系統(tǒng)仿真語言結課論文matlab

1、系統(tǒng)仿真語言結課論文-基于Matlab的三相橋式全控整流電路的仿真研究基于Matlab的三相橋式全控整流電路的仿真研究前言隨著社會生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展，整流電路在自動控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和發(fā)電機勵磁系統(tǒng)等領域的應用日益廣泛。常用的三相整流電路有三相橋式不可控整流電路、三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路，由于整流電路涉及到交流信號、直流信號以及觸發(fā)信號，同時包含晶閘管、電容、電感、電阻等多種元件，采用常規(guī)電路分析方法顯得相當繁瑣，高壓情況下實驗也難順利進行。Matlab提供的可視化仿真工具Simtlink可直接建立電路仿真模型，隨意改變仿真參數(shù)，并且立即可得到任意的仿真結果，直觀性強，進一

2、步省去了編程的步驟。本文利用Simulink對三相橋式全控整流電路進行建模，對不同控制角、橋故障情況下進行了仿真分析，既進一步加深了三相橋式全控整流電路的理論，同時也為現(xiàn)代電力電子實驗教學奠定良好的實驗基礎。我們本學期開設了伺服系統(tǒng)的課程，其中有一個比較重要的內(nèi)容是三相橋式全控整流電路，因此，本著學以致用的觀點，這次系統(tǒng)仿真語言的期末結課論文我將用Matlab這一軟件來實現(xiàn)對三相橋式全控整流電路的仿真與分析。一 電路的構成及工作特點 三相橋式全控整流電路原理圖如圖1所示。三相橋式全控整流電路是由三相半波可控整流電路演變而來的，它由三相半波共陰極接法(VT1，VT3，VT5)和三相半波共陽極接法

3、(VT1，VT6，VT2)的串聯(lián)組合。圖1 三相橋式全控整流電路原理圖其工作特點是任何時刻都有不同組別的兩只晶閘管同時導通，構成電流通路，因此為保證電路啟動或電流斷續(xù)后能正常導通，必須對不同組別應到導通的一對晶閘管同時加觸發(fā)脈沖，所以觸發(fā)脈沖的寬度應大于3的寬脈沖。寬脈沖觸發(fā)要求觸發(fā)功率大，易使脈沖變壓器飽和，所以可以采用脈沖列代替雙窄脈沖；每隔3換相一次，換相過程在共陰極組和共陽極組輪流進行，但只在同一組別中換相。接線圖中晶閘管的編號方法使每個周期內(nèi)6個管子的組合導通順序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6；共陰極組T1，T3，T5的脈沖依次相差23；同一相的上下兩個橋臂，即VT

4、1和VT4，VT3和VT6，VT5和VT2的脈沖相差，給分析帶來了方便；當=O時，輸出電壓Ud一周期內(nèi)的波形是6個線電壓的包絡線。所以輸出脈動直流電壓頻率是電源頻率的6倍，比三相半波電路高l倍，脈動減小，而且每次脈動的波形都一樣，故該電路又可稱為6脈動整流電路。同理，三相半波整流電路稱為3脈動整流電路。>0時，Ud的波形出現(xiàn)缺口，隨著角的增大，缺口增大，輸出電壓平均值降低。當=23時，輸出電壓為零，所以電阻性負載時，的移相范圍是O23；當O3時，電流連續(xù)，每個晶閘管導通23；當323時，電流斷續(xù)，個晶閘管導通小于23。23=3是電阻性負載電流連續(xù)和斷續(xù)的分界點。二 建模及仿真（一） 建立

5、仿真模型根據(jù)三相橋式全控整流電路的原理可以利用Simulink內(nèi)的模塊建立仿真模型如圖2所示，設置三個交流電壓源Va，Vb，Vc相位角依次相差120°，得到整流橋的三相電源。用6個Thyristor構成整流橋，實現(xiàn)交流電壓到直流電壓的轉(zhuǎn)換。6個pulse generator產(chǎn)生整流橋的觸發(fā)脈沖，且從上到下分別給16號晶閘管觸發(fā)脈沖。圖2 三相橋式全控整流電路仿真模型（二） 參數(shù)設置及仿真 三相電源的相位互差120°，交流峰值電壓為l00 V，頻率為60 Hz。晶閘管的參數(shù)為：Rn=0.001 ，Lon=0.000 1 H，Vf=0 V，Rs=50 ，Cs=250×

6、10-9。負載電阻性設R=45 ，電感性負載設L=1 H。脈沖發(fā)生器脈沖寬度設置為脈寬的50 ，脈沖高度為5 V，脈沖周期為0.0167 s，脈沖移相角隨著控制角的變化對“相位角延遲”進行設置。1. 根據(jù)三相橋式全控整流電路的原理圖，對不同的觸發(fā)角會影響輸出電壓進行仿真，負載為阻感特性。當觸發(fā)角=30°時的輸出電壓波形如圖所示。圖3 觸發(fā)角=30°時的輸出電壓波形圖當觸發(fā)角=60°時的輸出電壓波形如圖所示。圖4 觸發(fā)角=60°時的輸出電壓波形圖當觸發(fā)角=90°時的輸出電壓波形如圖所示。圖5 觸發(fā)角=90°時的輸出電壓波形圖從以上仿真波

7、形圖可知改變不同的控制角，輸出電壓在發(fā)生不同的變化。2. 由于高壓強電流的情況，整流電路晶閘管很容易出現(xiàn)故障。假設以下情況對故障現(xiàn)象進行仿真分析，當=30°，負載為阻感性時，仿真分析故障產(chǎn)生的波形情況。只有一個晶閘管故障波形如圖6所示。同一相的兩個晶閘管故障波形如圖7所示。圖6 一個晶閘管故障波形圖圖7 同一相的兩個晶閘管故障波形圖不同橋且不同相的兩個晶閘管發(fā)生故障時的仿真波形如圖8所示。圖8 不同橋且不同相的兩個晶閘管故障波形圖從以上故障仿真波形圖來看，不同的晶閘管出現(xiàn)故障時，產(chǎn)生的波形圖是不一樣的，所以，通過動態(tài)仿真能有效知道整流電路出現(xiàn)故意時候的工作情況，同時也加深對三相全控整流電路的理解和運用。三 結論及分析總結 通過仿真和分析，可知三相橋式全控整流電路的輸出電壓受控制角和負載特性的影響。采用MatlabSimulink對三相橋式全控整流電路進行仿真分析，避免了常規(guī)分析方法中繁瑣的繪圖和計算過程，得到了一種直觀、快捷分析整流電路的新方法。應用MatlabSimulink進行仿真，在仿真過程中可以靈活改變仿真參數(shù)，并且能直觀地觀察到仿真結果隨參數(shù)的變化情況。應用Matlab對整流電路故障仿真研究時，可以判斷出不同橋臂晶閘管發(fā)生故障時產(chǎn)生的波形現(xiàn)象，為分析三相橋式整流電路打下