三相桥式全控整流及逆变电路matlab仿真.docx

电力电子技术课程设计系 别：专 业：班 级：小组成员：.指导老师： 日 期：.目 录1,简要背景概述2 .工作原理介绍3 .主电路设计4 . simulink仿真系统设计5 .仿真结果分析6 .总结（收获与体会）7参考文献334 571717一简要背景概述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三相全控整流电路的整流负载容量较大，输出直流电压脉动较小，是目前应用最为广泛的整流电路它是由半波整流电路发展而来的由一组共 阴极的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的晶闸管串联而成六个晶闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通， 来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管的触发角时， 相应的输出电压平均值也会改变， 从而得到不同的输出 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 Simulink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。

本文利用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三相桥式全控整流电路以及三相桥式全控逆变电路在现代电力电子技术中具有很重要的作用和很广泛的应用这里结合全控整流电路以及全控逆变电路理论基础，采用Matlab的仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路进行仿真，对输出 参数进行仿真及验证，进一步了解三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路的工作原 理二工作原理介绍一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极1) 2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1,且不能为同1相器件2)对触发脉冲的要求：1)按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序，相位依次差 60，2)共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°,共阳极组VT4、VT6、 VT2也依次差120 %3)同一相的上下两个桥臂，即 VT1与VT4 , VT3与VT6 , VT5与VT2,脉 冲相差180工(3) Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。

4)需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发(常用)(5)晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，品闸管承受最大正、反向电压 的关系也相同三相桥式全控整流电路实质上是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联 在任何时刻都必须有两个晶闸管导通才能形成导电回路， 其中一个晶闸管是共阴极组的，另一个晶闸管是共阳组的6个晶闸管导通的顺序是按 VT6 -VT1 - VT1 - VT2 - VT2 - VT3 - VT3 - VT4 - VT4 - VT5 - VT5 - VT6依此循环，每隔 60 °有一个晶闸管换相为了保证在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，采用了双脉冲触发电路，在一个周期内对每个晶闸管连续触发两次，两次脉冲前沿的间隔为 60 °三相桥式全控整流电路用作有源逆变时， 就成为三相桥式逆变电路 由整流状态转换到逆变状态必须同时具备两个条件： 一定要有直流电动势源， 其极性须和晶闸管的导通方向一致， 其值应稍大于变流器直流侧的平均电压； 其次要求晶闸管的a > 90 ° ,使U d为负值所谓逆变，就是要求把负载(电机)吸收的直流电能转变为交流电能反馈回电网。

三相桥式有源逆变电路实质上是三相桥式可控整流电路工作的一个特定状态， 三相桥式 逆变要使整流电路工作于逆变状态，必须有两个条件：(1) 变流器的输出 Ud 能够改变极性因为晶闸管的单向导电性，电流Id 不能改变方向，为了实现有源逆变，必须去改变 Ud的电极性只要使变流器的控制角”>90°即可2)必须要有外接的直流电源巳 并且直流电源E也要可以改变极性，并且|E|>|Ud|上述条件必须同时满足，才能实现有源逆变三相桥式全控整流电路用作有源逆变时， 就成为三相桥式逆变电路 由整流状态转换到逆变状态必须同时具备两个条件： 一定要有直流电动势源， 其极性须和晶闸管的导通方向一致， 其值应稍大于变流器直流侧的平均电压； 其次要求晶闸管的a > 90 ° ,使U d为负值三、主电路设计1)主电路原理图设计vt4vt5vt2 d2图2 三相全控桥有源逆变电路图源 电(2)主电路计算及元器件参数选型在整流电路中，分别观察触发角 a为0度、30度、60度的波形图在逆变电路中，分别观察触发角 a为90度、120度的波形图四、Simulink仿真系统设计(1)电路模型的建立国Multi™ terU虻Conal anil三相全控桥整流电路系统模型图3IE守@IA

其余基本相同3)模型参数的设置整流电路中模块参数设置：三个交流电压源的峰值设置、频率设置、相位设置、阻感 设置、脉冲设置等如图图5Block Parameters: RLSeiiies EUC Bzajich (zmsk； [link工海二口口.口七星 a Ee>Ti 9= 艮LC brgin^h.[&ha； -Ifidync*[心：二WDaelt 艮RiCE (F):infUcae'jt az3»r:ts区口 口七三］QKQuu】事 lpW|Block Pairameters: Constant?tmutuV:Qutout tha- eoriiGtant EPfeiri4d. Hr t3i-H 1 Ccsciftunt vb1u«'If 3 ConE：«nt va3it a veetcr 日同日 J Int*rE.rst v«twa-s Irtfis dj1cs ti e at the c DJistant valu-e a.s a. 1-D air ay. a hEHTisei output z. =a.trii wd th th：E ssoe dinezuiDns s.s the canat ant value.|dkEe lyipss |匚gnftaiiit t'Bdn-]F* Intel pr*tearfiHtejriL aa 1-DSiagl* t iojt:R翼£«nceL肥(4)仿真参数设置：将开始时间设置为“0”，终止时间设置为“ 0.05”，算法设置为“ode23tb”。

Configuration Parameters； zh eng I iu/Con fig orationStDP 1139 IType：Vflx;able~«t«p二Solver:曳= s.tep B.lze.autoRelativet*lezaneeiMin ct«p Eize;■UtQtvlaTanca;Initial step size:autoZvtq cT^si-inr cwtrci'l;Ut* ；&**： fc+Hinefc二1[odsIJtc , stiff-'^SDFa}autD(5)完成以上步骤后开始仿真，分别设置触发角为度、30度、60度，观察并记录波形图曼Block Parameters: Constant?Output the constant specif led by the 1 CcmstHnt value' parueler. If ' Canstant thIue' ib a vector and Interpret vector parasftfiT* as 1-D4 i« m treat th» cmstant ^alu-v as h 1-D Array. Oth/Ei筹砧 ©uiput a Mtrix with thfi -iBffiv 或与二电部EiiHE ・1juit vil-uit-,■才行 | Sicnil typ«sCo-nslant vbIu■:F。

Intfirpret veeter pajraieters; as 1*D5upl・ tTM：F郎HfllpApply图io逆变电路中模块参数设置：三个交流电压源的峰值设置为"220*sqrt(2)V ”、频率设置为50HZ, A相B相C相 相位分别设置为 0度、-120度、-240度，阻感设置1欧、0.01赫兹 在触发角为90度、120度时进行仿真其余参数基本与整流电路时相同，如图：・Block Parameters: Constant?ConstantOutpct thfl ^DiLEtont Epacf fi«d b? tha 1 Caeiftut valua FB.raz34t«r. If ! Constan"： thLu«' is ■ vactar .md 1 Int«Tpr»t 1T■ctorPArn3atiirf 星耳 I-D' ix oiij trrflat th.a> canEtazit vnlu«i as a l-D HTriy. OthflnriE>tj c-utput a BAtrii with thai zazia di-ori=i■叫』ae. tha 耳即:串七鼻口* v县lu..Maili | 翁皿al data tjT4E |C«nctant valuer|»I7 Int«rcTi-t vs4tc-r psirsKtiTE a& l_&Sasple tlM

仙声曲［3鼎日■,ScopeC图142）逆变电路触发角在 90度、120度时的仿真结果:。