交流变换电路建模仿真报告.docx

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交流变换电路建模仿真报告

项目一交流-交流变换电路建模仿真实训

班级：

应电084学号：

40号姓名：

陈巧合

一、单相交流调压电路（电阻性负载）

（1）原理图

两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过控制晶闸管就可控制交流电力。

每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值，如图1-1。

图1-1

（2）建立仿真模型

根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。

图1-2

仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.1，如图1-3。

图1-3

脉冲参数，振幅1V，周期0.02，占空比10%，时相延迟为30/180*0.01，30/180*0.01+0.01，如图1-4,、图1-5。

图1-4

图1-5

电源参数，频率50hz，电压100v，如图1-6。

图1-6

晶闸管参数，如图1-7。

图1-7

（3）仿真参数设置

设置触发脉冲α分别为0°、60°、90°、120°。

与其产生的相应波形分别如图1-8图1-9图1-10图1-11。

在波形图中第一列波为晶闸管电流波形，第二列波为晶闸管压降波形，第三列波为电源电压波形，第四列波为负载电压。

图1-8

图1-10

图1-11

图1-12

（4）小结

在交流电源u1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的开通角a进行控制就可以调节输出电压。

正负半周a起始时刻（a=0）均为电压过零时刻，在稳态情况下，正负半周的a相等。

负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流和负载电压的波形相同。

二、单相交流调压电路（阻-感性负载）

（1）原理图

两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过控制晶闸管就可控制交流电力。

每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值，当用晶闸管控制时，只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后，无法使其超前。

如图2-1。

图2-1

（2）建立仿真模型如图

根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，整体模型如图2-2。

图2-2

电感参数，如图2-3。

图2-3

仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。

脉冲参数，振幅1V，周期0.02，占空比10%，时相延迟为α/180*0.01，α/180*0.01+0.01，如图1-4、图1-5。

电源参数，频率50hz，电压100v，如图1-6。

晶闸管参数，如图1-7。

（3）设置模型参数

设置触发脉冲α分别为0°、60°、90°、120°。

与其产生的相应波形分别如图2-4图2-5图2-6图2-7。

在波形图中第一列波为晶闸管电流波形，第二列波为晶闸管压降波形，第三列波为电源电压波形，第四列波为负载电压。

图2-4

图2-5

图2-6

图2-7

（4）小结

当a<φ，VT1提前通，负载L被过充电，其放电时间将延长，VT1结束导电时刻大于π+φ，使VT2推迟开通，VT2的导通角小于π。

io由两个分量组成，第一项为正弦稳态分量、第二项为指数衰减分量。

在指数分量的衰减过程中，VT1的导通时间渐短，VT2的导通时间逐渐延长。

当指数分量衰减到零后，VT1和VT2的导通时间都趋近于π，稳态的工作情况和a=φ时完全相同

三、单相交流调压电路（电阻性负载）

（1）原理图如图

两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过控制晶闸管就可控制交流电力以交流电周期为单位控制晶闸管通断，改变通断周期数的比，调节输出功率的平均值，如图3-1。

图3-1

（2）建立仿真模型如图

根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，整体模型如图3-2。

图3-2

仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。

脉冲参数，振幅1V，周期0.2，占空比10%，时相延迟为α/180*0.01，α/180*0.01+0.01，如图1-4、图1-5。

电源参数，频率50hz，电压100v，如图1-6。

晶闸管参数，如图1-7。

（3）设置模型参数

设置触发脉冲α振幅1V，周期0.2，占空比分别为10%，50%，70%，90%。

与其产生的相应波形分别如图3-3、图3-4、图3-5、图3-6。

在波形图中第一列波为脉冲波形，第二列波为流过晶闸管电流波形，第三列波为晶闸管电压波形，第四列波为负载电流波形和负载电压波形。

图3-3

图3-4

图3-5

图3-6

（4）小结

控制周期为M倍电源周期，其中晶闸管在前N个周期导通，后M－N个周期关断，负载电压和负载电流的重复周期为M倍电源周期。

负载电阻时，负载电流波形和负载电压波形相同。

以控制周期为基准，In为n次谐波有效值，Io为导通时电路电流幅值。

以电源周期为基准，电流中不含整数倍频率的谐波，但含有非整数倍频率的谐波，在电源频率附近，非整数倍频率谐波的含量较大。