三相半波可控整流電路仿真實(shí)現(xiàn)

1、三相半波可控整流電路仿真實(shí)現(xiàn)姓名：學(xué)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：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(gè)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(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(shí)，三個(gè)二極管對應(yīng)的相電壓中哪 一個(gè)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)

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

3、管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻，將其作為計(jì)算各晶閘管觸發(fā)角a的起點(diǎn)，即a=0,要改變觸發(fā)角只能是在此基礎(chǔ)上增大，即沿時(shí)間坐標(biāo)軸向右移。若 在自然換相點(diǎn)處觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管導(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(diǎn)是變壓器二次電壓u2的過零點(diǎn)。負(fù)載電壓： 整流電壓平均值的計(jì)算分兩種情況:1)aw30。時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有3ksin心以(血)=22月=cosa當(dāng)a=0時(shí)，ud最大，為ud二udo=l17u22)a30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有ud =v忑5 sinql + cm彳 +a) = 0.675j72l +

4、cos( + a)負(fù)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(shí)現(xiàn)及結(jié)果分析基于pscad/mtdc仿真軟件對三相半波可控整流電路進(jìn)行仿真，主電路結(jié)構(gòu)如下圖2肪示, 控制電路如圖3所示，仿真結(jié)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(yīng) ， |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(xiàn)代微機(jī) 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(shí)時(shí)數(shù)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(gòu)成：文件管理系統(tǒng)當(dāng)用戶涉及pscad時(shí)所遇到的第一個(gè)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(jié)構(gòu)來表示用戶進(jìn)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(jìn)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(gè) 數(shù)據(jù)庫。從文件管理軟件模塊可以直接進(jìn)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(dāng)菜單可調(diào)用pscad的其它軟件模塊，很多情況下將所有的軟件模塊同時(shí)激活，有些模塊的圖像可能暫時(shí)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(jìn)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(zhǔn)備必需的文件。電力系統(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(shí)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?yàn)楫嫴疾糠挚煞譃楹芏鄬哟尾⒖稍谄聊簧蠞L動(dòng)顯zjo當(dāng)用戶完成了模型構(gòu)筑時(shí)，可以通過基于ps格式的激光打印機(jī)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(shù)據(jù)的計(jì)算過程是相當(dāng)復(fù)雜的。為了確 定變換矩陣、模式傳輸時(shí)間和波阻抗，需要進(jìn)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(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-l1ne和cable模塊所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以直接輸入到pscad的建模(draft)模塊中。運(yùn)行(runtime)模塊運(yùn)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(yùn)行em

9、tdc和rtds提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(dòng)或停止一個(gè)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 算題的即時(shí)反饋。使用者所激發(fā)的動(dòng)態(tài)過程，如整定值改動(dòng)、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(jìn)行。單曲線繪圖0jnflot)和多曲線繪圖(multiplot)模塊emtdc和rtds所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的分析和繪圖是通過單曲線繪圖模塊進(jìn)行的。 可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)尺整定和通用格式整定。 對于繪圖用的數(shù)據(jù)可直接進(jìn)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(dòng)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(bào)告應(yīng)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(biāo)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(jìn)行調(diào)用。用 戶可以通過調(diào)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(jié)構(gòu)。emtdc的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(shí)時(shí)數(shù)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?shí)際的直流控制系統(tǒng)與這種模擬器 互聯(lián)以便進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試前的模擬試驗(yàn)或者幫助工程師們熟悉新的控制概念。rtds和pscad的結(jié)合還用于實(shí)際繼電器的閉環(huán)試驗(yàn)。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(dòng)作。聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由于pscad嚴(yán)格遵守工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如unix、以態(tài)網(wǎng)、ps圖形方式和x窗口標(biāo) 準(zhǔn)，確保這一軟件能在不同的微機(jī)工作站上運(yùn)行。借助局部網(wǎng)技術(shù)使得用戶可進(jìn)入 一個(gè)通用的數(shù)據(jù)庫。一位用戶進(jìn)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(dāng)?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(jì)算機(jī)資源。pscad設(shè)計(jì)中采 用專門的技巧，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(jì)算，而用戶工作站可以用來準(zhǔn)備新的模擬算題或進(jìn)行實(shí)際模擬的結(jié) 果監(jiān)視。從pscad還可以直接享用諸如打印機(jī)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