基于matlab的三相桥式全控

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1、物理与电气工程学院课程实践报告基于Matlab的三相桥式全控整流电路的仿真研宄姓名专业班级年级指导教师成绩曰期木木木木木111氺木木木木电气工程及其自动化电气工程及其自动化1班2011级2013.12.1基于Matlab的三相桥式全控整流电路的仿真研究摘要：随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电

2、感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Sirrnilink可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤［123］。木文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。1电路的构成及工作特点三相桥式全控整流电路原理图如图1所示。三相桥式全控整流电路是

3、由三相半波可控整流电路演变而来的，它由三相半波共阴极接法(VT1,VT3，VT5)和三相半波共阳极接法(VT4，VT6,VT2)的串联组合。图1三相桥式全控整流电路原理图其工作特点是任何时刻都有不同组别的W只晶闸管同时导通，构成电流通路，因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲,所以触发脉冲的宽度应大于n/3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和,所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲;每隔3换相一次，换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行，但只在同一组别中换

4、相。接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是VT1，VT2，VT3，VT4，VT5,VT6;共阴极组T1，T3，T5的脉冲依次相差2k/3;同一相的上下两个桥臂，即VT1和VT4，VT3和VT6，VT5和VT2的脉冲相差I给分析带来了方便；当a=0吋，输出电压Ud—周期内的波形是6个线电压的包络线，所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍，比三相半波电路高1倍，脉动减小，面且每次脉动的波形都一样，故该电路又可称为6脉动整流电路。同理，三相半波整流电路称为3脉动整流电路。〃〉0时，况的波形出现缺口

5、，随着o角的增大，缺口增大，输出电压平均值降低。当〃=2h/3吋，输出电压为零，所以电阻性负载时，〃的移相范围是0〜2Ji/3;当03时，电流连续，每个晶闸管导通2nx/3;当nx/3彡彡2Ji/3时，电流断续，每个晶闸管导通小于211/3。0=11/3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。2建模及仿真2.1建模根据三相桥式全控整流电路的原理可以利用Sinrnlink内的模块建立仿真模型如图2所示，设置三个交流电压源Ka，Pb，Kc相位角依次相差120°，得到整流桥的三相电源。用6个Thyristor构成整流桥，实现

6、交流电压到直流电压的转换。6个pulsegenerator产生整流桥的触发脉冲，且从上到下分别给1〜6号晶闸管触发脉冲。图2三相桥式全控整流电路仿真模型2.2参数设置及仿真三相电源的相位互差120°，交流峰值电压为100V，频率为60llz。品闸管的参数为：:0.001Q，Zon=0.0001H，「f:0V,Tfe=50Q，Cs=250X10-9。负载电阻性设介=45Q,电感性负载设Z=1H。脉冲发生器脉冲宽度设置为脉宽的50%，脉冲高度为5V，脉冲周期为0.0167s，脉冲移相角随着控制角的变化对“相位角延迟”进

7、行设置。(1)根据三相桥式全控整流电路的原理图，对不同的触发角〃会影响输出电压进行仿真，负载为阻感特性。当触发角〃=0°时的输出电压波形如图3所示。图3触发角〃=0°时的输出电压波形图当触发角〃=60°时的输出电压波形如图4所示。阁4触发角＜7=60°时的输出电压波形图当触发角〃=90°时的输出电压波形如图5所示。图5触发角＜7=90°时的输出电压波形图从以上仿真波形图可知改变不同的控制角，输出电压在发生不同的变化。(2)由于高压强电流的情况，整流电路晶闸管很容易出现故障。假设以下情况对故障现象进行仿真分析，当30

8、°，负载为阻感性时，仿真分析故障产生的波形情况。只有一个晶闸管故障波形如阁6所示。阁6—个晶闸管故障波形阁同一相的两个晶闸管故障波形如图7所示。图7同一相的两个晶闸管故障波形图不同桥且不同相的两个晶闸管发生故障吋的仿真波形如图8所示。从以上故障仿真波形图来看，不同的晶闸管出现故障时，产生的波形图是不一样的，所以，通过动态仿真能有效知道整流电路出现故意时候的工