单相桥式全控整流电路Matlab仿真(完美)

1、目录兀天扁单相桥式全控整流电路仿真建模分析 1（一）单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）11 .电路的结构与工作原理 12 .建模33仿真结果与分析 44小结6（二）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）71 .电路的结构与工作原理72 .建模83仿真结果与分析104 .小结12（三）单相桥式全控整流电路（反电动势负载）131 .电路的结构与工作原理122 .建模143仿真结果与分析164小结18单相桥式全控整流电路仿真建模分析-、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波实验内容（一）单相桥式全控

2、整流电路（纯电阻负载）1 .电路的结构与工作原理1.1 电路结构d U单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图（截图）1.2 工作原理用四个晶闸管，两只品闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶 闸管是一个桥臂。（1）在u2正半波的（0a ）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=a时刻：触发晶闸管 VT1、VT4使其导通。电流沿 cVT1-R-VT4-b-Tr的二次 绕组一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=0o 此

3、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 u20晶闸管VT1、VT4一直导通到cot=Tt为止，此时因电源电压过零， 晶闸管阳极电流下降为零而关断。（3）在u2负半波的（兀兀十 口）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。止匕 时，uT2.3=uT1.4= 1/2 u2。（4）在u2负半波的t=兀+ a时亥1J:触发晶闸管 VT2、VT3,元件导通，电流沿 b-VT3-R-VT2-a-Tr的二 次绕组一 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

4、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cot=2 冗为止，此时电源电压再次过零，晶闸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。1.3 基本数量关系a.直流输出电压平均值1- '一 2U2 sin td( t)= 0.9U21 cos -2.2U 2 1 cos-二 2JI Ctb.输出电流平均值UdId2 .建模在MATLAB新建一个Model,命名为dianlu4,同时模型建立如下图所示:图2单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的MATLA防真模型

5、2.1 模型参数设置a.交流电源参数b.同步脉冲信号发生器参Pulse Generator 的参数OKPulse Generator 1 的参数era；二上口总 (tj : Use 5.£±LLilation t二力2Tc.示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管电流Ial;晶闸管电压Ual；电源电流i2通过负载电流Id;负载两端的电压Udod.电阻R=1欧姆3仿真结果与分析a.触发角a =0 ° , MATLAB仿真波形如下：OOOO OOO 321200 0-300-4005000-50040030000.010.IJ20.030.040.050.060

6、.07400200o.oe图3 a=0。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）Tinne offset- Db.触发角a =30 ° , MATLAB仿真波形如下:a =30。单相桥式全控整流电流仿真结果（纯电阻负载）（截图）c.触发角a =60 ° , MATLAB仿真波形如下:O5o O 4 2O 5O 口口 2-2-4QO0 321irrie arrset Oa =60。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）d.触发角a =90 ° , MATLAB仿真波形如下：OOOOD OD o O 40OOO 321a =90。单相桥式全控整流

7、电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）在电源电压正半波（0九）区间，晶闸管承受正向电压，脉冲UG在wt=处触 发品闸管VT1和VT4,晶I、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=冗时刻，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（冗2）区间，品闸管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cot=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。4小结在单项全控桥式整流电路电阻性负载电路中（图4-1）,要注意四个晶闸管1,4和品闸管

8、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） * （ a /360 ）。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，比如品闸管压降的变化，负载电流的变化。（二）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1 .电路的结构与工作原理1.1 电路结构Id单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的电路原理图（截图） 1.2工作原理（1）在U2正半波的（0a ）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发 脉冲，处于关断状态。假设电路已工作在稳定状态，则在 0a区间由于电感释 放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。（2）在u2正半波的

9、t = a时刻及以后：在t = a处触发晶闸管VT1、VT4 使其导通，电流沿a-VT L- RH VT-b-Tr的二次绕组一 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。（3）在U2负半波的（冗冗十口）区间：当cot =冗时，电源电压自然过零， 感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。在电压负半波，晶闸管 VT2、VT3承受正 压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。（4）在U2负半波的cot = Tt+a时刻及以后：在t = Tt+a处触发晶闸管VT2、 VT3使其导通，电流沿 b-VT"L-R

10、- VT2a-Tr的二次绕组一 b流通，电源电 压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流。此时电源电压反向加到VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。晶闸管 VT2、 VT3一直要导通到下一周期cot =2冗+a处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。从波形可以看出a >900输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范 围是0900。控制角a在0900之间变化时，晶闸管导通角8三九，导通角8与 控制角a无关。1.3基本数量关系a.直流输出电压平均值Ud1、2U 2 sin td( t) = 2 2U 2 cos：Ji a=0.9U2 cos：b.输出

11、电流平均值2.建模在MATLAB新建一个Model,命名为dianlu5,同时模型建立如下图所示AC ValEage S*mrDePuliAGeerstwMLDe La lied Tnyrieia«led Th/fislsrlSenes 爬LC E raValLaae hreasureineHiPulseOjereraEofl单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的MATLA防真模型2.1模型参数设置a.交流电源参数b.同步脉冲信号发生器参数Pulse Generator 的参数Pulse Generatorl 的参数ParametersPulse type: Time basedvT

12、ime (t): Use simulation time7Amplitude:|3Period (secs):口口 2Pulse Width/ of period): 1 6Rhase de fay (secs):lO.OI +(0.01/780)*30回 Interpret vector parameters as 1-DC.电阻电感参数d.示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管电流Ial;晶闸管电压Ual;电源电流i2通过负载电流Id;负载两端的电压Ud。3仿真结果与分析a.触发角a =0 ° , MATLAB仿真波形如下:1a=0。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性

13、负载）（截图）b.触发角a =30 ° , MATLAB仿真波形如下:a =30。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）c.触发角a =60 ° , MATLAB仿真波形如下：a =60。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）d.触发角a=90° , MATLAB仿真波形如下:irne offset; Qa =90。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）4.小结由于电感的作用，输出电压出现负波形；当电感无限大时，控制角口在090° 之间变化时，晶闸管导通角8=冗，导通角8与控制角a无关。输出电流近似乎直, 流过晶

14、闸管和变压器副边的电流为矩形波。 a =120。时的仿真波形，此时的电感 为有限值，品闸管均不通期间，承受二分之一的电源电压。（三）单相桥式全控整流电路 （反电动势负载）1 .电路的结构与工作原理1.1 电路结构Id.VT1 7 VT3单相桥式全控整流电路（反电动势负载）的电路原理图（截图）1.2 工作原理当整流电压的瞬时值ud小于反电势E时，晶闸管承受反压而关断，这使得 品闸管导通角减小。晶闸管导通时，ud=u2,晶闸管关断时，ud=E与电阻负载相 比品闸管提前了电角度6停止导电，6称作停止导电角。E、=arcsin皿若a < 6时，触发脉冲到来时，品闸管承受负电压，不可能导通。为了使

15、晶 闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当品闸管开始承受正电压时， 触发脉冲仍然存在。这样，相当于触发角被推迟，即 一。2 .建模在MATLAB新建一个Model,命名为dianlu6,同时模型建立如下图所示：图17单相桥式全控整流电路（反电动势）的MATLA的真模型2.1 模型参数设置a.交流电源参数OKb.同步脉冲信号发生器参数Pulse Generator 的参数ParametersPulse lypeTime bsedy1bTime (1J: Use simulatjon timeyAmplitude: ：3Penod (secs):02Pulse Width of perio

16、d): 10Phase delay (secs):7b-01/1 80)*30回 Interpret vector parometers eis 1 -DPulse Generatorl 的参数ParametersPulse type: iTime basedyTime Use simulation timeyAmplitude:1Period (secs):：£.O2Pulse Width(of period): 1 0Phase delay (secs): 0 01+(0 01/100)*30回 Interpret vector parameters as 1 -Dc.电阻、反电动势参数电阻参数反电动势参数d.示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管VT1.VT4电流Ial;晶闸管VT1.VT4电压Ual;电源电流i2通过负载电流Id;负载两端的电压Ud;(6通 过晶闸管VT2.VT3电流电压。3仿真结果与分析a.触发角a =0 ° , MATLAB仿真波形如下a=00单相桥式全控整流电路仿真结果（反电动势负载）（截图）b.触发角a =30° , MATLAB仿真波形如下：5000500 0 颈口 0i 0.010.02003 0LD4 0.050.060.070.080.090.1a =300单相桥式全控整流电路仿真结果（反电动