三相全控橋式整流電路仿真試驗(yàn)

1、三相全控橋式整流電路仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)院：交通院專(zhuān)業(yè):交通設(shè)備與控制工程班級(jí)：1402姓名：劉喜文學(xué)號(hào)：06日期:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)加深理解三相橋式全控整流及有源逆變電路的工作原理;(2) 了解KC系列集成觸發(fā)器的調(diào)整方法和各點(diǎn)的波形。(3) 了解三相橋式全控整流電路MATLAB的仿真方法，會(huì)設(shè)置各模塊的參數(shù)。(4)掌握SIMULINK模型庫(kù)的調(diào)用，構(gòu)成電力電子系統(tǒng)并利用MATLAB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。二、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)利用MATLAB軟件對(duì)電力電子系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。我們是現(xiàn)場(chǎng)在實(shí)驗(yàn)室里建立好模型，然后仿真好，截圖。中間只有兩天就要交報(bào)告，所以時(shí)間上還是非常緊的。MATLAB/SIMULINK/PowerSy

2、stemBlockset模型庫(kù)中包含了常用的電力電子器件模型和整流、逆變電路模塊以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)模塊，使用這些模塊構(gòu)建和編輯電力電子電路并仿真很方便的。MATLAB電力電子器件模型使用的是簡(jiǎn)化的宏模型，它只要求器件的外特性與實(shí)際器件特性基本相符，而沒(méi)有考慮器件內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)，屬于系統(tǒng)級(jí)模型。MATLAB的電力電子器件必須連接在電路中使用,也就是要有電流的回路，但是器件的驅(qū)動(dòng)僅僅是取決于門(mén)極信號(hào)的有無(wú)，沒(méi)有電壓型和電流型驅(qū)動(dòng)的區(qū)別。電力電子器件在使用時(shí)一般都并聯(lián)有緩沖電路，因此，在MATLAB中電力電子器件模型中也已經(jīng)并聯(lián)了簡(jiǎn)單的RC串聯(lián)緩沖電路，簡(jiǎn)單緩沖電路的RC值可以在參數(shù)表中設(shè)置。三、實(shí)驗(yàn)原

3、理三相橋式全控整流電路是應(yīng)用最廣泛的整流電路，完整的三相橋式全控整流電路由整流變壓器、6個(gè)橋式連接的晶閘管、負(fù)載、觸發(fā)器和同步環(huán)節(jié)組成(見(jiàn)下圖)。6個(gè)晶閘管依次相隔60°觸發(fā)，將交流電整流為直流電。三相橋式整流電路必須采用雙脈沖觸發(fā)或?qū)捗}沖觸發(fā)方式，以保證在每一瞬間都有兩個(gè)品閘管同時(shí)導(dǎo)通(上橋臂和下橋臂各一個(gè))。整流變壓器采用三角形/星型聯(lián)結(jié)是為了減少3的整倍數(shù)次諧波電流對(duì)電源的影響。三相橋式全控整流原理電路三相橋式整流電路的仿真使用MATLAB真型庫(kù)中的三相橋和觸發(fā)器的集成模塊是很方便的。用模型庫(kù)中元器件組成的三相橋式整流電路的仿真模型如下圖所示。三相橋式整流電路的仿真模型仿真模型

4、中主要使用的元器件模塊提取路徑見(jiàn)下表，在模型的整流變壓器和整流橋之間接入了一個(gè)三相電壓-電流測(cè)量單元V-I是為觀測(cè)方便。整流器的輸出電壓和電流是通過(guò)多路測(cè)量器測(cè)量負(fù)載的電壓和電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)然也可以用電壓和電流測(cè)量單元直接檢測(cè)整流器輸出單元和電流。在整流器工作中保證觸發(fā)脈沖與住電路同步很重要，仿真使用的6脈沖發(fā)生器是在同步電壓過(guò)零時(shí)作為控制角a=0。的位置，因此在整流變壓器采用/Y-11聯(lián)結(jié)時(shí)，同步變壓器也可以采用/Y-11聯(lián)結(jié)。在同步信號(hào)關(guān)系難以確定時(shí)，可以發(fā)揮仿真的特點(diǎn)，將三相同步電壓信號(hào)以不同的順序連接到6脈沖發(fā)生器的AB、BGCA3個(gè)同步輸入端，然后運(yùn)行該模型，觀察整流器輸出電壓波形，

5、如果電壓波形在一周期中6個(gè)波頭連續(xù)規(guī)則，則該整流器的同步是正確的。負(fù)載和控制角可以按需要設(shè)定。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)在三相橋式全控整流電路中，設(shè)電源相電壓為220V,整流變壓器輸出電壓為100V(相電壓)，觀察整流器在不同負(fù)載，不同觸發(fā)角時(shí)整流器輸出電壓、電流波形，測(cè)量其平均值，并觀察整流器交流側(cè)電流波形和分析其主要次諧波。(2)設(shè)置模塊參數(shù)1)電源參數(shù)設(shè)置：電壓設(shè)置為380V,頻率設(shè)為50Hz要注意初相角的設(shè)置，a相的電壓源設(shè)為0,b相的電壓源設(shè)為-120,c相的電壓源設(shè)為-240。2)負(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻負(fù)載：電阻設(shè)為5Q,電感為0,電容無(wú)窮大info阻感負(fù)載：電阻負(fù)載：電阻設(shè)為45Q,電感為1

6、H,電容無(wú)窮大info3)6-脈沖發(fā)生器：頻率50Hz,脈沖寬度取10°,選擇雙脈沖觸發(fā)方式。4)三相晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置如下圖。:unoonBlockP«r>metefvSynchronized6-PulseGeneratorSynchronisedpul”(enerator(aS)(link)Usethisblocktofirethe6tkyrixtorsofa6-pulseconverter.Thtoutputifavtciorof6pulttf(0-1)individuallysynchronizedonthe6conautationg】ta<。/Pul

7、sesaregeneratedalphadecreesaftertheircreasxn<zero-erofffinefoftheeoMutationvolttf*t.ParaltersHelpforvrtedsnubbeivaluesthentheRodelisdifcretixtd.FtrboftapphcationjtheinternalinductviceLotiofdxo4eszndthyrxrtorjshouldbesettozeroFaranettr*IkAberofbridgeubs:3Frtumcyofrynchronirationvoly(Hz):Snubberres

8、xrtanctRs(Ohns)50Pulsevidth(decrees):10SnubbercapacitanctCs(F)1-6Doublepulsin<PowerElectronicdeviceThyritortMn(OKm)le-3Un(H)Forwardvolta(>Vf(V)1.8BeasureMntsBone(«一)1CtnctTHelpApply五.實(shí)驗(yàn)記錄1.三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載(1)電阻負(fù)載30(2)電阻負(fù)載60(3)電阻負(fù)載902.三相橋式全控整流電路阻感負(fù)載(1)阻感負(fù)載300(2)電阻負(fù)載60(3)阻感負(fù)載90六.總結(jié)通過(guò)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a和負(fù)載特性的影響，文中應(yīng)用Matlab的可視化仿真工具simulink對(duì)三相橋式全控整流電路的仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析，并與相關(guān)文獻(xiàn)中采用常規(guī)電路分析方法所得到的輸出電壓波形進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。采用Matlab/Simulink對(duì)三相橋式全控整流電路進(jìn)行仿真分析，避免了常規(guī)分析方法中繁瑣的繪圖和計(jì)算過(guò)程，得到了一種直觀、快捷分析整流電路的新方法。應(yīng)用Matlab/Simulink進(jìn)行仿真，在仿真過(guò)程中可以