电力电子仿真实验报告 (2)

基于Matlab/Simulink的电力 变换电路仿真 学生姓名： 学    号： 专业班级： 指导教师： 2008年6月20日 目录 第3章 整流电路的仿真·····················································································19 3.1 单相整流电路的仿真··········································································19 3.1.1 单相半波可控整流电路······························································19 3.1.2 单相桥式可控整流电路······························································21 3.2 三相整流电路的仿真··········································································23 3.2.1 三相半波可控整流电路······························································24 3.2.2 三相桥式全控整流电路······························································26 第4章 直流斩波电路的仿真············································································31 4.1降压斩波电路·······················································································31 4.2升压斩波电路·······················································································34 第5章 三相交流调压器的仿真········································································37 5.1 三相交流调压器仿真基础··································································37 5.2 无中线星型联结调压器······································································39 5.3 支路控制三角形联结调压器······························································40 第6章 结论·········································································································42 致谢······················································································································43 参考文献··············································································································44 第3章  整流电路的仿真 整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电，电路形式多种多样，本章主要对单相和三相整流电路进行模拟方针，并对其波形进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 [4]。 3.1 单相整流电路的仿真    3.1.1 单相半波可控整流电路 单相桥式半控整流电路原理图（图3-1） 所示，电路由交流电源 、整流变压器T、晶 闸管VT、负载电阻R以及触发电路组成。在 变压器二次侧电压 的正半周触发晶闸管VT， 则在负载上可以得到方向不变的直流电，改变      图3-1 原理图 晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小，该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型，设置模型参数和观测仿真结果等几个主要阶段，叙述如下： 1. 建立仿真模型 （1）首先建立一个仿真的新文件，命名为sanquan。 （2）提取电路与器件模块，组成上述电路的主要元件有交流电源，晶闸管、RLC负载等。 表3-1 元器件名称及路径 元器件名称 提取元器件路径 交流电源AC Power system blockset/electrical sources /Acvoltage source 晶闸管T Power system blockset/power electronics/thyristor RLC串联电路 Power system blockset/elements/series RLC branch 脉冲发生器 Simulink/source/pulse generator 中性节点 Power system blockset/connectors/neutral     （3）将器件建立系统模型图如下 图3-2 单相半波可控整流电路模型 2. 仿真参数的设置 电源电压为220V(有效值)、频率50Hz，晶闸管参数为默认值；选择仿真终止时间为0.08s，采用变步长算法ode23tb(stiff／TR．BDF2)。负载可以根据需要设成纯电阻、纯电感、阻感等，此例中为电阻负载R=10Ω。α=30° 3. 仿真结果及波形分析 图3-3 晶闸管的电流（VTi）和电压（VTu） 图3-3反映了通过晶闸管的电流及其电压，VT导通时，相当于短路其两端电压为零，有电流通过，VT关断时，电流为零，所受电压最大值为电源电压峰值。VT的a 移相范围为180。 图3-4 输出电压、电流和平均值波形 由上图3-4波形可以看出电阻负载时：该电压和电流都是脉动的直流，反映了电源的交流电经过整流后成为了直流电，实现了整流。因为是电阻负载整流后，电压与电流成正比，两者波形相同。电压的幅值 =311V,电流的幅值 =31.1A，与计算结果 = /R相同。 其输出直流电压： 与仿真输出直流电压值相同。 如果要观察在其他控制角下，整流器的工作情况，只需修改脉冲触发器的延迟时间，重新启动仿真即可。 3.1.2 单相桥式可控整流电路 单相桥式全控整流电路带电阻感负载时的原理接线图如图3-5所示。 工作原理： VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半 周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当            U2过零时关断。 VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2负 半周承受电压-u2，得到触发脉冲即导通，            图3-5 原理图 当u2过零时关断。 1．根据原理图利用SIMULINK中电力电子模块库建立相应的仿真模型如图3-6所示。 图3-6 单相桥式全控整流电路模型 2.其参数设置为 =220V(有效值)，R=10Ω, L=0.02H,晶闸管参数为默认值。 3.启动仿真 选择仿真终止时间为0.06s，采用变步长算法ode23tb(stiff／TR．BDF2)， =30°。其波形如图3-7所示。 图3-7 输出电压、电流和电压平均值波形 从波形图3-7可知，电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变，电感对负载电流起平波作用。U2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流Id，并不关断。至wt= +a时刻，给VT2和VT3加触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。VT2和VT3导通后，u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使其关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT1和VT3上，此过程称为换相，亦称换流。至下一周期重复上述过程，如此循环下去，实现整流。其输出直流电压值由下可得: 与仿真结果相同。a移相范围为90。因此改变晶闸管触发角度则可观察不同触发角下到各种波形。 3.2 三相可控整流电路的仿真 当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。其交流侧由三相电源供电。三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。 本节主要对三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路进行仿真分析。 3.2.1 三相半波可控整流电路 三相半波可控整流电路原 理图如图3-8所示。 三个晶闸管分别接入a、b、 c三相电源，其阴极连接在一 起—共阴极接法。                          图3-8 原理图 根据原理图利用SIMULINK中电力电子模块库建立相应的仿真模型如图所示。 图3-9 三相半波可控整流电路模型 其参数设置为三相交流电源为220V(有效值)相位互差120°，R=10Ω,L=0.03H；晶闸管参数为默认值；选择仿真终止时间为0.06s，采用变步长算法ode23tb(stiff／TR．BDF2)，α=60°。 启动仿真，其波形如下 图3-10 输出电压、电流及电压平均值波形 从上图波形可以看出此电路特点：阻感负载，L值很大，id波形基本平直。 时：整流电压波形与电阻负载时相同。 时（如a=60时的波形如图3-10所示）。 当u2过零时，由于电感的存在，阻止电流下降，因而VT1继续导通，直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来，才发生换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断。这种情况下ud波形中出现负的部分，若a增大，ud波形中负的部分将增多，至a=90°时，u波形中正负而积相等，ud的平均值为零。可见阻感负载时a的移相范围为90°。 可得本例中输出直流电压为： 与仿真结果相符合。 3.2.2 三相桥式全控整流电路 三相桥式全控整流电路主回路