完整word版整流電路MATLAB仿真實驗

1、整流電路仿真實驗實驗一：單相橋式全控整流電路的MATLAB仿真實驗內(nèi)容掌握單相橋式全控整流電路的工作原理； 熟悉仿真電路的接線、器件及其參 數(shù)設(shè)置；明確對觸發(fā)脈沖的要求；觀察在電阻負載、阻感負載和反電動勢阻感負 載情況下，控制角 取不同值時電路的輸出電壓和電流的波形。實驗原理1. 電阻性負載工作原理在單相橋式全控整流電路中，閘管VT1和VT4組成一對橋臂，VT2和VT3 組成另一對橋臂。 在U2正半周（即a點電位高于b點電位），若4個晶閘管均 不導(dǎo)通，id=O, ud=O, VTi、VT4串聯(lián)承受電壓u2。在觸發(fā)角 處給VTi和VT4 加觸發(fā)脈沖，VTi和VT4即導(dǎo)通，電流從電源a端經(jīng)VT1、

2、R、VT4流回電源b 端。當(dāng)U2過零時，流經(jīng)晶閘管的電流也降到零， VT1和VT4關(guān)斷。在U2負半周，仍在觸發(fā)角 處觸發(fā)VT2和VT3導(dǎo)通，電流從電源b端流出， 經(jīng)VT3、R、VT2流回電源a端。到u2過零時，電流又降為零，VT2和VT3關(guān)斷。 整流電路圖如圖1-1所示。2. 阻感性負載工作原理電路如圖1-2所示，在U2正半周期觸發(fā)角 處給晶閘管VT1和VT4加觸發(fā) 脈沖使其開通，Ud=U2。負載電感很大，id不能突變且波形近似為一條水平線。U2 過零變負時，由于電感的作用晶閘管 VT1和VT4中仍流過電流id,并不關(guān)斷。t= + 時刻，觸發(fā)VT2和VT3導(dǎo)通，U2通過VT2和VT3分別向VT

3、1和 VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT 2和VT3 上，此過程稱為換相，亦稱換流。圖1-2單相橋式全控整流電路帶阻感負載時的電路3.反電動勢阻感負載工作原理當(dāng)負載為蓄電池、直流電動機的電樞等時，負載可看成一個直流電壓源， 對于整流電路，它們就是反電動勢負載。|U2|E時，才有晶閘管承受正電壓，有 導(dǎo)通的可能。晶閘管導(dǎo)通之后，Ud=U2，id=(Ud -E)/R，直至|U2|=E，id即降至0使 得晶閘管關(guān)斷，此后Ud=E。與電阻負載時相比，晶閘管提前了電角度停止導(dǎo)電，稱為停止導(dǎo)電角。當(dāng) 時，觸發(fā)脈沖到來時，晶閘管承受負電壓，不可能導(dǎo)通。整流電路圖如圖1

4、-3所示。#+1)e圖1-3單相橋式全控整流電路帶反電動勢阻感負載時的電路實驗步驟1.搭建實驗電路圖根據(jù)實驗原理圖，在 MATLAB/SIMULINK 軟件中，電力電子模塊庫建立相應(yīng)的仿真模型，如圖1-4、圖1-5、圖1-6所示。1）電阻性負載電路/ft+iPigu 句 刁ZT131圖1-4單相橋式全控整流電路帶電阻負載時的仿真模型3tri-血vd*2）阻感性負載電路圖1-6單相橋式全控整流電路帶反電動勢阻感負載時的仿真模型5pCbdrm*-VTlAC TO叫cjnrt?I 115Ttp- wlsgi.、*lTiy*rti cjimcjauthbli-iUDL1V1peavd圖1-5單相橋式全

5、控整流電路帶阻感負載時的仿真模型3）反電動勢阻感負載電路AC mavPS；出 tag吝/dcrtinu DMDs-imKEl卜:乘吟LAk一.圖1-17單相橋式全控整流電路反電動勢阻感負載時a=120的波形實驗二：三相半波可控整流電路的MATLAB仿真實驗內(nèi)容掌握三相半波可控整流電路的工作原理；熟悉仿真電路的接線、器件及其參數(shù)設(shè)置；明確對觸發(fā)脈沖的要求；觀察在電阻負載和阻感負載情況下， 控制角取不同值時電路的輸出電壓、電流以及晶閘管的電流電壓波形。實驗原理1.電阻性負載工作原理三相半波可控整流電路如圖2-1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次諧波流入電網(wǎng)。

6、三個晶閘管按共陰極接法 連接,這種接法觸發(fā)電路有公共端，連線方便。圖2-1三相半波可控整流電路電阻負載時的電路VT,假設(shè)將晶閘管換作二極管，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t1 t2期間，a相電壓最高，VD1導(dǎo)通，Ud=Ua；在t2 t3期間，b相電壓最高，VD2導(dǎo)通，Ud=Ub； 在t3t4期間，C相電壓最高，VD3導(dǎo)通，Ud=Uc。此后，在下一周期相當(dāng)于 t1的位置即t4時刻，VD1又導(dǎo)通，重復(fù)前一周期的工作情況。一周期中VD1、 VD2、VD3輪流導(dǎo)通，

7、每管各導(dǎo)通120，ud波形為三個相電壓在正半周期的包絡(luò) 線。2.阻感性負載工作原理若負載為阻感負載，且L值很大，電路如圖2-2所示。整流電流id的波形 基本是平直的，流過晶閘管的電流接近矩形波。因為兩種負載情況下，負載電30時，當(dāng)U2過零時，由于電感的存在， 導(dǎo)通，直到下一相晶閘管 VT2的觸發(fā)脈沖到來， 載供電，同時向VT1施加反壓使其關(guān)斷。若至=90時,ud波形中正負面積相等,ud的平均值為零。OOT 期vrVT1 L圖2-2三相半波可控整流電路阻感負載時的電路實驗步驟1.搭建實驗電路圖根據(jù)實驗原理圖，在 MATLAB/SIMULIN軟件中，電力電子模塊 庫建立相應(yīng)的仿真模型如圖2-3、圖

8、2-4所示。1）電阻性負載電路圖21圖2-3三相半波可控整流電路帶電阻負載時的仿真模型2）阻感性負載電路圖圖2-4三相半波可控整流電路帶阻感負載時的仿真模型2. 參數(shù)設(shè)置交流電源 U2:峰值(peak amplitude, V) = 100頻率(Frequency, HZ = 50A (Phase ,deg)=0B (Phase ,deg)=-120C (Phase ,deg) =120 脈沖發(fā)生器：振幅( Amplitude) =1.1周期(Period, s)= 0.02脈沖寬度( pulse width, % of period)1(ug1)：滯后相位(Phase delay, S =2

9、(ug2)：滯后相位(phase delay, S =3(ug3):滯后相位(phase delay, s =(a +30 /360 )0.02(a +150 /360 ).02a +270)/360 )0.02晶閘管 VT1、 VT2、 VT3 ：內(nèi)部電阻( Resistance Ron ， Ohms) 電感經(jīng)度( Inductance Lon ， H)=0 正向電壓( Forward voltage Vf ， V) 阻尼器電阻( Snubber resistance Rs， 吸收電容( Snubber capacitance Cs， 負載中的RLC串連之路R:電阻值(resistance,

10、ohms =10=0.001=0.8Ohms) =500F)=250e-9L：電感量(inductance,H) =10e-33. 波形調(diào)試在a=0? 30? 60?、90?寸記錄示波器給出的波形，將不同控制角時得到的 Id、UVT1、IVT1 與理論波形相比較，進行分析。U2、Ud、2)a60。時仿真波形四、仿真結(jié)果1.電阻性負載1)獰0 寸仿真波形1IP/ -y、111、- 八7.2 、J . X/TV.叫JV .V： . V.V .V30rI J圖2-5三相半波可控整流電路電阻負載時貳0的波形293)八7尸* / .-學(xué)比:Vh=1A10|I lljfl圖2-6三相半波可控整流電路電阻負載時cf60的波形1 | “4CK0=90。時仿真波形VJQ1/ VZZUK8IR圖2-7三相半波可控整流電路電阻負載時a=90的波形當(dāng)控制角a為零時輸出電壓最大，隨著控制角增大，整流輸出電壓減小,到0=150時，輸出電壓為零。所以此電路的移相范圍是0150。當(dāng)a30時電壓電流波形間斷，各相晶閘管導(dǎo)通角為150- a2.阻感性負載1