matlab三相桥式全控整流电路.doc

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湖北理工学院电气学院13专升本

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

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、、参数设置如图2所示。

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

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、、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=

b　α=

c　α=

d　α=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=时，整流器输出电压电流如图8a、b所示，α=时，整流器输出电压电流如图9a、b所示，α=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=时，输出电压平均值为零，但是输出电流不为零（见图9d），与α=时Id=Ud/R=0不符，电流还有较小的值，这是因为尽管α=时输出电压平均值Ud=0，但是输出电压瞬时值是随电源电压从“+”想“-”变化的，在电源电压为“+”时，晶闸管导通有电流产生，并且在“-”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=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

c　整流器输出电压

图8　电感负载整流器输出

a　α=时输出电压

b　α=时输出电流

c　α=时输出电压

d　α=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ActiveandReactivePower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=时整流器输出有功和无功功率曲线以及功率因数曲线。

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。

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