单相桥式半空整流电路建模与仿真Word文件下载.docx
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假设电路已工作在稳定状态,则在0~α区间由于电感释放能量,晶闸管VT2、VT3维持导通。
b)在u2正半波的ωt=α时刻及以后,在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通,电流沿a→VT1→L→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通,此时负载上有输出电压(ud=u2)和电流。
电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上,使其承受反压而处于关断状态。
2.单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、不带续流二极管)电路建模
单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、不带续流二极管)仿真电路图如图7.1所示:
图7.1单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、不带续流二极管)仿真电路图
3、仿真与分析
波形图分别代表晶体管VT1上的电流和电压、负载(电阻和电感)的电流、交流电源的输出电流、负载(电阻和电感)的电压、晶体管VT2上的电压和电流。
下列波形分别是延迟角α为30°
、60°
、90°
、120°
时的波形变化。
(1)当延迟角α=30°
时,波形图如图7.2所示:
图7.2α=30°
单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、不带续流二极管)
(2)当延迟角α=60°
时,波形图如图7.3所示:
图7.3α=60°
(3)当延迟角α=90°
时,波形图如图7.4所示:
图7.4α=90°
(4)当延迟角α=120°
时,波形图如图7.5所示:
图7.5α=120°
4、小结
单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、不带续流二极管)电路具有自续流能力,但实用中还需要加设续流二极管VD,以避免可能发生的失控现象。
二、单相桥式半波整流电路(带续流二极管)
1、电路结构与工作原理
单相全控桥中,每个导电回路中有2个晶闸管,为了对每个导电回路进行控制,只需1个晶闸管就可以了,另1个晶闸管可以用二极管代替,从而简化整个电路。
再加一个无续流二极管,续流过程由VD完成,晶闸管关断,这样续流期间导电回路中只有一个管压降,有利于降低损耗。
即如图8.0所示:
图8.0单相桥式半控整流(带续流二极管)电路图
(2)工作原理
图8.1单相桥式半控整流(带续流二极管)电路图
接上续流二极管后,当电源电压降到零时,负载电流经续流二极管续流,是桥路直流输出端只有1V左右的压降,迫使晶闸管与二极管串联电路中的电流减小到维持电流以下,使晶闸管关断。
2、建模
(1)用Matlab仿真软件,绘制电路图如图8.2所示:
图8.2单相桥式半波整流电路(带续流二极管)仿真图
(2)参数设置
仿真电路图中,各元件参数设置要有一定的关联性,如同步脉冲发生器和交流电源的频率要一致;
两个同步脉冲发生器的相位延迟相差半个周期。
若要各个二极管电流的变化波形趋向于矩形波,则要把电感的数值改的大一点,如改为0.1。
3、仿真波形分析
下列所示波形图中,波形图分别代表晶体管VT1上的电压与电流、晶体管VT2上的电压与电流、电感加电阻RL上的电压、续流二极管VD上电流、二极管VD4上电流、二极管VD2上电流。
下列波形分别是延迟角α为20°
、80°
、150°
(1)当延迟角α=20°
时,波形图如图8.3所示:
图8.3α=20°
单相桥式半控整流(带续流二极管)波形图
(2)当延迟角α=60°
时,波形图如图8.4所示:
图8.4α=60°
(3)当延迟角α=80°
时,波形图如图8.5所示:
图8.5α=80°
(4)当延迟角α=150°
时,波形图如图8.6所示:
图8.6α=150°
在此试验中,我们可以看出通过改变触发角α的大小,晶体管的电压与电流、续流二极管的电流、两个二极管的电流,负载上的输出电压波形都发生变化,以此来验证书中的波形,通过实验的验证,加深了我们对电力电子技术中单向半波可控整流电路、单相桥式半波整流电路的知识的理解。
三、单相桥式半波整流电路(晶体管串联)
一、电路结构与工作原理
单相桥式半波整流电路(晶体管串联)电路图如图9.0所示:
图9.0单相桥式半波整流电路(晶体管串联)
2.单相桥式半波整流电路(晶体管串联)电路建模
单相桥式半波整流电路(晶体管串联)仿真电路图如图9.1所示:
图9.2单相桥式半波整流电路(晶体管串联)仿真电路图
下列所示波形图中,波形图分别代表晶体管VT1上的电流和电压、负载(电阻和电感)的电压、二极管VD4上的电流、晶体管VT3上的电流。
当延迟角α=20°
时,波形图如图9.3所示:
图9.3α=20°
单相桥式半波整流电路(晶体管串联)波形图
时,波形图如图9.4所示:
图9.4α=60°
(3)当延迟角α=80°
时,波形图如图9.5所示:
图9.5α=80°
时,波形图如图9.6所示:
图9.6α=150°
通过上述波形比较,当延时触发角逐渐增大时,负载电压、晶闸管在导通角的范围下波形变短,整流二极管vd2和vd4上的总电流不变。
单相桥式整流电路接大电感负载时,流过晶闸管元件的平均电流与元件的导通角成正比。
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