单相全控整流电路性能研究

1、单项桥式全控整流电路的性能研究院系：电气与信息工程学院科目：电力电子技术班级：T1323-16学号：20130231623姓名：任*飞2016年5月13日目录：一 实验目的 - 1二 实验内容 - 1 1 主电路设计 -1 2 工作原理 -1 3 触发电路设计 - 2三 MATLAB仿真与分析 - 3 1 建立仿真模型 - 3 2 仿真与分析 - 4 a. 仿真结果 - 4 b. 电阻负载时曲线 -6 c. 分析总结 -6四 总结与体会 - 72一 实验目的1 熟悉单项桥式全控整流电路的接线、器件和保护情况2 明确对触发脉冲的要求3 观察在电阻负载、电阻电感负载和反电动势负载情况下电路的输出电

2、压和电流的波形二 实验内容 1 主电路设计在单项桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3 组成另一对桥臂。在u2正半周（即a点电位高于b点电位），若4个晶闸管均不导通，负载电流id为零，ud也为零，VT1、VT4串联承受电压u2，设VT1和VT4的漏电阻相等，则各承受u2的一半。若在触发角处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1、VT4即导通，电流从a端经VT1、R、VT4流回电源b端。当u2为零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。电路示意图如图所示。 2 工作原理 用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂

3、。  （1）在u2正半波的（0）区间： 晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。四个晶闸管都不通。假设四个晶闸管的漏电阻相等，则uT1.4= uT2.3=1/2 u2。 （2）在u2正半波的t=时刻： 触发晶闸管VT1、VT4使其导通。电流沿aVT1RVT4bTr的二次绕组a流通，负载上有电压（ud=u2）和电流输出，两者波形相位相同且uT1.4=0。此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则uT2.3=1/2 u2。晶闸管VT1、VT4直导通到t=为止，此时因电源电压过零，晶

4、闸管阳极电流下降为零而关断。 （3）在u2负半波的（+）区间： 晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。此时，uT2.3=uT1.4= 1/2 u2。 （4）在u2负半波的t=+时刻： 触发晶闸管VT2、VT3，元件导通，电流沿bVT3RVT2aTr的二次绕组b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。此时电源电压反向加到晶闸管VT1、VT4上，使其承受反压而处于关断状态。晶闸管VT2、VT3一直要导通到t=2为止，此时电源电压再次过零，晶闸

5、管阳极电流也下降为零而关断。晶闸管VT1、VT4和VT2、VT3在对应时刻不断周期性交替导通、关断。 a.直流输出电压平均值  b.输出电流平均值 3 触发电路设计对于使用晶闸管的电路，在晶闸管阳极加正向电压后，还必须在门极与阴极之间加触发电压，使晶闸管在需要导通的时刻可靠导通。根据控制要求决定晶闸管的导通时刻，对变流装置的输出功率进行控制。触发电路是变流装置中的一个重要组成部分，变流装置是否能正常工作，与触发电路有直接关系，因此，正确合理地选择设计触发电路及其各项技术指标是保证晶闸管变流装置安全，可靠，经济运行的前提。集成化触发电路具有体积小、功耗小、性能稳定可靠、使用方便等优点。

6、相控集成触发器主要有KC系列和KJ系列。KJ004晶闸管移相触发电路的工作原理和以上锯齿波触发电路原理相似。 三 MATLAB仿真与分析1 建立仿真模型这里的仿真主要是运用MATLAB软件中的simulink工具。Simulink是基于MATLAB的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，它的 建模范围广泛，可以针对任何能够用数学来描述的系统进行建模，例如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通讯系统、船舶及汽车动力学系统等等，其中包括连续、离散，条件执行，事件驱动，单速率、多速率和混杂系统等等。Simulink提供了利用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形界面，而

7、且Simulink还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合，利用Simulink几乎可以做到不书写一行代码完成整个动态系统的建模工作。先从simulink的元件库中找到需要用的元件，然后搭建相应的主电路，设置好参数后即可进行仿真。2 仿真与分析 a. 仿真结果 波形图分别代表晶体管VT上的电流、晶体管VT上的电压、负载上的电压。下列波形分别是延迟角为30°、60°、90°、120°时的波形变化。（1） 当延迟角=30°时，波形图如图 （2） 当延迟角=60°时，波形图如图（3） 当延迟角=90°时，波形图如图 （4） 当延

8、迟角=120°时，波形图如图 b. 电阻负载时曲线 c. 分析总结 在电源电压正半波(0)区间，晶闸管承受正向电压，脉冲UG在t=处触发晶闸管VT1和VT4，晶闸管VT1,VT4开始导通，形成负载电流id，负载上有输出电压和电流。 在t=时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。 在电源电压负半波(2)区间，晶闸管VT1和VT4承受反向电压而处于关断状态，晶闸管VT2和VT3承受正向电压，脉冲UG在t=处触发，晶闸管VT2,VT3开始导通，形成负载电流id，负载上有输出电压和电流。 在单项全控桥式整流电路电阻性负载电路中，要注意晶闸管1，4和晶闸管2，3的导通时间相差半个周期。 脉冲发生器参数设置公式：（1/50）*（/360）。四 总结与体会  在这次的电路建模、仿真与分析中，我对电路的建模仿真软件熟练了很多，对电路的了解与分析也加深了很多，比如晶闸管压降的变化，负载电流的变化。不仅增加了我的知识积累，让我了解了这些知识在电源上丰富而强大的用途，还