三相半波可控整流電路仿真實現

1、三相半波可控整流電路仿真實現姓名：學號：班級:一、 三相半波可控整流電路基本工作原理三相半波可控整流電路主電路結構如下圖所示，其基本工作原理分析如下：工作原理：三相半波可控整流電路如圖所示。為得到零線，變壓器二次側必須接成星形, 而一次側接成三角形，避免3次諧波電流流人電網。三個晶閘管分別接入養(yǎng)b、c三相電源，它們的陰極連接在一起，稱為共陰極接法，這種接法觸發(fā)電路有公 共端，連線方便。假設將電路中的晶閘管換作二極管，并用vd表示，該電路就成為三相半波不 可控整流電路，以下首先分析其工作情況。此時，三個二極管對應的相電壓中哪 一個的值最大，則該相所對應的二極管導通，并使另兩相的二極管承受反壓關

2、斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓。在一個周期中，器件工作情況如下：在3tl3佗期間，a相電壓最高，vd1導通，ud二ua；在 3 佗3t3期間，b相電壓最高，vd2導通，ud二ub；在3133包期間，c相電壓最高,時刻,vd1vd3導通，ud=uco此后，在下一周期相當于3立的位置即3乜 又vd1、vd2、vd3輪流導通,導通，重復前一周期的工作情況。如此，一周期中 每 管各導通120%ud波形為三個相電壓在正半周期的包絡線。在相電壓的交點3til、3佗、313處，均出現了二極管換相，即電流由一個二極管向另一極管轉移，稱這些交點為自然換相點。對三相半波可控整流電路而言,個二自然換相點是各相晶閘

3、管能觸發(fā)導通的最早時刻，將其作為計算各晶閘管觸發(fā)角a的起點，即a=0,要改變觸發(fā)角只能是在此基礎上增大，即沿時間坐標軸向右移。若 在自然換相點處觸發(fā)相應的晶閘管導通，則電路的工作情況與以上分析的二極管 整流工作情況一樣。由單相可控整流電路可知，各種單相可控整流電路的自然換 相點是變壓器二次電壓u2的過零點。負載電壓： 整流電壓平均值的計算分兩種情況:1)aw30。時，負載電流連續(xù)，有3ksin心以(血)=22月=cosa當a=0時，ud最大，為ud二udo=l17u22)a30時，負載電流斷續(xù)，晶閘管導通角減小，此時有ud =v忑5 sinql + cm彳 +a) = 0.675j72l +

4、cos( + a)負載電流平均值為晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次線電壓峰值，即如=屁屁2 =品5 = 2.454由于晶閘管陰極與零線間的電壓即為整流輸出電壓山，其最小值為零，而晶閘，即管陽極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值三相半波可控整流電路仿真實現及結果分析基于pscad/mtdc仿真軟件對三相半波可控整流電路進行仿真，主電路結構如下圖2肪示, 控制電路如圖3所示，仿真結果如圖4所示。)c 60.0 :vco駕sms令.ujiji ii il liilil qlnjhi4-rsdi-rsdi宅pfpf，竹血i iflfl含血1 1p qmu f| 7 翻.2|+*些*

5、tjg厶t t年0.h0.hq q4.ioliac.graliac.gra - -1 1*拒創(chuàng) a aj jafrafrj j2c0-|2c0-|-r-r，4 h4 hrl l111x xaw-aw-ds0ds0厲 口如應 ， |q |q|角切伽|r ctu |r ctu |s smma.a.imtoc run gwturtg rimtoc run gwturtg rurur 1 uf 1 1 uf 1pscad是一種有效的用戶圖形界面，能夠顯著地提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)模擬 研究的效率。利用pscad家族的軟件工具，使得電力系統(tǒng)工程師能夠充分利用現代微機 工作站的資源，更為有效地使用馬尼托巴高壓

6、直流研究中心的軟件。該族軟件還可作為該中心的實時數字模擬器emtdc暫態(tài)模擬（rtds）的用戶界面。pscad由下述軟件模塊構成：文件管理系統(tǒng)當用戶涉及pscad時所遇到的第一個軟件模塊就是文件管理系統(tǒng)。采用一 種工程/算題/文件的分層結構來表示用戶進行電力系統(tǒng)模擬研究的數據庫結構。 如果得到授權可以進入該數據庫，這樣，局部網上的不同用戶可以共享同一個 數據庫。從文件管理軟件模塊可以直接進行諸如備份、儲存、文件編緝、拷貝和 刪除等操作。通過選擇文件管理模塊屏幕右上角的適當菜單可調用pscad的其它軟件模塊，很多情況下將所有的軟件模塊同時激活，有些模塊的圖像可能暫時隱藏在正在 處理的模塊圖像之下

7、。建模（draft）模塊建模程序包是pscad程序族中最有功效的。借助建模包，用戶可以用圖形的 方法建立需要進行模擬研究的電力系統(tǒng)模型。通過選擇不同的功能，建模包可以為emtdc或rtds模擬研究準備必需的文件。電力系統(tǒng)元部件圖像位于調色板中（建模窗口的右側）并可移至畫布上（左側），通過將各元部件模型互連便完成了電力系統(tǒng)模型。不同元部件模型所需的參數可在調用這些模型時屏幕上出現的菜單中直接輸入。具有大量互聯(lián)元部件的 電力系統(tǒng)模型同樣易于處理，因為畫布部分可分為很多層次并可在屏幕上滾動顯zjo當用戶完成了模型構筑時，可以通過基于ps格式的激光打印機或者可以接受hp-gl命令的繪圖儀輸出硬拷貝。架

8、空線（twe）和電纜cable）模塊確定架空輸電線和電纜的行波模型所需數據的計算過程是相當復雜的。為了確 定變換矩陣、模式傳輸時間和波阻抗，需要進行特征值分析。為了完成這種分析，需要使用t乜1ne和cable模塊。通過功能選擇可以產生單頻率模式模型或 者完全的頻率相關行波模型。架空線模型所需要的數據有導線的空間相對位置以及導線的半徑和電阻率。對于電纜，每一導電層和絕緣層的半徑和特性都是必需的。由t-l1ne和cable模塊所產生的數據可以直接輸入到pscad的建模(draft)模塊中。運行(runtime)模塊運行模塊中的emtdc操作員控制臺軟件模塊和rtds控制臺軟件模塊可分別 為運行em

9、tdc和rtds提供控制操作功能和數據收集系統(tǒng)功能。軟件中提供了完 善的界面，允許使用者裝入、啟動或停止一個模擬算題，并可在模擬過程中與之 通訊。由于采用了多種儀表和模擬過程數據在線繪圖，允許使用者獲得相關模擬 算題的即時反饋。使用者所激發(fā)的動態(tài)過程，如整定值改動、開關操作以及故障 觸發(fā)可以通過操縱滑觸頭、電位器、開關和按鈕進行。單曲線繪圖0jnflot)和多曲線繪圖(multiplot)模塊emtdc和rtds所產生的數據的分析和繪圖是通過單曲線繪圖模塊進行的。 可以對數據進行標尺整定和通用格式整定。 對于繪圖用的數據可直接進行傅里葉 分析。如果要處理大量的數據，可以通過編程的辦法形成自動處

10、理順序。多曲線繪圖模塊可以將單曲線繪圖模塊繪岀的曲線整理成適合報告應用。 可 將多根曲線組合安排在單張紙上。使用者可以直接處理曲線并在紙面上添加需要 的文字說明并可繪制其它美化標志。emtdcemtdc是一套基于軟件的電磁暫態(tài)模擬程序，可以通過pscad進行調用。用 戶可以通過調用隨emtdc主程序一起提供的庫程序模塊或利用用戶自己開發(fā)的 元部件模型有效地組裝任何可以想象出的電力系統(tǒng)模型和結構。emtdc的威力之一是可以較為簡單地模擬復雜電力系統(tǒng)，包括直流輸電系統(tǒng)和其相關的控制系 統(tǒng)。rtds應用并聯(lián)數字處理技術構成實時數字模擬器(rtds)oemtp和emtdc這些軟件中所采用的著名電磁暫態(tài)

11、求解方法同樣在rtds中采用以模擬電力系統(tǒng)。通過聯(lián)合使用rtds碩件和pscad軟件開發(fā)了一種模擬器，用以模擬包含高 壓直流輸電系統(tǒng)的大型互聯(lián)電力系統(tǒng)?？梢詫嶋H的直流控制系統(tǒng)與這種模擬器 互聯(lián)以便進行系統(tǒng)調試前的模擬試驗或者幫助工程師們熟悉新的控制概念。rtds和pscad的結合還用于實際繼電器的閉環(huán)試驗。通過對模擬器模擬量 通道的電壓和電流信號的放大可以模擬系統(tǒng)故障并觀察繼電器的響應，繼電器的觸頭 可用來觸發(fā)模擬器中的開關動作。聯(lián)網和工業(yè)標準由于pscad嚴格遵守工業(yè)標準，如unix、以態(tài)網、ps圖形方式和x窗口標 準，確保這一軟件能在不同的微機工作站上運行。借助局部網技術使得用戶可進入 一個通用的數據庫。一位用戶進行的模擬研究的數據和結果可由另外的用戶調用， 如果后者得到了適當的授權的話。除了可使用通用數據庫外，還可以在用戶間共享計算機資源。pscad設計中采 用專門的技巧，允許高性能的網絡服務器或輕載的工作站被安排用作大量 的數據模擬計算，而用戶工作站可以用來準備新的模擬算題或進行實際模擬的結 果監(jiān)視。從pscad還可以直接享用諸如打印機和繪圖儀之類的資源。硬件要求pscad編寫使其適合在基unix操作系統(tǒng)并具x窗口環(huán)境的微