三相全控桥式整流电路.docx

东南大学?电力电子技术根底?实验报告实验名称：三相全控桥式整流电路的MATLAB仿真院〔系〕：自动化专业：自动化姓名：**：实验室：实验时间：2021年 11月04日评定成绩：审阅教师：目录1实验目的………………………………………………………… 32三相全控桥式整流电路………………………………………… 32.1共阴极接法和共阳极接法……………………………… 32.2工作过程………………………………………………… 33 MATLAB仿真验证…………………………………………… 63.1 带电阻电感反电动势负载的仿真……………………… 63.2 带电阻负载的仿真……………………………………… 93.3 带电阻电感负载的仿真………………………………… 114 实验小结……………………………………………………… 121 实验目的学习三相全控桥式整流电路，加深对相关概念和参数的理解，掌握其工作原理以及在不同负载、不同延迟角下的工作特性学习利用MATLAB仿真，通过修改电路以及相关参数来验证在不同条件下的输出电压波形和电路特性2 三相全控桥式整流电路2.1 共阴极接法和共阳极接法〔1〕如图2.1所示，三只晶闸管的阴极接在一起与负载相连，输出电压相对于变压器公共点“0〞是正输出电压，这种接法称为共阴极接法。

〔2〕如图2.2所示，三只晶闸管的阳极接在一起与负载相连，输出电压相对于变压器公共点“0〞是负输出电压，这种接法称为共阳极接法图2.1 共阴极正组图2.2 共阳极负组2.2 工作过程三相全控桥式整流电路由两个三相半波可控整流电路串联而成，一组为共阴极接线，另一组为共阳极接线，在一样工作条件下取消零线，形成三相全控桥式整流电路，如图2.3所示图2.3 三相全控桥式整流电路2.2.1 触发脉冲由于是共阴极组与共阳极组相串联，故需要共阴极正组的一只晶闸管与共阳极负组的一只晶闸管同时导通才能形成电流回路，为了保证在合闸后或在电流断续时能形成电流回路，必须对共阴极组合共阳极组该导通的晶闸管同时施加门极触发脉冲门极脉冲可用宽度大于60°的宽脉冲，如图2.4(a)所示，它使相邻两晶闸管同时存在触发脉冲，可以保证电流回路的形成；或者用间隔60°的双窄脉冲触发，如图2.4(b)所示而单窄脉冲则无法保证在启动时电流回路的形成，故不采用a) 60°宽脉冲(b) 间隔60°的双窄脉冲(c) 单窄脉冲图2.4 触发脉冲2.2.2 带电阻负载时的工作情况〔1〕时的负载工作情况设在①段时间开场时，将门极触发脉冲送至晶闸管6和晶闸管1，共阴极正组这时a相电位最高，共阳极负组这时b相电位最低，因此a相电流经晶闸管1->负载R->晶闸管6->b相形成回路，输出电压〔变压器二次侧线电压〕，电流，晶闸管1端电压，一直到该段时间完毕。

① ⑥段时间晶闸管导通情况如下：时间段①②③④⑤⑥共阴极组VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压表1 三相全控桥式整流电路带电阻负载时晶闸管工作情况(a)(b)(c)(d)(e)图2.5 电阻负载时工作波形图2.5中(a)为三相电压的波形；(b)为门极触发脉冲信号波形；(c)为负载端电压和晶闸管1的端电压波形；(d)为通过晶闸管1的电流波形；(e)为a相电流波形〔2〕时负载工作情况60°是负载电流连续与断续的分界，从图2.6也可以看出a)(b)(c)图2.6 电阻负载时工作波形图2.6中(a)为三相电压的波形；(b)为负载端电压波形；(c)为晶闸管1的端电压波形3 MATLAB仿真验证3.1 带电阻电感反电动势负载的仿真3.1.1 电路模型图2.7 电阻电感反电动势负载三相全控桥式整流电路该电路由三相电压源、参考电流、PI电流调节器、同步六脉冲触发器、整流器和直流电机等效电路组成其中三相电压源有效值为208V；参考电流为一个阶跃信号初始值为10A，在0.04S突变为25A，PI电流调节器和参考电流组成反响局部，实现闭环调节负载电流；同步六脉冲触发器产生6个连续的间隔为60°的双窄脉冲，如图2.8(b)所示；整流器即实现整流功能。

3.1.2 工作波形分析（1） 黄色线为a相电流，紫色线为b相电流两相电流相位相差120°，在0.04S参考电流变成25A后，经过一段时间调节反响作用，相电流也相应变大；（2） 负载电压Ud波形与时波形较为相似, 由图2.8(c)可以看出，延迟角在60°~80°之间;（3） 负载电流在电流参考值附近波动，且反响调节速度很快，系统较为稳定a)相电流iA、iB，负载电压Ud和负载电流Id(b)门极触发脉冲(c)延迟角图2.8电阻电感反电动势负载三相全控桥式整流电路工作波形3.2 带电阻负载的仿真电路模型将负载改为电阻负载，阻值为1Ω图2.9 纯电阻负载（1） 时负载工作情况图2.10 时电阻负载电压〔2〕时负载工作情况图2.11 时电阻负载电压（2） 时负载工作情况图2.12 时电阻负载电压〔4〕时负载工作情况图2.13 时电阻负载电压分析总结〔1〕仿真结果与理论结果根本一致，改变延迟角，会得到不同的输出波形；〔2〕是电阻负载电流连续和断续的分界，，输出，所以电阻负载时移相围为120°3.2.3 数量计算〔1〕当波形连续时设变压器二次侧绕组相电压有效值为U2，则整流电压的平均值Ud为：流过晶闸管的电流有效值：〔2〕当波形断续时输出电压平均值：流过晶闸管的电流有效值：3.3 带电阻电感负载的仿真3.3.1 电路模型将负载改成电阻电感负载，电阻阻值为1Ω，电感较大。

图2.14 电阻电感负载（1） 当时，由于Ud波形连续，且电压的正半波，故电感负载的Ud波形与电阻负载波形完全一样；（2） 当时，在电阻负载时输出电压断续，电流中断但在电感负载情况下，电感中感应电动势存在，当线电压进入负半波后，电感中的能量维持电流流通，电流仍将连续；（3） 当时，整流电压的正负半波相等，输出电压平均值为零，因此电感负载时移相围是90°；当时输出电压仍为零，且输出电压波形出现断续图2.15时电阻电感负载电压4 实验小结通过本次学习，我对三相全控桥式整流电路有了较为全面且深入的了解，熟练掌握了它的工作原理，能够分析出其在一个周期波形的变化.对MATLAB仿真功能能够熟练运用，通过仿真功能验证了三相全控桥式整流电路在不同负载情况下的工作特性，其输出波形也会随着延迟角的变化而变化，在实际生产运用中有重要意义 z。