基于Simulink的三相桥式全控整流电路的设计与仿真.docx

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1、基于Simulink的三相桥式全控整流电路的设计与仿真基于Simulink的三相桥式全控整流电路的设计与仿真青岛橡胶轮胎设计院邢媛导语：本文通过对三相桥式全控整流电路理论分析的根底上，结合全控整流电路理论根底，采用Matlab的仿真工具Simulink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展了仿真分析与研究。摘要：三相桥式全控整流电路在当代电力电子技术中具有很重要的作用和很广泛的应用。本文通过对三相桥式全控整流电路理论分析的根底上，结合全控整流电路理论根底，采用Matlab的仿真工具Simulink建立了基于Simulink的三相桥式全控整流

2、电路的仿真模型，并对其带电阻负载时的工作情况进展了仿真分析与研究。通过仿真分析也验证了本文所设计建模型的正确性。关键词：全控整流电路；Simulink仿真；建模；电力电子中途分类号：TP9文献标识码：B0前言电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，兴旺国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向当代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以绝不夸大地讲，假如分开电力电子技术，电力系统的当代化就是不可想象的。目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或者相控整流电路。这类整流电路构造简单，控制技术成熟，

3、但沟通侧输入功率因数低，并向电网注入大量的谐波电流。据估计，在兴旺国家有60%的电能经过变换后才使用，而这个数字在本世纪初到达95%。电能的传输中，直流输电在长间隔、大容量输电时有很大的上风，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通讯设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，如今已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源如今也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，如今已逐渐取代了线性电源。由于各种信息技术装置都需要电

4、力电子装置提供电源，所以可以讲信息电子技术离不开电力电子技术。近年开展起来的柔性沟通输电FACTS也是依靠电力电子装置才得以实现的。随着社会消费和科学技术的开展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到沟通信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进展。Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观

5、性强，进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进展建模，对不同控制角、桥故障情况下进展了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为当代电力电子实验教学奠定良好的实验根底。1电路原理分析晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图1所示的顺序编号，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3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3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。编号如图1所示，晶闸管的导通顺序为VT1VT2VT3VT4VT5VT6。图1主电路原理图其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通，构成电流通

6、路，因此为保证电路启动或者电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲，所以触发脉冲的宽度应大于3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲；每隔3换相一次，换相经过在共阴极组和共阳极组轮流进展，但只在同一组别中换相。接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6；共阴极组T1，T3，T5的脉冲依次相差23；同一相的上下两个桥臂，即VT1和VT4，VT3和VT6，VT5和VT2的脉冲相差，给分析带来了方便；当=O时，输出电压Ud一周期内的波形是6个线电压的包络线。所

7、以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍，比三相半波电路高l倍，脉动减小，而且每次脉动的波形都一样，故该电路又可称为6脉动整流电路。同理，三相半波整流电路称为3脉动整流电路。0时，Ud的波形出现缺口，随着角的增大，缺口增大，输出电压平均值降低。当=23时，输出电压为零，所以电阻性负载时，的移相范围是O23；当O3时，电流连续，每个晶闸管导通23；当323时，电流断续，个晶闸管导通小于23。23=3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。2电路设计根据三相桥式全控整流电路的原理可以利用Simulink内的模块建立仿真模型如图2所示，设置三个沟通电压源Va，Vb，Vc相位角依次相差120，得到整流桥的三相电源。用UniversalBridge构成整流桥，实现沟通电压到直流电压的转换。Synchronized6-PulseGenerator产生整流桥的触发脉冲。提取电路与器件模块，组成电路的主要元件有三相沟通电源，晶闸管，RLC负载等。三相整流电路模型主要元器件如表1所示。表1三相整流电路模型主要元器件