整流電路MATLAB仿真實驗

1、整流電路仿真實驗實驗一：單相橋式全控整流電路的MATLAB仿真一、 實驗內(nèi)容掌握單相橋式全控整流電路的工作原理；熟悉仿真電路的接線、器件及其參數(shù)設(shè)置；明確對觸發(fā)脈沖的要求；觀察在電阻負(fù)載、阻感負(fù)載和反電動勢阻感負(fù)載情況下，控制角a取不同值時電路的輸出電壓和電流的波形。二、 實驗原理1. 電阻性負(fù)載工作原理 在單相橋式全控整流電路中，閘管VT1和VT4組成一對橋臂，VT2和VT3組成另一對橋臂。 在u2正半周（即a點電位高于b點電位）， 若4個晶閘管均不導(dǎo)通，id=0，ud=0，VT1、VT4串聯(lián)承受電壓u2。在觸發(fā)角a處給VT1和VT4加觸發(fā)脈沖，VT1和VT4即導(dǎo)通，電流從電源a端經(jīng)VT1、

2、R、VT4流回電源b端。當(dāng)u2過零時，流經(jīng)晶閘管的電流也降到零，VT1和VT4關(guān)斷。 在u2負(fù)半周，仍在觸發(fā)角a處觸發(fā)VT2和VT3導(dǎo)通，電流從電源b端流出，經(jīng)VT3、R、VT2流回電源a端。到u2過零時，電流又降為零，VT2和VT3關(guān)斷。整流電路圖如圖1-1所示。 圖1-1 單相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時的電路2. 阻感性負(fù)載工作原理 電路如圖1-2所示，在u2正半周期觸發(fā)角a處給晶閘管VT1和VT4加觸發(fā)脈沖使其開通，ud=u2。負(fù)載電感很大，id不能突變且波形近似為一條水平線。u2過零變負(fù)時，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關(guān)斷。wt=p+a時刻，觸發(fā)VT2和V

3、T3導(dǎo)通，u2通過VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過程稱為換相，亦稱換流。 圖1-2單相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載時的電路3. 反電動勢阻感負(fù)載工作原理當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動機(jī)的電樞等時，負(fù)載可看成一個直流電壓源，對于整流電路，它們就是反電動勢負(fù)載。|u2|E時，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。晶閘管導(dǎo)通之后，ud=u2，id=(ud -E)/R ，直至|u2|=E，id即降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后ud=E。與電阻負(fù)載時相比，晶閘管提前了電角度d停止導(dǎo)電，d稱為停止導(dǎo)電角。當(dāng)a30時，當(dāng)u2過零時，由于

4、電感的存在，阻止電流下降，因而VT1繼續(xù)導(dǎo)通，直到下一相晶閘管VT2的觸發(fā)脈沖到來，才發(fā)生換流，由VT2導(dǎo)通向負(fù)載供電，同時向VT1施加反壓使其關(guān)斷。若a增大, ud波形中負(fù)的部分將增多,至a=90時, ud波形中正負(fù)面積相等, ud的平均值為零。圖2-2 三相半波可控整流電路阻感負(fù)載時的電路三、 實驗步驟1. 搭建實驗電路圖根據(jù)實驗原理圖，在MATLAB/SIMULINK軟件中，電力電子模塊庫建立相應(yīng)的仿真模型如圖2-3、圖2-4所示。1) 電阻性負(fù)載電路圖圖2-3三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時的仿真模型2) 阻感性負(fù)載電路圖圖2-4三相半波可控整流電路帶阻感負(fù)載時的仿真模型2. 參數(shù)設(shè)置

5、交流電源U2：峰值（peak amplitude, V）= 100頻率（Frequency, Hz）50A（Phase ,deg）=0B（Phase ,deg）=-120C（Phase ,deg）=120脈沖發(fā)生器：振幅（Amplitude）=1.1周期（period, s）0.02脈沖寬度（pulse width, % of period）51(ug1)：滯后相位（phase delay, s）=（+30）/3600.022(ug2)：滯后相位（phase delay, s）=（+150）/3600.023(ug3)：滯后相位（phase delay, s）=（+270）/3600.02晶閘

6、管VT1、VT2、VT3 ：內(nèi)部電阻（Resistance Ron ，Ohms）=0.001電感經(jīng)度（Inductance Lon ，H）=0正向電壓（Forward voltage Vf ，V）=0.8阻尼器電阻（Snubber resistance Rs ，Ohms） =500吸收電容（Snubber capacitance Cs ，F(xiàn)）=250e-9負(fù)載中的RLC串連之路R：電阻值（resistance,ohms）=10L：電感量（inductance,H）=10e-33. 波形調(diào)試在=0、30、60、90時記錄示波器給出的波形，將不同控制角時得到的U2、Ud、 Id、UVT1、IVT1與理論波形相比較，進(jìn)行分析。四、 仿真結(jié)果1. 電阻性負(fù)載1) =0時仿真波形圖2-5三相半波可控整流電路電阻負(fù)載時=0的波形2) =60時仿真波形圖2-6三相半波可控整流電路電阻負(fù)載時=60的波形3) =90時仿真波形圖2-7三相半波可控整流電路電阻負(fù)載時=90的波形當(dāng)控制角為零時輸出電壓最大，隨著控制角增大，整流輸出電壓減小，到=150時，輸出電壓為零。所以此電路的移相范圍是0150。當(dāng)30時，電壓電流波形連續(xù)，各相晶閘管導(dǎo)通角均為120； 當(dāng)30時電壓電流波形間斷，各相晶閘管導(dǎo)通角為150-。2. 阻感性負(fù)載1)