三相橋式全控整流電路設(shè)計

1、 電力電子技術(shù)課程設(shè)計報告題 目 三相橋式全控整流電路設(shè)計 學(xué) 院 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 自動化 學(xué)生姓名 秋涼 學(xué) 號 2 年級 10 級 指導(dǎo)教師 一葉 職稱 高工 2013年 12 月 31 日三相橋式全控整流電路設(shè)計摘要： 電子技術(shù)的應(yīng)用已深入到工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè),交通運(yùn)輸,空間技術(shù),國防現(xiàn)代化,醫(yī)療，環(huán)保，和億萬人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域，進(jìn)入21世紀(jì)后電力電子技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，因此對電力電子技術(shù)的研究更為重要。本文主要介紹三相橋式全控整流電路的主電路和觸發(fā)電路的原理及控制電路圖，由工頻三相電壓380V經(jīng)升壓變壓器后由SCR(可控硅)再整流為直流供負(fù)載用。本電路圖主要由芯片C8051-

2、F020微控制器來控制并在不同的時刻發(fā)出不同的脈沖信號去控制6個SCR。在負(fù)載端取出整流電壓，負(fù)載電流到C8051-F020模擬口，然后由MCU處理后發(fā)出信號控制SCR的導(dǎo)通角的大小。 關(guān)鍵字：電力電子；MCU ；SCR； 導(dǎo)通角;；KEIL-CThree-phase bridge type all control rectifier circuit design Abstract ：Application of electronic technology has done a great deal to the agricultural and industrial economic dev

3、elopment, transportation, space technology, the modernization of national defense, health care, environmental protection, and the millions of people in all areas of daily life, after entering the 21st century, more widespread application of power electronics, power electronics research was more impo

4、rtant. This article introduces three phase full-controlled rectifier circuit principle and control of main circuit and trigger circuit circuit after step-up transformer, the power frequency voltage of 380V three-phase SCR (Silicon controlled rectifier) rectifier to DC for the load. The circuit diagr

5、am is mainly controlled by a micro-controller chip C8051-F020 and at different moments of the pulse control 6 SCR. Remove the rectifier voltage on the load side, load current to C8051-F020 analog, then signals after processed by MCU controlling the size of SCRs breakover angleKey words ：Power electr

6、onics; MCU; SCR; conduction angle; KEIL-C目錄緒論11 原理及方案22 主電路的設(shè)計及器件選擇32.1 三相全控橋的工作原理32.1.1 三相全控橋的工作特點(diǎn)32.1.2 阻感負(fù)載時的波形分析42.2 參數(shù)計算52.2.1 整流變壓器的選擇52.2.2 晶閘管的選擇62.2.3 平波電抗器的選擇63 觸發(fā)電路設(shè)計83.1 集成觸發(fā)電路83.2 KJ004的工作原理83.3 集成觸發(fā)器電路圖94 保護(hù)電路的設(shè)計114.1 晶閘管的保護(hù)電路114.2 交流側(cè)保護(hù)電路124.3 直流側(cè)阻容保護(hù)電路125 MATLAB 建模與仿真145.1 MATLAB建模14

7、5.2 MATLAB 仿真165.3 仿真結(jié)構(gòu)分析17結(jié)論19參考文獻(xiàn)20致謝21課程設(shè)計題目:三相橋式全控整流電路設(shè)計學(xué)生姓名:秋涼設(shè)計報告成績 （按照優(yōu)、良、中、及格、不及格評定）指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日說明：指導(dǎo)教師評分后，設(shè)計報告交院實驗室保存。課程設(shè)計題目:運(yùn)動控制工程綜合項目設(shè)計學(xué)生姓名:秋涼設(shè)計報告成績 （按照優(yōu)、良、中、及格、不及格評定）指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日說明：指導(dǎo)教師評分后，設(shè)計報告交院實驗室保存。 緒論目前，各類電力電子變換器的輸入整流電路輸入功率級一般采用不可控整流或相控整流電路。這類整流電路結(jié)構(gòu)簡單，控制技術(shù)成熟，但交流側(cè)輸入功

8、率因數(shù)低，并向電網(wǎng)注入大量的諧波電流。據(jù)估計，在發(fā)達(dá)國家有60%的電能經(jīng)過變換后才使用，而這個數(shù)字在本世紀(jì)初達(dá)到95%。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)估計，發(fā)達(dá)國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。可以毫不夸張地說，如果離開電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化就是不可想象的。而電能的傳輸中，直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優(yōu)勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流

9、電源，現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。大型計算機(jī)所需的工作電源、微型計算機(jī)內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關(guān)電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關(guān)電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術(shù)裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術(shù)離不開電力電子技術(shù)。近年發(fā)展起來的柔性交流輸電（FACTS）也是依靠電力電子裝置才得以實現(xiàn)的。隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)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(jī)勵磁系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)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

10、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(dāng)繁瑣，高壓情況下實驗也難順利進(jìn)行。Matlab提供的可視化仿真工具Simulink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(jié)果，直觀性強(qiáng)，進(jìn)一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(jìn)行建模，對不同控制角、橋故障情況下進(jìn)行了仿真分析，既進(jìn)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(xué)奠定良好的實驗基礎(chǔ)。 1 原理及方案三相橋式全控整流電路系統(tǒng)通過變壓器與電網(wǎng)連接，經(jīng)過變壓器的耦合，晶閘管主電路得到一個合適的輸入電壓，使

11、晶閘管在較大的功率因數(shù)下運(yùn)行。變流主電路和電網(wǎng)之間用變壓器隔離，還可以抑制由變流器進(jìn)入電網(wǎng)的諧波成分。保護(hù)電路采用RC過電壓抑制電路進(jìn)行過電壓保護(hù)，利用快速熔斷器進(jìn)行過電流保護(hù)。采用鋸齒波同步KJ004集成觸發(fā)電路，利用一個同步變壓器對觸發(fā)電路定相，保證觸發(fā)電路和主電路頻率一致，觸發(fā)晶閘管，使三相全控橋?qū)⒔涣髡鞒芍绷鳎瑤又绷麟妱訖C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。整個設(shè)計主要分為主電路、觸發(fā)電路、保護(hù)電路三個部分?？驁D中沒有表明保護(hù)電路。當(dāng)接通電源時，三相橋式全控整流電路主電路通電，同時通過同步電路連接的集成觸發(fā)電路也通電工作，形成觸發(fā)脈沖，使主電路中晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通工作，經(jīng)過整流后的直流電通給

12、直流電動機(jī)，使之工作。電源三相橋式全控整流電路直流電動機(jī)同步電路集成觸發(fā)器觸發(fā)信號觸發(fā)模塊圖1-1 三相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)圖2 主電路的設(shè)計及器件選擇實驗參數(shù)設(shè)定負(fù)載為220V、305A的直流電機(jī)，采用三相整流電路，交流測由三相電源供電，設(shè)計要求選用三相橋式全控整流電路供電，主電路采用三相全控橋。2.1 三相全控橋的工作原理如圖2-1所示，為三相橋式全控帶阻感負(fù)載，根據(jù)要求要考慮電動機(jī)的電樞電感與電樞電阻，故為阻感負(fù)載。習(xí)慣將其中陰極連接在一起的3個晶閘管稱為共陰極組；陽極連接在一起的3個晶閘管稱為共陽極組。共陰極組中與a、b、c三相電源相接的3個晶閘管分別為VT1、VT3、VT5， 共陽極

13、組中與a、b、c三相電源相接的3個晶閘管分別為VT4、VT6、VT2。晶閘管的導(dǎo)通順序為 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。變壓器為型接法。變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)接成三角形避免3次諧波流入電網(wǎng)圖2-1 三相橋式全控整流電路帶電動機(jī)（阻感）負(fù)載原理圖2.1.1 三相全控橋的工作特點(diǎn) 2個晶閘管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組 各1個，且不能為同1相器件。 對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60。共陰極 組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120。共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120。同一相的上下兩個橋臂，即V

14、T1與VT4，VT3與VT6， VT5與VT2，脈沖相差180。 ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣, 故該電路為6脈波整流電路。 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。2.1.2 阻感負(fù)載時的波形分析三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負(fù)載和反電動勢阻感負(fù)載供電（即用于直流電機(jī)傳動），下面主要分析阻感負(fù)載時的情況，因為帶反電動勢阻感負(fù)載的情況，與帶阻感負(fù)載的情況基本相同。 當(dāng)60度時，ud波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。區(qū)別在于負(fù)載不同時，同樣的整流輸出電壓加到

15、負(fù)載上，得到的負(fù)載電流 id 波形不同，電阻負(fù)載時 ud 波形與 id 的波形形狀一樣。而阻感負(fù)載時，由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。圖2-2和圖2-3分別給出了三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載=0度和=30度的波形。 圖2-2中除給出ud波形和id波形外，還給出了晶閘管VT1電流 iVT1 的波形，可與帶電阻負(fù)載時的情況進(jìn)行比較。由波形圖可見，在晶閘管VT1導(dǎo)通段，iVT1波形由負(fù)載電流 id 波形決定，和ud波形不同。 圖2-3中除給出ud波形和 id 波形外，還給出了變壓器二次側(cè)a相電流 ia 的波形，在此不做具體分析。 圖2

16、-2 觸發(fā)角為0度時的波形圖 圖2-3 觸發(fā)角為30時的波形圖當(dāng)60度時，阻感負(fù)載時的工作情況與電阻負(fù)載時不同，電阻負(fù)載時ud波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分，而阻感負(fù)載時，由于電感L的作用，ud波形會出現(xiàn)負(fù)的部分。圖2-4給出了=90度時的波形。若電感L值足夠大，ud中正負(fù)面積將基本相等，ud平均值近似為零。這說明，帶阻感負(fù)載時，三相橋式全控整流電路的角移相范圍為90度。圖2-4 觸發(fā)角為90時的波形圖2.2 參數(shù)計算2.2.1 整流變壓器的選擇由系統(tǒng)要求可知，整流變壓器一、二次線電壓分別為380V和220V，由變壓器為接法可知變壓器二次側(cè)相電壓為： （公式1） 變比為： （公式2變壓器一次和二次側(cè)的相

17、電流計算公式為： 公式3 公式4而在三相橋式全控中 公式5 公式6所以變壓器的容量分別如下：變壓器次級容量為： 公式7變壓器初級容量為： 公式8變壓器容量為： 公式9即：變壓器參數(shù)歸納如下：初級繞組三角形接法，；次級繞組星形接法，；容量選擇為9.46989kW。2.2.2 晶閘管的選擇 晶閘管的額定電壓由三相全控橋式整流電路的波形（圖2-4）分析知，晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值 公式10故橋臂的工作電壓幅值為： 公式11 考慮裕量，則額定電壓為： 公式12 晶閘管的額定電流晶閘管電流的有效值為： 公式13考慮裕量，故晶閘管的額定電流為：公式142.2.3 平波電抗器的選擇

18、為了限制輸出電流脈動和保證最小負(fù)載電流時電流連續(xù)，整流器電路中常要串聯(lián)平波電抗器。對于三相橋式全控整流電路帶電動機(jī)負(fù)載系統(tǒng)，有： 公式15其中， （單位為mH）中包括整流變壓器的漏電感、電樞電感和平波電抗器的電感。由題目要求：當(dāng)負(fù)載電流降至20A時電流仍連續(xù)。所以取20A。所以有： 公式163 觸發(fā)電路設(shè)計控制晶閘管的導(dǎo)通時間需要觸發(fā)脈沖，常用的觸發(fā)電路有單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，設(shè)計利用KJ004構(gòu)成的集成觸發(fā)器實現(xiàn)產(chǎn)生同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路。3.1 集成觸發(fā)電路本系統(tǒng)中選擇模擬集成觸發(fā)電路KJ004，KJ004可控硅移相觸發(fā)電路適用于單相、三相全控橋式供電裝置中，作可控硅的雙路脈沖移相觸發(fā)。

19、KJ004器件輸出兩路相差180度的移相脈沖，可以方便地構(gòu)成全控橋式觸發(fā)器線路。KJ004電路具有輸出負(fù)載能力大、移相性能好、正負(fù)半周脈沖相位均衡性好、移相范圍寬、對同步電壓要求低，有脈沖列調(diào)制輸出端等功能與特點(diǎn)。原理圖如下：圖3-1 KJ004的電路原理圖3.2 KJ004的工作原理如圖3-1 KJ004的電路原理圖所示，點(diǎn)劃框內(nèi)為KJ004的集成電路部分，它與分立元件的同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路相似。V1V4等組成同步環(huán)節(jié)，同步電壓uS經(jīng)限流電阻R20加到V1、V2基極。在uS的正半周，V1導(dǎo)通，電流途徑為(+15VR3VD1V1地)；在uS負(fù)半周，V2、V3導(dǎo)通，電流途徑為(+15VR3

20、VD2V3R5R21(15V)。因此，在正、負(fù)半周期間。V4基本上處于截止?fàn)顟B(tài)。只有在同步電壓|uS|0.7V時，V1V3截止，V4從電源十15V經(jīng)R3、R4取得基極電流才能導(dǎo)通。電容C1接在V5的基極和集電極之間，組成電容負(fù)反饋的鋸齒波發(fā)生器。在V4導(dǎo)通時，C1經(jīng)V4、VD3迅速放電。當(dāng)V4截止時，電流經(jīng)(+15VR6C1R22RP1(15V)對C1充電，形成線性增長的鋸齒波，鋸齒波的斜率取決于流過R22、RP1的充電電流和電容C1的大小。根據(jù)V4導(dǎo)通的情況可知，在同步電壓正、負(fù)半周均有相同的鋸齒波產(chǎn)生，并且兩者有固定的相位關(guān)系。V6及外接元件組成移相環(huán)節(jié)。鋸齒波電壓uC5、偏移電壓Ub、移

21、相控制電壓UC分別經(jīng)R24、R23、R26在V6基極上疊加。當(dāng)ube6+0.7V時，V6導(dǎo)通。設(shè)uC5、Ub為定值，改變UC，則改變了V6導(dǎo)通的時刻，從而調(diào)節(jié)脈沖的相位。V7等組成了脈沖形成環(huán)節(jié)。V7經(jīng)電阻R25獲得基極電流而導(dǎo)通，電容C2由電源+15V經(jīng)電阻R7、VD5、V7基射結(jié)充電。當(dāng) V6由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時，C2所充電壓通過 V6成為 V7基極反向偏壓，使V7截止。此后C2經(jīng) （+15VR25V6地）放電并反向充電，當(dāng)其充電電壓uc2+1.4V時，V7又恢復(fù)導(dǎo)通。這樣，在V7集電極就得到固定寬度的移相脈沖，其寬度由充電時間常數(shù)R25和C2決定。V8、V12為脈沖分選環(huán)節(jié)。在同步電壓一個周

22、期內(nèi)，V7集電極輸出兩個相位差為180的脈沖。脈沖分選通過同步電壓的正負(fù)半周進(jìn)行。如在us正半周V1導(dǎo)通，V8截止，V12導(dǎo)通，V12把來自V7的正脈沖箝位在零電位。同時，V7正脈沖又通過二極管VD7，經(jīng)V9V11放大后輸出脈沖。在同步電壓負(fù)半周，情況剛好相反，V8導(dǎo)通，V12截止，V7正脈沖經(jīng) V13V15放大后輸出負(fù)相脈沖。說明：1) KJ004中穩(wěn)壓管VS6VS9可提高V8、V9、V12、V13的門限電壓，從而提高了電路的抗干擾能力。二極管VD1、VD2、VD6VD8為隔離二極管。2) 采用KJ004元件組裝的六脈沖觸發(fā)電路，二極管VD1VD12組成六個或門形成六路脈沖，并由三極管V1V

23、6進(jìn)行脈沖功率放大。3) 由于 V8、V12的脈沖分選作用，使得同步電壓在一周內(nèi)有兩個相位上相差 的脈沖產(chǎn)生，這樣，要獲得三相全控橋式整流電路脈沖，需要六個與主電路同相的同步電壓。因此主變壓器接成D，yn11及同步變壓器也接成D，yn11情況下，集成觸發(fā)電路的同步電壓uSa、uSb、uSc分別與同步變壓器的uSA、uSB、uSC相接 RP1RP3為鋸齒波斜率電位器，RP4RP6為同步相位3.3 集成觸發(fā)器電路圖三相橋式全控觸發(fā)電路由3個KJ004集成塊和1個KJ041集成塊（KJ041內(nèi)部是由12個二極管構(gòu)成的6個或門）及部分分立元件構(gòu)成，可形成六路雙脈沖，再由六個晶體管進(jìn)行脈沖放大即可，分別

24、連到VT1，VT2，VT3，VT4，VT5，VT6的門極。6路雙脈沖模擬集成觸發(fā)電路圖如圖3-2所示：圖3-2 集成觸發(fā)電路圖4 保護(hù)電路的設(shè)計為了保護(hù)設(shè)備安全，必須設(shè)置保護(hù)電路。保護(hù)電路包括過電流與過電流保護(hù)，大致可以分為兩種情況：一種是在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b保護(hù)器件，例如R-C阻容吸收回路、限流電感、快速熔斷器等；另一種則是采用電子保護(hù)電路，檢測設(shè)備的輸出電壓或輸入電流，當(dāng)輸出電壓或輸入電流超過允許值時，借助整流觸發(fā)控制系統(tǒng)使整流橋短時內(nèi)工作于有源逆變工作狀態(tài)，從而抑制過電壓或過電流的數(shù)值。本例中設(shè)計的三相橋式全控整流電路為大功率裝置，故考慮第一種保護(hù)方案，分別對晶閘管、交流側(cè)、直流側(cè)進(jìn)行保護(hù)設(shè)

25、電路的設(shè)計。4.1 晶閘管的保護(hù)電路 晶閘管的過電流保護(hù)：過電流可分為過載和短路兩種情況，可采用多種保護(hù)措施。對于晶閘管初開通時引起的較大的di/dt，可在晶閘管的陽極回路串聯(lián)入電感進(jìn)行抑制；對于整流橋內(nèi)部原因引起的過流以及逆變器負(fù)載回路接地時可以采用接入快速熔短器進(jìn)行保護(hù)。如圖4-1所示：圖4-1串聯(lián)電感及熔斷器抑制回路 晶閘管的過電壓保護(hù)：晶閘管的過電壓保護(hù)主要考慮換相過電壓抑制。晶閘管元件在反向阻斷能力恢復(fù)前，將在反向電壓作用下流過相當(dāng)大的反向恢復(fù)電流。當(dāng)阻斷能力恢復(fù)時，因反向恢復(fù)電流很快截止，通過恢復(fù)電流的電感會因高電流變化率產(chǎn)生過電壓，即換相過電壓。為使元件免受換相過電壓的危害，一般

26、在元件的兩端并聯(lián)RC電路。如圖4-2所示：圖4-2并聯(lián)RC電路阻容吸收回路4.2 交流側(cè)保護(hù)電路晶閘管設(shè)備在運(yùn)行過程中會受到由交流供電電網(wǎng)進(jìn)入的操作過電壓和雷擊過電壓的侵襲，同時設(shè)備自身運(yùn)行中以及非正常運(yùn)行中也有過電壓出現(xiàn)，所以要進(jìn)行過電壓保護(hù)，可采用如圖4-3所示的反向阻斷式過電壓抑制RC保護(hù)電路。整流電路正常工作時，保護(hù)三相橋式整流器輸出端電壓為變壓器次級電壓的峰值，輸出電流很小，從而減小了保護(hù)元件的發(fā)熱。過電壓出現(xiàn)時，該整流橋用于提供吸收過電壓能量的通路，電容將吸取過電壓能量轉(zhuǎn)換為電場能量；過電壓消失后，電容經(jīng) 、 放電，將儲存的電場能量釋放，逐漸將電壓恢復(fù)到正常值。圖4-3反向阻斷式過

27、電壓抑制RC電路4.3 直流側(cè)阻容保護(hù)電路直流側(cè)也可能發(fā)生過電壓，在圖4-4中，當(dāng)快速熔斷器熔斷或直流快速開關(guān)切斷時，因直流側(cè)電抗器釋放儲能，會在整流器直流輸出端造成過電壓。另外，由于直流側(cè)快速開關(guān)（或熔斷器）切斷負(fù)載電流時，變壓器釋放的儲能也產(chǎn)生過電壓，盡管交流側(cè)保護(hù)裝置能適當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)這種過電壓，仍會通過導(dǎo)通的晶閘管反饋到直流側(cè)來，為此，直流側(cè)也應(yīng)該設(shè)置過電壓保護(hù)，用于抑制過電壓。圖4-4 直流側(cè)阻容保護(hù)5 MATLAB 建模與仿真5.1 MATLAB建模 三相橋式全控整流器的建模、參數(shù)設(shè)置三相橋式全控整流器的建模可以直接調(diào)用通用變換器橋（6-pulse thyristor）仿真模塊。參數(shù)設(shè)定

28、如圖5-1所示：圖5-1 通用橋參數(shù)設(shè)置圖 同步電源與6脈沖觸發(fā)器的封裝同步電源與6脈沖觸發(fā)器模塊包括同步電源和6脈沖觸發(fā)器兩個部分，6脈沖觸發(fā)器需要三相線電壓同步，所以同步電源的任務(wù)是將三相交流電源的相電壓轉(zhuǎn)換成線電壓。具體步驟如下： 建立一個新的模型窗口，命名為TBCF； 打開相應(yīng)的模塊組，復(fù)制5個int1（系統(tǒng)輸入端口）、一個out1（系統(tǒng)輸出端口、3個voltage Measurement（電壓測量模塊）、1個6-Pulse Generator（脈沖觸發(fā)器）。按圖5-2連線。圖5-2 觸發(fā)器模塊連接圖 進(jìn)行封裝，封裝圖如圖5-3所示。圖5-3 封裝圖 三相橋式全控整流電路的建模、參數(shù)設(shè)

29、置建立一個新的模型窗口，命名為ban2。將三相橋式全控整流器和同步6脈沖觸發(fā)器子系統(tǒng)復(fù)制到ban2模型窗口中。通過合適的連接，最后連接成如圖5-4所示的命名為修改版的三相橋式全控整流器電路仿真模型。相關(guān)參數(shù)說明：交流電壓源Ua、Ub、Uc等于U2為179.6V，頻率為50Hz，Ua相序為0度，Ub相序為-120度，Uc相序為-240度。RC中的參數(shù)為：R為1歐，L為0H，C為（1e-6）F。RL中的參數(shù)為：R的參數(shù)為0.721歐，L（平波電抗器）的參數(shù)為4.4mH。DC的參數(shù)為-220V可設(shè)為任意值。圖5-4 三相橋式全控整流電路仿真圖5.2 MATLAB 仿真打開仿真參數(shù)窗口，選擇ode12

30、3tb算法，將相對誤差設(shè)置1e-3，仿真開始時間設(shè)置為0，停止時間設(shè)置為0.04秒。在下面的仿真圖中Ud、Id為負(fù)載電壓（V）和負(fù)載電流（A）。1 觸發(fā)角為0度是的波形圖5-5 觸發(fā)角為0度時ud、id的波形圖 觸發(fā)角為30度時的波形圖5-6 觸發(fā)角為30度時ud、id的波形圖2 觸發(fā)角為90度時的波形圖5-7 觸發(fā)角為90度時ud、id的波形圖5.3 仿真結(jié)構(gòu)分析由仿真出的觸發(fā)角分別為0度、30度和90度的Ud、Id波形圖和圖2-2、圖2-3、圖2-4比較可知，三相橋式全控整流電路接反電動勢負(fù)載時，在負(fù)載電感足夠大以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感負(fù)載時相似，電路中各處電壓、電流波

31、形均相同、僅在計算Id時有所不同，接反電動勢阻感負(fù)載時的Id為： 公式17 結(jié)論通過仿真和分析，可知三相橋式全控整流電路的輸出電壓受控制角和負(fù)載特性的影響，文中應(yīng)用Matlab的可視化仿真工具simulink對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)一步驗證了仿真結(jié)果的正確性。采用MatlabSimulink對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算過程，得到了一種直觀、快捷分析整流電路的新方法。應(yīng)用MatlabSimulink進(jìn)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

32、結(jié)果隨參數(shù)的變化情況。應(yīng)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較好的基礎(chǔ)，是一種值得進(jìn)一步應(yīng)用推廣的功能強(qiáng)大的仿真軟件，同進(jìn)也是電力電子技術(shù)實驗較好輔助工具。從本文上述系統(tǒng)仿真結(jié)果波形可以看出，利用 SIMULINK對系統(tǒng)建模及仿真的結(jié)果(波形)具有真實性和極高的可信度。利用該方法還能對非常復(fù)雜的電路、電力電子變流系統(tǒng)、電力拖動自動控制系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真。 系統(tǒng)的建模和實際系統(tǒng)的設(shè)計過程非常的相似，用戶不用進(jìn)行編程，也無需推導(dǎo)電路、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，就可以很快得到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。通過對仿真結(jié)果分析就可以將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)

33、或?qū)?有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改使系統(tǒng)達(dá)到要求的結(jié)果和性能，這樣就大大加快了系統(tǒng)的分析或設(shè)計過程 。本文還反映出利用Matlab提供的電力系統(tǒng)工具箱，可以方便、快捷地對所研究的電力電子電路進(jìn)行各種暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)仿真。這對于電路工作狀態(tài)分析和電路設(shè)計指導(dǎo)都有很大幫助,尤其是Simulink在復(fù)雜的具有各種控制策略的電力電子系統(tǒng)方面有很大潛力。仿真結(jié)果的可靠性主要取決于系統(tǒng)Matlab模型的正確程度 ,但Simulink不能直接解決具有不同電路初始狀態(tài)的仿真問題。隨著仿真技術(shù)在電力科學(xué)研究中的普及和發(fā)展,使用基于圖形界面仿真建模方式的仿真軟件Matlab適用范圍極廣,幾乎可用于所有工程領(lǐng)域的仿真。參考文獻(xiàn)1 潘湘高. 基于MATLAB的電力電子電路建模仿真方法的研究. 計算機(jī)仿真，第20卷 第5期.2 薛定宇，陳陽泉.基于MATLABSimulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2002.3 洪乃剛.電力電子和電力拖動控制