三相桥式全控整流电路

TOC\o"1-5"\h\z摘要1Abstract2第一章设计目的与要求31.1设计要求31.2设计目的3第二章主电路设计与元件参数选型42.1主电路设计42.2元件参数选型5第三章系统建模与仿真73.1元件提取73.2MATLAB建模过程73.3MATLAB仿真模型93.4MATLAB中元件参数103.5MATLAB中遇到的问题13第四章仿真结果分析144.1电阻负载仿真144.2电阻电感负载仿真16第五章设计小结20第六章参考文献21#整流变压器参数设置：一次绕组联结winding1connection选择delta(Dll)，线电压为=220VX3=380V；二次绕组联结winding2connection选择Y,线电压为100VX3=173V,在要求不高时变压器容量，互感等参数可以保持默认不变。如图3-6：mrunViKUptwtT飢ndmrunViKUptwtT飢ndfrtQustcyLPn(VA)*rnt.HzJ]图3-6整流变压器参数设置同步变压器参数设置：一次绕组联结winding1connection选择delta(Dll),线电压为380V；二次绕组联结winding2connection选择Y,线电压为15V,其他参数保持默认不变。如图3-7：HcmIrulg毗tandfrtguency[Pri(Vx)丿CtUHh]]Belta(DI1)win(Li1[ASC)connedIonBelta(DI1)udahe[V]PhFh(TriTis)fR1(tnj)fLI(pu)]WiLiliue.£(aTic)connedIojl:WindiaEparaneters[V2Ph_Ih(JrmE)』R2(pv)』L2(pu)]S-aturablacoremtnetnationreElEtmceKiri(pu)5(PUWk£3ietirationreactanceLn(pixl5Qi)troir

troirRLC负载参数设置：R为2Q,L的值为0,C的值为inf。如图3-8：RLC5•雲lc)ClLnk)i.p■它內寻Rtt■Eftrl«Kbrtnehcf扯亡infs.Vfi«1lit'Si-4.3-LShTj-ppirimeletadddrrerhOve扈1庖m肯Jit号十：com1h*beaQChFarMe-tersCapacit(F):|tCapacit(F):|ttfeLeiniHalcapacitorvol-lace覺戏电苇dr㈣芒直吐區丘y•瑰uhveltagea^idtvQK氐恥・1弘g[5】jr]图3-8RLC参数设置6脉冲发生器设置：频率为50Hz脉冲宽度取1°,选择双脉冲触发方式。触发角设置：给定alph设置为30°。设置仿真参数如下：仿真时间为0.06s数值算法采用ode15。如图3-9。llvul*!k<Eh4ln«i*tt■bfliti毗旳UnthOfrS&lvtrim恤上十“{>匕Sa|.Y4r:0>1411Ve(tilff/MF]V"*IEl«rBURhdia.Uv«!d]»i-ipcftl*-J';ffm>114■卵ftAbsoL'ji't-肌zismIftl1!i«l3电bIbieLiTJrr>”5vI«zoCToisiiLCcDiitin3Use1qc»3sellIileevt«eh-1Eic+ho-d:An!uu.t1miJjhuidi«fttrusftrsbttlwenUsks图3-9模型仿真参数设置仿真参数设置完成后启动仿真，得到仿真结果。3.5MATLAB中遇到的问题1）问题1：在simulink元件库中找不到元件的位置，导致无法放置元件。解决方法：在网上搜索和问同学元件的名称，然后在simulink中找到相应的元件。2）问题2：主电路和触发电路的同步无法做到，导致整流波形不正确。解决方法：①采用宽脉冲触发或双脉冲触发发式。②在触发某个晶闸管的同时，前一个晶闸管补发脉冲，即用两个窄脉冲替代宽脉冲。第四章仿真结果分析4.1电阻负载仿真将图4-1所示的三相电压波形与图4-2所示的整流电压波形和图4-3所示电压波形相比较，整流后的电压是直流，切波形与三相输入电压波形相对应。图4-1整流器输入的三相电压波形图4-2整流器输出的电压波形整流电压平均值如图4-3与计算值Ud=2.34X100cos30°V=202.6V相符。因为是电阻负载，整流后的电压和电流波形相同，但Y轴左边不同。250图4-3整流输出电压平均值以下是分别在a=0度，30度，60度时的仿真结果200Laa(CM?ent2V10.0200250.Q3CL0350.04=54DO卸0LtMdC^ienlT、a=60°4.2电阻电感负载仿真修改负载RLC的参数，R为5Q,L的值为0.01H,C的值为inf,同时将触发角设置为60°。为了观察整流器输入电流和输出电压的谐波，在仿真模型中增加了傅里叶（fourier）分析模块，修改后的仿真模型如图4-4。£rOtlWlOInansrfnrniPTN9r-|F朋1irn'吟l^telBCbcTtir^-F-lidLSR：VI£rOtlWlOInansrfnrniPTN9r-|F朋1irn'吟l^telBCbcTtir^-F-lidLSR：VILr■1riirital^iiiw洞闸】I靜da均2Illieiriiimiiri-i沖2seq二Q_TTM1JEE图4-4三相桥式整流电路电阻电感负载在仿真参数中设置仿真时间，重新启动仿真，即可得到阻感负载时的整流器输出电压和电流图，图4-5,图4-6图4-7。如图4-4所示由于电感是储能元件,电感中电流经过一上升过程后电流进入稳定状态，电流脉冲很小。图4-5三相桥式整流电路电阻电感负载a=60。整流器输出电压18010080Q.Q10U20.03005ml120图4-6整流器输出电压平均值JO353025TJu0010.02O.OC0.030.Q4D.05劇Q图4-7整流器输出电流以下是分别在a=0度，30度，60度时的仿真结果QiL^Gdd'mr^r.l：0iT5□.510331!曲0.90.91Laa±'didia1111n1■■二iL"'''U""''''''~-—--■r:丄■J.ij„Q92D93OMLoadPolt穿a=60°由仿真图结合理论分析可知，上述波型图是正确的。理论与仿真两相验证。通过以上的波型图，我们可以得出以下结论：当加入纯电阻性负载，当触发角小于等于90°时，Ud波形均为正值，直流电流Id与Ud成正比，并且电阻为1欧姆，所以直流电流波形和直流电压一样。随着触发角增大，在电压反向后管子即关断，所以晶闸管的正向导通时间减少，对应着输出平均电压逐渐减小，并且当触发角大于60。后Ud波形出现断续。而随着触发角的持续增大，输出电压急剧减小，最后在120°时几乎趋近于0。对于晶闸管来说，在整流工作状态下其所承受的为反向阻断电压。移相范围为0~120当加入阻感性的负载，当触发角小于60°时，整流输出电压波形与纯阻性负载时基本相同，所不同的是，阻感性负载直流侧电流由于有电感的滤波作用而不会发生急剧的变化，输出波形较为平稳。而当触发角大于等于60。小于90。时,由于电感的作用，延长了管子的导通时间，使Ud波形出现负值，而不会出现断续，所以直流侧输出电压会减小，但是由于正面积仍然大于负面积，这时直流平均电压仍为正值。当触发角大于90°时，由于id太小，晶闸管无法再导通，输出几乎为0。工作在整流状态，晶闸管所承受的电压主要为反向阻断电压。移相范围为0~90。第五章设计小结电力电子技术是一门基础性和支持性很强的技术，本学期我学习了这门课程，在学习过程中掌握了电力电子技术的一些基本原理。通过本次课程设计，我对这门课程有了更深的了解，以及对各个知识点有了更好的掌握。通过仿真和分析，可知三相桥式全控整流电路的输出电压受控制角a和负载特性的影响，文中应用Matlab的可视化仿真工具simulink对三相桥式全控整流电路的仿真结果进行了详细分析，并与相关文献中采用常规电路分析方法所得到的输出电压波形进行比较，进一步验证了仿真结果的正确性。采用Matlab/Simulink对三相桥式全控整流电路进行仿真分析，避免了常规分析方法中繁琐的绘图和计算过程，得到了一种直观、快捷分析整流电路的新方法。应用Matlab/Simulink进行仿真，在仿真过程中可以灵活改变仿真参数，并且能直观地观察到仿真结果随参数的变化情况。应用Matlab对整流电路故障仿真研究时，可以判断出不同桥臂晶闸管发生故障时产生的波形现象，为分析三相桥式整流电路打下较好的基础，是一种值得进一步应用推广的功能强大的仿真软件，同进也是电力电子技术实验较好辅助工具。本次我的电力电子课程设计题目为《三相桥式全控整流电路》，通过多天的努力与同学间的探讨使我不仅掌握了晶闸管、触发电路的基本原来及其应用，也对这门学科有了更深的了解。也懂得了电力电子这门课程在实际生产中的应用将电力电子方面的知识应用到实际生产中，分析与复杂的数学计算，并力求将知识点与能力点紧密结合，从而有助于我在工程应用能力上的培养。此次课程设计对于一名刚学习完电力电子技术的我来说有一定的难度，但是这对于我掌握，理解学习过的知识有很大的帮助，对于思维、逻辑及其理论知识的运用等多方面有了更加进一步的掌握，在完成的过程中我查阅了很多老师的参考书通过参考及运用自己所掌握的知识完成了此次的设计，在这里我也感谢所有给予我关心帮助的老师和同学，希望以后有更多的机会来锻炼自己的综合素质，为以后的学习、生活打下良好的基础。虽然本次课程设计已经圆满的结束了，但我深深知道自己做的还不够，动手动脑的实践能力还有很大的提升空间，我会继续努力，学好专业知识，从而强化自己，为