三相全控橋式整流電路仿真實驗

1、三相全控橋式整流電路仿真實驗學(xué)院：交通院專業(yè):交通設(shè)備與控制工程班級：1402姓名：劉喜文學(xué)號：1109140206日期：2017.4.251、 實驗?zāi)康?（1）加深理解三相橋式全控整流及有源逆變電路的工作原理；（2）了解KC系列集成觸發(fā)器的調(diào)整方法和各點的波形。 （3） 了解三相橋式全控整流電路 MATLAB的仿真方法，會設(shè)置各模塊的參數(shù)。（4）掌握SIMULINK模型庫的調(diào)用，構(gòu)成電力電子系統(tǒng)并利用MATLAB對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。二、實驗說明本實驗利用MATLAB軟件對電力電子系統(tǒng)進(jìn)行仿真實驗。我們是現(xiàn)場在實驗室里建立好模型，然后仿真好，截圖。中間只有兩天就要交報告，所以時

2、間上還是非常緊的。MATLAB/SIMULINK/Power System Blockset模型庫中包含了常用的電力電子器件模型和整流、逆變電路模塊以及相應(yīng)的驅(qū)動模塊，使用這些模塊構(gòu)建和編輯電力電子電路并仿真很方便的。MATLAB電力電子器件模型使用的是簡化的宏模型，它只要求器件的外特性與實際器件特性基本相符，而沒有考慮器件內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)，屬于系統(tǒng)級模型。MATLAB的電力電子器件必須連接在電路中使用，也就是要有電流的回路，但是器件的驅(qū)動僅僅是取決于門極信號的有無，沒有電壓型和電流型驅(qū)動的區(qū)別。電力電子器件在使用時一般都并聯(lián)有緩沖電路，因此，在MATLAB中電力電子器件模型中也已經(jīng)并聯(lián)了簡單的

3、RC串聯(lián)緩沖電路，簡單緩沖電路的RC值可以在參數(shù)表中設(shè)置。三、實驗原理三相橋式全控整流電路是應(yīng)用最廣泛的整流電路，完整的三相橋式全控整流電路由整流變壓器、6個橋式連接的晶閘管、負(fù)載、觸發(fā)器和同步環(huán)節(jié)組成（見下圖）。6個晶閘管依次相隔60°觸發(fā)，將交流電整流為直流電。三相橋式整流電路必須采用雙脈沖觸發(fā)或?qū)捗}沖觸發(fā)方式，以保證在每一瞬間都有兩個晶閘管同時導(dǎo)通（上橋臂和下橋臂各一個）。整流變壓器采用三角形/星型聯(lián)結(jié)是為了減少3的整倍數(shù)次諧波電流對電源的影響。三相橋式全控整流原理電路三相橋式整流電路的仿真使用MATLAB模型庫中的三相橋和觸發(fā)器的集成模塊是很方便的。用模型庫中元器件組成的三相

4、橋式整流電路的仿真模型如下圖所示。三相橋式整流電路的仿真模型仿真模型中主要使用的元器件模塊提取路徑見下表，在模型的整流變壓器和整流橋之間接入了一個三相電壓-電流測量單元V-I是為觀測方便。整流器的輸出電壓和電流是通過多路測量器測量負(fù)載的電壓和電流來實現(xiàn)的，當(dāng)然也可以用電壓和電流測量單元直接檢測整流器輸出單元和電流。在整流器工作中保證觸發(fā)脈沖與住電路同步很重要，仿真使用的6脈沖發(fā)生器是在同步電壓過零時作為控制角=0°的位置，因此在整流變壓器采用/Y-11聯(lián)結(jié)時，同步變壓器也可以采用/Y-11聯(lián)結(jié)。在同步信號關(guān)系難以確定時，可以發(fā)揮仿真的特點，將三相同步電壓信號以不同的順序連接到6脈沖發(fā)

5、生器的AB、BC、CA3個同步輸入端，然后運行該模型，觀察整流器輸出電壓波形，如果電壓波形在一周期中6個波頭連續(xù)規(guī)則，則該整流器的同步是正確的。負(fù)載和控制角可以按需要設(shè)定。四、實驗內(nèi)容（1）在三相橋式全控整流電路中，設(shè)電源相電壓為220V，整流變壓器輸出電壓為100V（相電壓），觀察整流器在不同負(fù)載，不同觸發(fā)角時整流器輸出電壓、電流波形，測量其平均值，并觀察整流器交流側(cè)電流波形和分析其主要次諧波。（2）設(shè)置模塊參數(shù) 1）電源參數(shù)設(shè)置：電壓設(shè)置為380V，頻率設(shè)為50Hz。要注意初相角的設(shè)置，a相的電壓源設(shè)為0，b相的電壓源設(shè)為-120，c相的電壓源設(shè)為-240。 2）負(fù)載參

6、數(shù)設(shè)置：電阻負(fù)載：電阻設(shè)為5，電感為0，電容無窮大inf。 阻感負(fù)載：電阻負(fù)載：電阻設(shè)為45，電感為1H，電容無窮大inf。 3）6-脈沖發(fā)生器：頻率 50Hz，脈沖寬度取 10°，選擇雙脈沖觸發(fā)方式。 4） 三相晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置如下圖。五實驗記錄 1.三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載 （1）電阻負(fù)載30°（2） 電阻負(fù)載60°（3） 電阻負(fù)載90°2. 三相橋式全控整流電路阻感負(fù)載 （1） 阻感負(fù)載30°（2） 電阻負(fù)載60°（3） 阻感負(fù)載90°六總結(jié)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結(jié)果隨參數(shù)的變化情況