥式全控整流电路（阻感负载）的

仿真与分析

姓名王琪

学号08312206

班级08电气2

成绩

单相桥式全控整流电路的仿真与分析

摘要：

整流电路的类型很多，按整流的电压波形分，有半波整流，全波整流；按整流输出电压的脉波数来分，有3脉波，6脉波及多脉波整流；按器件的类型来分，有全控电路，半控电路，不可控电路；按交流电源的相数，有单相,三相，多相整流电路；按控制的原理分为相控整流和，高频整流等。

整流电路（Rectifier）尤其是单相桥式全控整流（Single_phase_full_bridge_controlled）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。

因此对单相桥式全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。

关键字：

SIMULINK;单相桥式全控整流电路；

Single_phase_full_bridge_controlled

1.单相桥式全控整流电路电路原理

单相全控整流电路其带感性负载时，电路图如图所示

相桥式全控整流电路原理图和波形

2．MATLAB/SIMULINK的单相桥式全控整流电路的仿真过程

2.1用SIMULINK做出模块图如下：

2.2参数设置

A.电感较小时：

感性负载的参数设置（R=100L=0.1H电感较小时）

触发角a=0度时

（1）触发脉冲T1T4的参数

（2）触发脉冲T2T3的参数

输出波形如图（a=0度）

波形分析和数据计算：

0秒T1T4触发，晶闸管VT1VT4导通，0.01秒T2T3触发晶闸管VT2VT3导通，输出电压随输入电压改变而改变。

由于是感性负载，输出电流随电压上升后快速下降。

电源输入电压Um=220V

负载电压有效值Us=Um/

负载电压平均值:

;Vd=

a=45度时

（1）触发脉冲T1T4的参数

（2）触发脉冲T2T3的参数

输出波形如图（a=45度）

波形分析：

0.0025秒T1T4触发，晶闸管VT1VT4导通，0.0125秒T2T3触发晶闸管VT2VT3导通.输出电压在0..0025秒触发波形开始与输入电压相符，0~0.0025秒由于无触发，输出电压为零，由于感性负载（电感较小时）输出电压反向增大后变为零，同理0.0125秒时T2T3触发，电压波形随输入电压改变而改变。

由于感性负载输出电压反向增大后变为零。

由于是感性负载，输出电流随电压上升后快速下降到零这时下一触发脉冲没到，输出电流为零。

a=90度时

（1）触发脉冲T1T4的参数

（2）触发脉冲T2T3的参数

输出波形如图（a=90度）

波形分析：

（同上a=45度时，只是触发脉冲时间不同；）

a=180度时

（1）触发脉冲T1T4的参数

（2）触发脉冲T2T3的参数

输出波形（a=180度）

波形分析，由于触发角a=180度，晶闸管的触发相当于不触发，输出电压电流理论为零。

如上图，输出电压电流波形基本趋于0（精确度10^-10）；

B.电感较大时：

感性负载的参数设置（R=100L=1H电感较大时）

a=0时

（1）触发脉冲T1T4的参数

（2）触发脉冲T2T3的参数

输出波形如图（a=0）

波形分析：

0秒T1T4触发，晶闸管VT1VT4导通，0.01秒T2T3触发晶闸管VT2VT3导通，输出电压随输入电压改变而改变。

由于是较大感性负载，输出电流随电压上升后下降未到零时再次随电压升高而上升。

理论上当电感足够大时，输出的电流波形比较平滑。

负载电压有效值：

;Vd=

a=45时

（1）触发脉冲T1T4的参数

（2）触发脉冲T2T3的参数

输出波形如图（a=45）

波形分析：

0.0025秒T1T4触发，晶闸管VT1VT4导通，0.0125秒T2T3触发晶闸管VT2VT3导通.输出电压在0.0025秒触发波形开始与输入电压相符，由于感性负载（电感较大时）输出电压反向增大至0.0125秒时，T2T3触发，电压波形随输入电压改变而改变。

同理会随输入电压反向增大至下一脉冲到来时。

（电流波形同理a=0度）。

a=90时

（1）触发脉冲T1T4的参数

（2）触发脉冲T2T3的参数

输出波形如图（a=90）

波形分析：

0.005秒T1T4触发，晶闸管VT1VT4导通，0.015秒T2T3触发晶闸管.VT2VT3导通.输出电压在0.005秒触发波形开始与输入电压相符，在电感的作用下电压反向增大到一定时刻，（电感尚未足够大使电压增大到T3T2触发时）0.015秒时T2T3触发，电压随输入电压变化同比变化。

a=180时

（1）触发脉冲T1T4的参数

（2）触发脉冲T2T3的参数

输出波形（a=180）

波形分析:

由于触发角a=180度，晶闸管触发相当于不触发，输出电压电流理论为零。

如上图，输出电压电流波形基本趋于0（精确度10^-10）；

综合分析：

综上所述，我们可以得到触发角a直接影响到晶闸管的触发的顺序，也就影响到输出电压的波形，电感的大小对电流的影响很明显，电感越大，电流的变化越缓慢，越小。

3．仿真的补充。

如下图

输出电压波形（上），晶闸管VT1，VT4的输出电压波形（中），触发脉冲（下）。

a=0度时

a=45度时

a=90度

a=180度

分析：

晶闸管随触发脉冲的到来而触发，晶闸管导通电压为零,（理想上）

4．总结：

（1）应用SIMLULINK进行仿真，在仿真过程中可以灵活改变仿真参数，并能直接观察到仿真结果随参数的变化情况。

本文采用SIMUMLINK对单相桥式全控整流电路的仿真结果进行分析，采用了常规电路分析方法所得的输出电压电流进行比较，进行验证了仿真结果的正确性。

（2）单相桥式全控整流电路中有4个晶闸管，4个门极驱动电路，比单相全波可控整流电路都多两个。

（3）单相桥式全控整流电路导电回路有两个晶闸管比单相全波可控整流电路多了一个管压降。

参考文献：

[1]邢邵邦.电力电子及其仿真实验指导书.江苏技术师范学院2010.6

[2]陈坚.电力电子学—电力电子变换和控制技术.高等教育出版社2004.12

[3]王兆安.黄俊.电力电子技术第四版北京：

机械工业出版社2000