三相半波可控整流電路仿真實現(xiàn)

1、三相半波可控整流電路仿真實現(xiàn)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(jié)構(gòu)如下圖所示，其基本工作原理分析如下：VT1vt5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(cè)必須接成星形，而一次側(cè)接成三角形，避免3次諧波電流流人電網(wǎng)。三個晶閘管分別接入a、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(shè)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(yīng)的相電壓中哪一個的值最大，則該相所對應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩相的二極管承受反壓

2、關(guān)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t1t2期間，a相電壓最高，VD1導(dǎo)通，ud=ua；在t2t3期間，b相電壓最高，VD2導(dǎo)通，ud=ub;在cot3t4期間，c相電壓最高，VD3導(dǎo)通，ud=uco此后，在下一周期相當于wt1的位置即wt4時亥ij,VD1又導(dǎo)通，重復(fù)前一周期的工作情況。如此，一周期中VD1VD2VD3輪流導(dǎo)通，每管各導(dǎo)通120°0ud波形為三個相電壓在正半周期的包絡(luò)線。在相電壓的交點cotl、cot2、wt3處,均出現(xiàn)了二極管換相，即電流由一個二極管向另一個二極管轉(zhuǎn)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，自然換相點

3、是各相品閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時刻，將其作為計算各品閘管觸發(fā)角a的起點，即a=0°,要改變觸發(fā)角只能是在此基礎(chǔ)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(yīng)的品閘管導(dǎo)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) a030°時，負載電流連續(xù)，有5燈t774=方了+次75%期在誠畫卜X%cosa=l17U2cos值+0：2叮36當a=0時，Ud最大，為Ud=Ud0=1.17U2.2) a>30°時，負載電流斷續(xù)，晶

4、閘管導(dǎo)通角減小，此時有Ud=sin皿型說)=+cos(+a)=O.fi75t/al+cas(+創(chuàng)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，即九二四X局3=&5=245%由于晶閘管陰極與零線間的電壓即為整流輸出電壓Ud,其最小值為零，而品閘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,即二、三相半波可控整流電路仿真實現(xiàn)及結(jié)果分析基于PSCAD/EMTDC仿真軟件對三相半波可控整流電路進行仿真，主電路結(jié)構(gòu)如下圖2所示，控制電路如圖3所示，仿真結(jié)果如圖4所示。o-RABC1000WA230,0kV|230,0WFP1<一1.0lohmD7FP2Main

5、.Graphs0.50DOO0.10O.ZO0.30.40ooan.noc20G3Q£140aso三、軟件的界面pscad軟件的使用主要界面如下圖1所示，其界面上的功能解釋如下:PSCAC®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PSCADSC族的軟件工具，使得電力系統(tǒng)工程師能夠充分利用現(xiàn)代微機工作站的資源,更為有效地使用馬尼托巴高壓直流研究中心的EMTDO態(tài)模擬軟件。該族軟件還可作為該中心的實時數(shù)字模擬器（RTDS）的用戶界面。PSCAD由下述軟件模塊構(gòu)成：文件管理系統(tǒng)當用戶涉及PSCADM所遇到的第一個軟件模塊就是文件管理系統(tǒng)。采用一種

6、工程/算題/文件的分層結(jié)構(gòu)來表示用戶進行電力系統(tǒng)模擬研究的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。如果得到授權(quán)可以進入該數(shù)據(jù)庫，這樣，局部網(wǎng)上的不同用戶可以共享同一個數(shù)據(jù)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(diào)用PSCAD勺其它軟件模塊，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。建模（DRAFT）奠塊建模程序包是PSCAD®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EMTDCMRTDSi擬研究準備必需的文件。電

7、力系統(tǒng)元部件圖像位于調(diào)色板中（建模窗口的右側(cè)）并可移至畫布上（左側(cè)），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(shù)可在調(diào)用這些模型時屏幕上出現(xiàn)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示。當用戶完成了模型構(gòu)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。架空線（T-LINE）和電纜（CABLE膜塊確定架空輸電線和電纜的行波模型所需數(shù)據(jù)的計算過程是相當復(fù)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-LINE和CABLE模塊

8、。通過功能選擇可以產(chǎn)生單頻率模式模型或者完全的頻率相關(guān)行波模型。架空線模型所需要的數(shù)據(jù)有導(dǎo)線的空間相對位置以及導(dǎo)線的半徑和電阻率。對于電纜，每一導(dǎo)電層和絕緣層的半徑和特性都是必需的。由T-LINE和CABLE模塊所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以直接輸入到PSCAD勺建模（DRAFT）模塊中。運行（RUNTIME欣塊運行模塊中的EMTDCS作員控制臺軟件模塊和RTDS空制臺軟件模塊可分別為運行EMTD®RTDSI供控制操作功能和數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)在線繪圖，允許使用者獲得相關(guān)模擬算題

9、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(guān)操作以及故障觸發(fā)可以通過操縱滑觸頭、電位器、開關(guān)和按鈕進行。單曲線繪圖（UNIPLOT劑多曲線繪圖（MULTIPLOT模塊EMTDG口RTD撕產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的分析和繪圖是通過單曲線繪圖模塊進行的?？梢詫?shù)據(jù)進行標尺整定和通用格式整定。對于繪圖用的數(shù)據(jù)可直接進行傅里葉分析。如果要處理大量的數(shù)據(jù)，可以通過編程的辦法形成自動處理順序。多曲線繪圖模塊可以將單曲線繪圖模塊繪出的曲線整理成適合報告應(yīng)用?？蓪⒍喔€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。EMTDCEMTDCI一套基于軟件的電磁暫態(tài)模擬程序

10、,可以通過PSCAD8行調(diào)用。用戶可以通過調(diào)用隨EMTDCE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(jié)構(gòu)。EMTDC勺威力之一是可以較為簡單地模擬復(fù)雜電力系統(tǒng)，包括直流輸電系統(tǒng)和其相關(guān)的控制系統(tǒng)。RTDS應(yīng)用并聯(lián)數(shù)字處理技術(shù)構(gòu)成實時數(shù)字模擬器（RTDS）EMTPF口EMTDCS些軟件中所采用的著名電磁暫態(tài)求解方法同樣在RTDSfr采用以模擬電力系統(tǒng)。通過聯(lián)合使用RTD硬件和PSCA%C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(diào)試前的模擬試驗或者幫助工程師們熟悉新

11、的控制概念。RTDSffiPSCAD勺結(jié)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(yīng)，繼電器的觸頭可用來觸發(fā)模擬器中的開關(guān)動作。聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)標準由于PSCACT格遵守工業(yè)標準,如UNIX、以態(tài)網(wǎng)、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(wǎng)技術(shù)使得用戶可進入一個通用的數(shù)據(jù)庫。一位用戶進行的模擬研究的數(shù)據(jù)和結(jié)果可由另外的用戶調(diào)用，如果后者得到了適當?shù)氖跈?quán)的話。除了可使用通用數(shù)據(jù)庫外，還可以在用戶間共享計算機資源。PSCAD®計中采用了專門的技巧，允許高性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或輕載的工作站被安排用作大量的數(shù)據(jù)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(jié)果監(jiān)視。從PSCA比可以直接享用諸如打印機和繪圖儀之類的資源。硬件要求PSCADS寫使其適合在基UNIX操作系統(tǒng)并具X窗口環(huán)境的微