单相桥式全控整流电路纯电阻阻感续流二极管反电动势Word文档格式.docx
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3.仿真结果与分析-4-
4.小结-6-
二.单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）-6-
1.电路的结构与工作原理-6-
2.建模-8-
3.仿真结果与分析-10-
4.小结-12-
三.单相桥式全控整流电路（反电势负载）-12-
1.电路的结构与工作原理-12-
2.建模-13-
3.仿真结果与分析-15-
4.小结：
-18-
四．单向桥式全控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）-18-
1.电路的结构与工作原理-18-
2.建模-18-
3.仿真结果与分析-21-
4.小结……………………………………………………………………………….....-23-
五.总结：
………………………………………………………………………………….-23-
图索引
图1单相桥式全控整流电路（电阻性负载）的电路原理图-1-
图2单相桥式全控整流电路（电阻性负载）的MATLAB仿真模型-2-
图3α=20°
单相桥式全控整流电路仿真结果（电阻性负载）-4-
图4α=60°
单相桥式全控整流电路仿真结果（电阻性负载）-5-
图5α=90°
图6α=150°
单相桥式全控整流电路仿真结果（电阻性负载）-6-
图7单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的电路原理图-7-
图8单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的MATLAB仿真模型-8-
图9α=30°
单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）-10-
图10α=50°
单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）-11-
图11α=90°
图12α=150°
单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）...............-12-
图13单相桥式全控整流电路反电势负载）的电路原理图-13-
图14单相桥式全控整流电路（反电势负载）的MATLAB仿真模型-14-
图15α=30°
单相桥式全控整流电路仿真结果（反电势负载）-16-
图16α=50°
单相桥式全控整流电路仿真结果反电势负载）-16-
图17α=90°
单相桥式全控整流电路仿真结果（反电势负载）-17-
图18α=150°
单相桥式全控整流电路仿真结果（反电势负载）...............-17-
图19单相桥式全控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）的电路原理图-18-
图20单相桥式全控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）的MATLAB仿真模型-19-
图21α=30°
单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载加续流二极管）-21-
图22α=50°
单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载加续流二极管）-22-
图23α=90°
图24α=150°
单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载加续流二极管）-23-
单相桥式全控整流电路仿真建模分析
一、单相桥式全控整流电路（电阻性负载）
1.电路的结构与工作原理
1.1电路结构
图1单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图
1.2工作原理
在电源电压正半波，在wt＜α时，晶闸管VT1，VT4承受正向电压，晶闸管VT2，VT3承受反向电压，此时4个晶闸管都不导通，且假设4个晶闸管的漏电阻相等，则ut1（4）=ut2（3）=1/2U2；
在wt=α时，晶闸管VT1，VT4满足晶闸管导通的两条件，晶闸管VT1，VT4导通，负载上的电压等于变压器两端的电压U2；
在wt=π时，因电源电压过零，通过晶闸管VT1，VT4的阳极电流小于维持晶闸管导通的条件下降为零，晶闸管关断；
在电源负半波，在wt＜α+π时，触发晶闸管VT2，VT3使其元件导通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（Ud=-U2）和电流，且波形相位相同。
此时电源电压反向施加到晶闸管VT1，VT4，使其承受反向电压而处于关断状态；
在wt=2π时，因电源电压过零，通过晶闸管VT2，VT3的阳极电流小于维持晶闸管导通的条件下降为零，晶闸管关断。
1.3基本数量关系
a.直流输出电压平均值
b.输出电流平均值
c.负载电压有效值
d.负载电流有效值
2.单相桥式全控整流电路建模
在MATLAB新建一个Model，命名为quankong1，同时模型建立如下图所示：
图2单相桥式全控整流电路（电阻性负载）的MATLAB仿真模型
2.1模型参数设置
在此电路中，输入电压的电压设置为220V，频率设置为50Hz，电阻阻值设置为1欧姆，电感设置为1e-3H，脉冲输入的电压设置为3V，周期设置为0.02（与输入电压一致周期），占空比设置为10%，触发角分别设置为20°
，60°
，90°
，150°
因为两个晶闸管在对应时刻不断地周期性交替导通，关断，所以脉冲出发周琴应相差180°
。
a.交流电源参数
b.同步脉冲信号发生器参数
c.负载上的参数设置
d.示波器参数
示波器五个通道信号从上到下依次是：
1.通过晶闸管电流；
2.晶闸管电压；
3.输入电流4.通过负载电流Id；
5.负载两端的电压Ud。
3仿真结果与分析
a.触发角α=20°
，MATLAB仿真波形如下
单相桥式全控整流电路仿真结果（电阻性负载）
b.触发角α=60°
c.触发角α=90°
图5α=90°
d.触发角α=150°
在电源电压正半波（0~π）区间，晶闸管承受正向电压，脉冲UG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id，负载上有输出电压和电流。
在ωt=π时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。
在电源电压负半波（π~2π）区间，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零，晶闸管上电压波形与电源电压波形相同。
情况一直持续到电源的下个周期的正半波，脉冲信号的来临。
4小结
在此电路中尽管电路的输入电压U2是交变的，但负载上正负两个半波内均有相同方向的电流流过，输出电压一个周期内脉动两次，由于桥式整流电路在正负半周期均能工作，变压器二次绕组在正负班子均有大小相等，方向相反的电流流过，消除了变压器的直流磁化，提高了变压器的有效利用率。
二、单相桥式全控整流电路（阻感性负载）
图7单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的电路原理图
（1）在u2正半波的（0~α）区间：
晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。
假设电路已工作在稳定状态，则在0～α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。
（2）在u2正半波的ωt=α时刻及以后：
在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通，电流沿a→VT1→L→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，此时负载上有输出电压（ud=u2）和电流。
电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。
（3）在u2负半波的（π~π+α）区间：
当ωt=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。
在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。
（4）在u2负半波的ωt=π+α时刻及以后：
在ωt=π+α处触发晶闸管VT2、VT3使其导通，电流沿b→VT3→L→R→VT2→a→Tr的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流。
此时电源电压反向加到VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。
晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。
从波形可以看出α＞90º
输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范围是0～90º
控制角α在0～90º
之间变化时，晶闸管导通角θ≡π，导通角θ与控制角α无关。
晶闸管承受的最大正、反向电压
2.建模
在MATLAB新建一个Model，命名为，同时模quankong2,同时模型建立如下图所示：
图8单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的MATLAB仿真模型
在此电路中，输入电压的电压设置为220V，频率设置为50Hz，电阻阻值设置为1欧姆，电感设置为1e-3H，脉冲输入的电压设置为3V，周期设置为0.02（与输入电压一致周期），占空比设置为10%，触发角分别设置为30°
，50°
，因为两个晶闸管在对应时刻不断地周期性交替导通，关断，所以脉冲出发周琴应相差180°
a.交流电源参数
b.同步脉冲信号发生器参数
3.输入电流.；
4.通过负载电流Id；
6.负载两端的电压Ud。
a.触发角α=30°
，MATLAB仿真波形如下：
图9α=30°
单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）
b.触发角α=50°
图10α=50°
图12α=150°
单相桥式全控整流电路仿真结果（阻感性负载）
通过仿真可知，由于电感的作用，输出电压出现负波形，当电感无限增大时，控制角a在0~90°
之间变化时，晶闸管导通角θ=180°
，导通角θ与控制角a无关。
经过自己仿真，在设置脉冲时，不同信号对的晶闸管要给予的脉冲相差180°
，无论控制角α多大，输出电流波形因电感很大而呈一水平线，在电源输出反向电压时，晶闸管组还没有脉冲，由于有电感的存在，电感性负载仍有电流通过，所以通过电阻的电流不变。
三、单相桥式全控整流电路（反电势负载）
图13单相桥式全控整流电路（反电势负载）的电路原理图
当整流电压的瞬时值ud小于反电势E时，晶闸管承受反压而关断，这使得晶闸管导通角减小。
晶闸管导通时，ud=u2，晶闸管关断时，ud=E。
与电阻负载相比晶闸管提前了电角度δ停
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