单相桥式全控整流电路Matlab仿真完美

1、目录完美篇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）21 .电路的结构与工作原理22.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132.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一、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，并分析其波形。二.实验内容（一）单相桥式全控整流电

2、路（纯电阻负载）1.电路的结构与工作原理1.1电路结构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=1/2u2。（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此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT

3、3上，使其承受反压而处于关断状态，则uT2.3=1/2u2。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（冗冗+a）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=1/2u2。（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

4、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122U21cosUd2U2sintd(t)21cos0.9U22b.输出电流平均值2.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2.1模型参数设置a.交流电源参数UdId-RU21cos0.9-type:Jisiefaserltype:JisiefaserlzJuA

5、CVfiltEREGcuTGe(mask)(llldOIdealiinusoidslAtVolt&scurce.PulseGenerator的参数Peakastplttudc:T；：b.同步脉冲信号发生器参Tiziet：:UtaEinulatiantixsDKCancelHelpDKCancelHelpApplyApplyPazrersTinetTinet: :ITGKianlatlofttisKianlatlofttis Amplituii-e:|a|aPexic-dLEesa);I I亡。wPulseFldtAPulseFldtA(%(%ofDofDri*dri*d: :11Pha

6、sadPhasad laylay(saci):|(saci):|Q Q3 30)0) 002*0.002*0.01|01|FJ?FJ?IntInt TprTprtvectorparapettxsastvectorparapettxsas1 1一D Dc.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：图3a=0。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）b.触发角a=30,MATLAB仿真波形如下:PulsetreePulsetre

7、e：|Tisiebaaed|Tisiebaaeda=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：a=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:a=90。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）IIIInonon n笫1010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

8、为零。在电源电压负半波（冗2t）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）e597a-Numbered_d

9、f93f6e3-7a95-41be-a39d-35a1a70ff.电路的结构与工作原理电路结构单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的电路原理图（截图）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-VTL-FHVT-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

10、波的(冗冗+a)区间：当t=Tt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-VTL-R-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a90。输出电压

11、波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范围是090。控制角a在090。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。基本数量关系a,直流输出电压平均值Ud1x2U2sintd(t)0.9U2cosb,输出电流平均值Ude597a-Numbered_df93f6e3-7a95-41be-a39d-35a1a70ff.建模在MATLAB新建一个Model,命名为dianlu5,同时模型建立如下图所示2、2U2cosId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PulseGenerator的参数PulseGenera

12、torl的参数ParsLmeiersPulse1yps:Timebstse；dyTime(tj:；Usesimulationtime7AmplitudeAmplitude：| |3 3Period(secs)|口.之FuiseWidthgofperiadj:30Phasedelay(secs);-01+(001/18C)*3D叵IInterpretvectorpareirrieters目宅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

13、下:a=0。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）b.触发角a=30,MATLAB仿真波形如下:TOO2Od.触发角a=90。，MATLAB仿真波形如下:a=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a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。a=60。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）50011AiX111100,0

14、50.10.150.20,250.3D,350.40.1ITimecffserl:0LLL（三）单相桥式全控整流电路（反电动势负载）.电路的结构与工作原理电路结构单相桥式全控整流电路（反电动势负载）的电路原理图（截图）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。若a6时，触发脉冲到来时，品闸管承受负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，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

15、a=6。cere33arcsinE、2U2Id7X7XVT2VT2大VT4.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K KI IC Care.celHelpare.celHelpApplyApplyb.同步脉冲信号发生器参数PulseGenerator的参数ParsimelersPulse(ype：TimebasedyTime(t)iUsesimulationtimeYAmplitude：|一Pslice!Pslice!fsecsVfsecsV0UZPulse

16、Width(%ofperiod)：口Pheisedelay(sacs):(0017T80)*30回IrnerptHtvectorpeirefnfedLersas1-DPulseGeneratorl的参数ParametersPulse1ype:Timebased3Time(t):UsesimulationtimevAmplitude:丁一Period(事修匚值丁口.02PulseWidthMofperiod)14Phasedelay(sacs);后&*(b-oi7Taori*(b-oi7Taori万FlIriltrpretvector|jarcimetfeirso.s1-DC.电阻、反电动势参数电阻参数反电动势参数OKOKI ICancelCancelHelpHelpI IApplyApplyd.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;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:a=600单相桥式全控整流电路仿真结果（反电动势负载）（截图）d.触发角a=90,MATLAB仿