计算机的仿真作业三.docx
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计算机的仿真作业三
计算机仿真作业三
计算机仿真技术作业三
题目：
三相桥式全控整流电路仿真
利用simpowersystems建立三相全控整流桥的仿真模型。
输入三相电压源，线电压380V，50Hz，内阻0.001欧姆。
可用“UniversalBridge”模块。
1带电阻负载的仿真。
负载为电阻1欧姆。
仿真时间0.2s。
改变触发角alpha，观察并记录alpha=3090120度时Ud、Uvt1、Id的波形。
并画出电路的移相特性Ud=f（alpha）。
（1）alpha=30度时仿真图：
alpha=30度时Ud、Uvt1、Id的波形：
（2）alpha=90度时仿真图：
alpha=90度时Ud、Uvt1、Id的波形：
（3）alpha=120度时仿真图：
alpha=120度时Ud、Uvt1、Id的波形
alpha与Ud的值记录如下表：
alpha
0
10
20
30
40
50
60
Ud
511.1
503.4
480.5
442.9
391.8
328.9
255.9
alpha
70
80
90
100
110
120
130
Ud
182.6
119.6
54.78
0.003053
0.002072
0.001058
0.0004013
电路的移相特性Ud=f（alpha）如下图所示：
分析：
从相移特性曲线看出，随着触发角增大，电压平均值之越小，同时观察输出电压电流波形，可以看出在触发角Alpha小于60度时，电压与电流值均连续，当Alpha等于60度时，从理论上分析则刚好电压电流处于临界连续状态，在实验仿真时效果一致，当Alpha超过60度时，电压电流开始出现不连续，在超过120度后幅值越来越小，几乎趋近与0，故移相范围为0-120度。
2带阻感负载的仿真。
R=1欧姆，L=10mH，仿真时间0.2s。
不接续流二极管。
改变触发角alpha，观察并记录alpha=306090度时Ud,Uvt1,Id的波形。
并画出电路的移相特性Ud=f（alpha）。
（1）alpha=30度时仿真图：
alpha=30度时Ud、Uvt1、Id的波形：
（2）alpha=60度时仿真图：
alpha=60度时Ud、Uvt1、Id的波形：
（3）alpha=90度时仿真图：
alpha=90度时Ud、Uvt1、Id的波形
alpha与Ud的值记录如下表：
alpha
0
10
20
30
40
Ud
511.2
503.2
480.3
442.9
391.3
alpha
50
60
70
80
90
Ud
328.7
256.6
173.9
88.79
0.4858
电路的移相特性Ud=f（alpha）如下图所示：
分析：
从上面的仿真波形和我们所学的知识可以知道，对于阻感性负载，其电流超前其两端的电压，且由于电感的影响，使得电流不能突变，故从仿真图中我们可以看出电流波形整个是平滑的，不像纯阻性负载电路会突变，且触发角小于60度时，输出电压波形与实验一基本相同，在60°--90°之间时，由于电感的换流作用，使晶闸管在承受反向电压时也能导通，从而使输出电压波形中出现负值。
在范触发角大于90度时，由于Id太小，使得晶闸管无法再导通，输出几乎为零，故移相范围为0-90度。
（4）当触发角为30度时，从第六个周期开始移去A相上管的触发脉冲，观察并记录移去触发脉冲后Ud,Uvt,Id的波形。
并分析故障现象。
仿真图：
仿真波形
分析：
在第六个周期的时候，由于A相上管的触发脉冲丢失，无法导通，进而使C相上管无法关断，输出电压为线电压Ucb，Uvt为线电压AB，由于线电压Ucb在减小，电感L放电，输出电流减小，直到电感上的电压小于Ucb，C相上管关断，输出电压为0。
3带阻感负载的仿真R=1欧姆,L=10mH。
仿真时间0.2s。
接续流二极管。
改变触发角alpha,观察并记录alpha=306090度时Ud,Uvt,Id的波形。
并画出电路的移相特性Ud=f（alpha）。
（1）alpha=30度时仿真图：
alpha=30度时Ud、Uvt1、Id的波形：
（2）alpha=60度时仿真图：
alpha=60度时Ud、Uvt1、Id的波形：
（3）alpha=90度时仿真图：
alpha=90度时Ud、Uvt1、Id的波形
alpha与Ud的值记录如下表：
alpha
0
10
20
30
40
50
60
Ud
511.1
503.3
480.5
443.1
391.6
329.3
257.2
alpha
70
80
90
100
110
120
Ud
182.2
119.7
68.63
0.0025
0.0069
0.0102
电路的移相特性Ud=f（alpha）如下图所示：
分析：
由于是阻感性负载，所以电流波形输出平滑，在没有续流二极管的情况下，晶闸管的导通时间由于电感的存在而延长，而当加入续流二极管后，电流则通过续流而将回路续流，而不是通过晶闸管了，故而输出电压全为正而没有负向电压，此外，由于二极管的功耗相对小一点，使得输出电流相对小一些，而输出电压会大一些。
4带反电动势负载。
将负载改为直流电源E=40V，R=2欧姆。
接平波电抗器Ld=10mH,观察并记录不同alpha时输出电压Ud和Id的波形。
（1）alpha=0度时仿真图：
alpha=0度时Ud、Id的波形：
（2）alpha=30度时Ud、Id的波形：
（3）alpha=60度时Ud、Id的波形
（4）alpha=90度时Ud、Id的波形
分析：
可以看出，由不同的输出结果可知，由于有反电势的作用，直流侧输出电压相对于之前，会有个一个电势的降落，使平均输出减小40V，随着触发角的增大，直流侧输出电压越接近40V。
带反电势负载控制角alpha的取值范围也是0~90度。
5交流侧电抗的影响。
直流侧为电阻负载，1欧姆。
交流侧串联0.1mH电感，观察记录直流电压、交流电流和整流器出口的交流电压波形，计算直流电压降落值。
（1）直流电压430.6v：
（2）交流电流：
（3）整流器出口的交流电压：
分析：
通过对以上实验仿真结果的比较，可以得出以下结论：
仿真结果得到的直流电压平均值为430.6V，而由实验一得到的不计交流侧电感时的输出电压平均值为442.9V，电压降落为12.3V。
当考虑交流侧电杆时，会阻碍电流的变化，在同一桥壁上的两个晶闸管同时导通，在电感上产生换相压降，使输出电压较之前有所减小。
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