带电容滤波的三相不控整流MATLAB仿真

1、计算机仿真技术作业二题目：带电容滤波的三相不控整流桥仿真禾U用simpowersystems建立三相不控整流桥的仿真模型。输入三相电压源，线电压380V , 50Hz，内阻0.001 Q。三相二极管整流桥可用“ Universal Bridge ”模块，二极管采用默认参数。直流滤波电容3300诉，负载为电阻。仿真时间0.3s。注：前三项只考虑稳态情况，第四项注重启动过程。建立系统仿真模型如下图仿真算法选择ode23tb ，最大步长为1阴，仿真时间0.3s理论计算： 当二极管用理想开关代替，直流侧空载时，输出直流电压与输入交流线电压的关系如下Vd0 3、.2/ll 1.35Vll 513V交流侧

2、电流有效值交流侧基波电流有效值Is10.78Id1、直流电压与负载电阻的关系：分别仿真整流电路空载及负载电阻为10、1和0.1欧姆时的情况。记录直流电压波形，根据仿真结果求出直流电压，并比较分析其与负载的关系。 理论计算(1)空载时直流电压 Ud=537.4V，纹波电压 Ud=0Ud(no load)537.8537.6537.4537.2537 -536.8 -536.6 -536.4 -536.2 l-536 C11CJ:0.060.0620.0640.0660.0680.070.0720.0740.0760.0780.08Time/s 负载电阻为 50 Q时 直流电压 Ud=533.2V

3、，纹波电压 Ud=8.75V54VMau3055250.02Ud(R=50 ohm)0.030.040.060.070.05Time/s0.08(3)负载电阻为10 Q时 直流电压 Ud=523.3V，纹波电压 Ud=32.5000VUd (R=10 ohm)540505535530525U 5205155105000.060.0650.070.0750.080.085Time/s0.090.0950.10.105 负载电阻为1 Q时直流电压 Ud=511.1V纹波电压厶Ud= 70.9100 V540530520510U 5004904804704600.030.04Ud (R=1 ohm)

4、0.050.060.070.080.09Time/s 负载电阻为 0.1 Q时直流电压 U d=493.5V 纹波电压厶Ud= 64.9500 V结论：由以上仿真结果可得到如下结论：输出直流电压的值随着负载电阻的减小而减小，输出直流电压纹波随负载电阻的增大而增大。2、电流波形与负载的关系：分别仿真负载电阻为50、10、1.67和0.5时的情况。记录直流电流和a相交流电流，并分析规律。负载电阻为50 Q时，a相交流电流和直流电流波形如下图:la(R=50)0.0550.060.0650.070.0750.080.0850.090.0950.10.105Time/sIa(R=50)0.0550.0

5、60.0650.070.0750.080.0850.090.0950.10.105Time/s(1)负载电阻为10 Q时，a相交流电流和直流电流波形如下图:la(R=10)Time/sIa(R=10)负载电阻为1.67 Q时，a相交流电流和直流电流波形如下图（临界电流连续）la(R=1.67)Time/sIa(R=1.67)0.010.020.030.040.070.080.090.050.06Time/s0.1输出直流电流临界连续(3)负载电阻为0.5 Q时，a相交流电流和直流电流波形如下图la(R=0.5)Time/sIa(R=0.5)结论：由以上仿真结果可得到以下结论，随着负载电阻的减小

6、，直流侧电流Id,交流侧电流la逐渐增大，交流侧电流的 THD随着负载电阻的增大而减小，直流侧电流有效值和交流侧电流有效值具有如下的近似关系，拟合得到的直线方程为la 0.816Id与理论公式一致R(Q)Ia(A)Id(A)5022.6227.91074.8391.761.67283.2346.80.5842.11032当负载电阻为1.67 Q时，输出电压为 Vd=512v，与理论计算接近。900Ala-ld Curve80070060050040030020010020040080010001200600Id/AIa-I d曲线3、平波电抗器的作用直流侧加1mH电感。分别仿真轻载 50欧姆和

7、重载0.5欧姆时的情况，记录直流和交流电流波形，并计算交流电流的THD。仿真同样负载条件下，未加平波电抗器的情况，并加以比较分析。计算交流电流的THD负载电阻R( Q)加平波电抗器 L=1mH时的不加平波电抗器时的 THDTHD502.398%2.398%0.50.3426%0.3437% 加入平波电抗器 L=1mH,负载电阻为50 Q时不加平波电抗器，负载电阻为50 Q时la(R=50)Time/sIa(R=50)Time/s(2)加入平波电抗器 L=1mH,负载电阻为0.5 Q时Ia(L=1mH,R=0.5)Time/sIa(L=1mH,R=0.5)Time/s不加平波电抗器，负载电阻为 05 Q时la(R=0.5)la(R=0.5)Time/s分析：由上述仿真结果和计算结果可得，加入平波电抗器之后，输出直流电流纹波更小,交流侧电流的THD更小。4、抑制充电电流的方法观察前述仿真中，启动时的直流电流大小，分析原因，提出解决方法并进行仿真验证。注意事项：(1)观察可知，启动时直流电流瞬间由零增加到一个值，最终稳定，如下图所示la(R=50)原因:没有在交流侧加一个缓冲电路导致，启动电流变化过大。 解决的方法是在交流侧串入电阻，在启动后，再将其短路。仿真输出电流波形如下