三相半波可控整流电路建模与仿真.doc

三相半波可控整流电路建模与仿真- 1 -三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路建模与仿真建模与仿真班级：应电 091组号：第 1 组组员：何俊敏王晓龙邵建敏陈大靠蔡泽军2011 年 10 月 20 日三相半波可控整流电路建模与仿真- 2 -目录目录一.实验目的..............................................................................................................- 4 -二.实验内容..............................................................................................................- 4 -1.三相半波可控整流电路（电阻性负载）....................................................- 4 -1.1 电路结构.............................................................................................- 4 -1.2 仿真建模及参数设置.........................................................................- 5 -1.3 仿真波形测试.....................................................................................- 7 -1.4 小结.....................................................................................................- 9 -2.三相半波可控整流电路（阻-感性负载）...................................................- 9 -2.1 电路结构.............................................................................................- 9 -2.2 仿真建模及参数设置.......................................................................- 10 -2.3 仿真波形测试...................................................................................- 12 -2.4 小结...................................................................................................- 13 -3. 三相半波共阳极可控整流电路................................................................- 14 -3.1 电路结构...........................................................................................- 14 -3.2 仿真建模及参数设置.......................................................................- 15 -3.3 仿真波形测试...................................................................................- 17 -3.4 小结...................................................................................................- 18 -4.三相桥式全控整流电路(电阻性负载)........................................................- 19 -4.1 电路结构...........................................................................................- 19 -4.2 仿真建模及参数设置...............................................................................- 19 -4.3 仿真波形测试...................................................................................- 20 -4.4 小结...................................................................................................- 22 -5. 三相桥式全控整流电路(阻感性负载).....................................................- 22 -5.1 电路结构...........................................................................................- 22 -5.2 仿真建模及参数设置.......................................................................- 23 -5.3 仿真波形测试...................................................................................- 24 -5.4 小结...................................................................................................- 26 -三.实验总结............................................................................................................- 27 -三相半波可控整流电路建模与仿真- 3 -一一.实验目的实验目的1）不同负载时，三相可控整流电路的结构、工作原理、波形分析。

2) 在仿真软件 Matlab 中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形二二.实验内容实验内容1.三相半波可控整流电路（电阻性负载）三相半波可控整流电路（电阻性负载）1.1 电路结构电路结构为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y 接法三个晶闸管分别接入 a、b、c 三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法 如图 1-1duR1VT3VTdi2VTrT图 1-1 .三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）工作原理：工作原理：1）在 ωt1-ωt2 区间，有 Uu＞Uv，Uu＞Uw，U 相电压最高，VT1 承受正向电压，在 ωt1 时刻触发 VT1 导通，导通角 θ=120°，输出电压 Ud=Uu其他两个 晶闸管承受反向电压而不能导通VT1 通过的电流 It1 与变压器二次侧三相半波可控整流电路建模与仿真- 4 -u 相电流波形相同，大小相等，可在负载电阻 R 两端测试2）在 ωt2-ωt3 区间，有 Uv＞Uu，V 相电压最高，VT2 承受正向电压，在ωt2 时 刻触发 VT2 导通，Ud=Uv。

VT1 两端电压 Ut1=Uu-Uv=Uuv＜0，晶闸管 VT1 承受反向电压关断3）在 ωt3-ωt4 区间，有 Uw＞Uv，W 相电压最高，VT3 承受正向电压，在ωt3时刻触发 VT3 导通，Ud=UwVT2 两端电压 Ut2=Uv-Uw=Uvw＜0，晶闸管VT2 承受反向电压关断在 VT3 导通期间 VT1 两端电压 Ut1=Uu-Uw=Uuw＜0这样在一个周期内，VT1 只导通 120°，在其余 240°时间承受反向电压而处于关断状态1.2 仿真建模及参数设置仿真建模及参数设置根据原理图用 matalb 软件画出正确的三相半波可控整流电路（电阻性负载）仿真电路图如图 1-2 所示：图 1-2.三相半波可控整流电路仿真模型（电阻性负载）脉冲参数：脉冲参数：振幅 3V，周期 0.02，占空比 10%，时相延迟分别为（α+30）三相半波可控整流电路建模与仿真- 5 -/360*0.02， （α+120+30）/360*0.02， （α+240+30）/360*0.02如图 1-3 所示图 1-3.脉冲参数设置 电源参数：电源参数：频率 50hz，电压 100v，其相限角度分别为 0°、120°、-120°如图 1-4 所示。

三相半波可控整流电路建模与仿真- 6 -图 1-4 电源参数设置1.3 仿真波形测试仿真波形测试设置触发脉冲 α 分别为 0°、30°、60°、90°与其产生的相应波形分别如图 1-5、图 1-6、图 1-7、图 1-8在波形图中第一列波为流过晶闸管电流波形，第二列波为流过晶闸管电压波形，第三列波为负载电流波形，第四列波为负载电压波形图 1-5 α=0°三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）波形图三相半波可控整流电路建模与仿真- 7 -图 1-6 α=30°三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）波形图图 1-7 α=60°三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）波形图三相半波可控整流电路建模与仿真- 8 -图 1-8 α=90°三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）波形图1.4 小结小结a =0时的工作原理分析：晶闸管的电压波形，由 3 段组成：第 1 段，VT1 导通期间，为一管压降，可近似为 UT1=0第 2 段，在 VT1 关断后，VT2 导通期间，UT1=UU-UV=Uuv，为一段线电压第 3 段，在 VT3 导通期间，UT1=Uu-Uw=Uuw ，为另一段线电压a = 30 时的波形负载电流处于连续和断续之间的临界状态，各相仍导电 120 。

a > 30 的情况，负载电流断续，晶闸管导通角小于 120 2.三相半波可控整流电路（阻三相半波可控整流电路（阻-感性负载）感性负载）2.1 电路结构电路结构为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y 接法三个三相半波可控整流电路建模与仿真- 9 -晶闸管分别接入 a、b、c 三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法 如图 2-1.LduR1VT3VTdi2VTrT图 2-1.三相半波可控整流电路原理图（阻-感性负载）工作原理工作原理:当 α 小于等于 30°时相邻两项的换流是在原导通相的交流电压过负之前，其工作情况与电阻性负载相同，输出电压 Ud 波形，Ut 波形也相同由于负载电感的储能作用，输出电流 Id 是近乎平直的直流波形，晶闸管中分别流过幅度Id，宽度 120°的矩形波电流，导通角 θ=120°当。