三相桥式全控整流电路的仿真课程设计.docx
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三相桥式全控整流电路的仿真课程设计.docx
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三相桥式全控整流电路的仿真课程设计
新能源与动力工程学院
课程设计报告
三相桥式全控整流电路的仿真
专业
电力工程与管理
班级
电力1101
姓名
学号
指导教师
2014年11月
基于Matlab/Simulink的三相桥式
全控整流电路的建模与仿真
摘要在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上,建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型,并对其带电阻负载时的工作情况进行了仿真分析与研究。
通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。
关键词matlab仿真三相桥式全控整流
对于三相对称电源系统而言,单相可控整流电路为不对称负载,可影响电源三相负载的平衡性和系统的对称性。
故在负载容量较大的场合,通常采用三相或多相整流电路。
三相或多相电源可控整流电路是三相电源系统的对称负载,输出整流电压的脉动小、控制响应快,因此被广泛应用于众多工业场合。
1.三相桥式全控整流电路的工作原理
三相桥式全控整流原理电路结构如图所示。
完整的三相桥式整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成。
6个晶闸管以次相隔60度触发,将电源交流电整流为直流电。
三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式,以保证在每一瞬时都有两个晶闸管同时导通(上桥臂和下桥臂各一个)。
整流变压器采用三角形/星形联结是为了减少3的整倍次谐波电流对电源的影响。
元件的有序控制,即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT、VT。
它们可构成电源系统对负载供电的6条整流回路,各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间的线电压。
三相桥式全控整流原理电路
2.基于Simulink三相桥式全控整流电路的建模
三项桥式全控整流电路接线图
●纯电阻R=30Ω,matlab仿真
电阻负载α=15°时的仿真波形及FFTUd,Id分析图
电阻负载α=45°时的仿真波形及FFTUd,Id分析图
电阻负载α=75°时的仿真波形及FFTUd,Id分析图
●电阻感R=30Ω,L=10H,matlab仿真
阻感负载α=15°时的仿真波形及FFTUd,Id分析图
阻感负载α=45°时的仿真波形及FFTUd,Id分析图
阻感负载α=75°时的仿真波形及FFTUd,Id分析图
图4-2整流器输出的电压波形以及电阻负载时整流器输出的电流波形
图4-3整流器输出电压平均值
分析观察到的结果:
将图4-1所示的三相电压波形与4-2所示的整流电压(图上部)和电流波形(图下部)相比较,整流后的电压是直流,而且波形与三相输入电压波形相对应。
整流电压平均值(见图4-3)与计算值Ud=2.34*100cos30V=202.6V相符。
因为是电阻负载,整流后的电压和电流波形相同,但Y轴坐标不同。
图4-4到图4-6所示分别为整流器交流侧的电流波形。
改变控制角可以观察在不同控制角下整流器的工作情况。
1.电阻电感负载(R的值为5欧姆、L的值为0.01h、a=60)
在图2-1中修改负载RLC参数,R的值为5欧姆,L的值为0.01H,C的值为inf,同时将触发角设置为60.为了观察整流器输入电流和输出电压的谐波,在仿真模型中增加了傅立叶(Fourier)分析模块,修改后的仿真模型如图4-7所示。
图4-7三相桥式整流电路电阻电感负载(a=60)
在仿真参数中设置仿真时间为0.16S,重新启动仿真,即可得到阻感负载时整流器输出电压和电流,如图4-8a、4-8b、4-8c所示:
图4-8aa=60时整流器输出电压
图4-8b整流器输出平均电压
图4-8c整流器输出电流
分析观察到的结果:
由于电感是储能元件,电感中电流(见图4-8c)有以上升的过程,在启动仿真0.01s以后电流进入稳定状态,电流的脉动很少。
3.结论
本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上,利用MATLAB面向对象的设计思想和电气元件的仿真系统,建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型,并对其进行了仿真研究。
在对三相桥式全控整流电路带电阻负载时的工作情况进行仿真分析的基础上,验证了当触发角为30度时,负载电流是连续的;当触发角为60度时时,负载电流不连续。
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- 关 键 词:
- 三相 桥式全控 整流 电路 仿真 课程设计