MATLAB課程設計-單相橋式全控整流電路的MATLAB設計(共9頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上學 號 控制系統(tǒng)仿真 單相橋式全控整流電路（電阻性負載）在MATLAB中的仿真真（在MATLAB軟件中的仿真應用 學 生 姓 名 班 級 成 績 控制與機械工程學院2015年 6 月 19 日緒論Matlab以矩陣運算為基礎,把計算可視化程序設計融合到了一個交互的工作環(huán)境中,可實現工程計算、算法研究、建模和仿真、數據分析及可視化、科學和工程繪圖、應用程序開發(fā)等功能.Simulink是Mat2lab所提供的用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、 仿真和分析的集成環(huán)境,是結合了框圖界面和交互仿真能力的非線性動態(tài)系統(tǒng)仿真工具.Matlab5.3與以前的MATLAB版本的最大區(qū)別就是增加了

2、電力系統(tǒng)模塊庫(PowerSystemBlockset),能快速而準確地對電路及電力系統(tǒng)進行仿真。1990年MathWorks軟件公司為Matlab提供了新的控制系統(tǒng)模型圖形輸入與仿真工具Simulink.作為對Matlab語言運算環(huán)境的擴展,在保持Matlab的一般性能基礎上,Simulink又增加了許多功能.它與Matlab及其工具箱結合使用,可以完全對連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)、連續(xù)和離散混合系統(tǒng)的動態(tài)性能進行仿真與分析. Simulink與傳統(tǒng)的仿真軟件包用微分方程和差分方程建模相比,具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點.Simulink提供了8個子模型庫:Continuous(持續(xù)環(huán)節(jié))、Discr

3、ete(離散系統(tǒng))、Function&Tables(函數及圖表)、Math(數學計算)、Nonlinear(非線形環(huán)節(jié))、Signals&System(信號及系統(tǒng))、Sink(輸出方式)、Source(輸入源).在以上每個子模型庫中還包含有相應的功能模塊,如Source子模塊中包含有SineWave(正弦波)、PulseGenerator(脈沖信號)、Step(階躍信號)等,Sink子模塊中包含有scope(示波器)、To Workspace(傳送到工作空間)、 XYGraph(X-Y圖表)等. Simulink提供了動態(tài)系統(tǒng)建模、分析和仿真的交互環(huán)境,能夠實現交互建模、交互仿

4、真,并允許用戶 擴展仿真環(huán)境等功能.Simulink的專用模型庫(Blocksets)提供了一些專用元件集,使得Simulink的功能進一步擴展。專心-專注-專業(yè)一、單相橋式全控整流電路（電阻性負載）工作原理。單相橋式全控整流電路（電阻性負載）如圖1所示，電路由交流電源、整流變壓器、晶閘管、負載以及觸發(fā)電路組成。我所要分析的問題是為不同值時，輸出電壓及電流的波形變化。圖1其工作原理如下：（1）在u2正半波的（）區(qū)間，晶閘管VT1、VT4承受正向電壓，但無觸發(fā)脈沖，晶閘管VT2、VT3承受反向電壓。因此在0區(qū)間，4個晶閘管都不導通。假如4個晶閘管的漏電阻相等，則Ut1.4= Ut2.3=1/2u

5、2。（2）在u2正半波的（）區(qū)間，在時刻，觸發(fā)晶閘管VT1、VT4使其導通。（3）在u2負半波的（）區(qū)間，在區(qū)間，晶閘管VT2、VT3承受正向電壓，因無觸發(fā)脈沖而處于關斷狀態(tài)，晶閘管VT1、VT4承受反向電壓也不導通。（4）在u2負半波的（）區(qū)間，在時刻，觸發(fā)晶閘管VT2、VT3使其元件導通，負載電流沿bVT3RVT2T的二次繞組b流通，電源電壓沿正半周期的方向施加到負載電阻上，負載上有輸出電壓（ud=-u2）和電流，且波形相位相同。二、建立仿真模型及仿真實現1.參數設置l 在MATLAB工具箱的Electrical模塊庫中選取:AC Voltage source(交流電壓源)模塊，對其參數進

6、行設置。如圖2所示。圖2l 在MATLAB工具箱Power Electronics中選取:Thyristor(晶閘管)模塊，對其參數進行設置。如圖3所示。圖3l 在MATLAB工具箱Sources庫中選取Pulse Generator(脈沖發(fā)生器)模塊，對其參數進行設置。如圖4所示。通過改變Phase delay(相位延遲)改變控制角的不同。計算方法：例如：取=30°時，對應時間為t=0.02*30/360=0.02/12s，脈沖寬度用脈沖周期的百分比表示，取10%即可。圖4l 在MATLAB工具箱Elements模塊庫中選取Series RLC Branch(串聯(lián)RLC支路)模塊，

7、對其參數進行設置。串聯(lián)RLC支路為純電阻電路，即為單相橋式全控整流電路的電阻性負載情況，將電阻設置為2，如圖5所示。圖5l 在MATLAB工具箱Sinks模塊庫中選取Scope(示波器)模塊。l 在MATLAB工具箱中Measurements模塊庫中選取Current Measurement(電流測量)模塊，改名為I,其參數設置為默認值。l 在MATLAB工具箱中Measurements模塊庫中選取Voltage Measurement(電壓測量)模塊，改名為U,其參數設置為默認值。l 在MATLAB工具箱Sinks模塊庫中選取Demux(解復用)模塊。2設計電路圖將各元件按照原理圖連線即可得

8、到電路圖模型。如下圖圖7所示。圖7在觸發(fā)脈沖為0º，30º，60º，90º，120º和180º下，示波器依次顯示了Ug(觸發(fā)信號)Uab(電源電壓)Uvt(晶閘管電壓)Ivt(晶閘管電流)Id(負載電流)Ud(負載電壓)波形圖。 =0º時，波形圖如圖8所示。圖8=30º時，波形圖如圖9所示。圖9=60º時，波形圖如圖10所示。圖10=90º時，波形圖如圖11所示。圖11=120º時，波形圖如圖12所示。圖12=180º時，波形圖如圖13所示。圖13三、仿真結果分析及總結1、仿真結果分析從上面的仿真結果可以看出，仿真的結果與理論分析的結果基本一致：第一，帶電阻負載時，電源電壓過零時，晶閘管自然關斷 。第二，帶電阻負載時，負載電阻電壓與電流波形相同，成線性關系。2、總結單相橋式全控整流電路（電阻性負載）是典型單相橋式全