1、电气与电子信息工程学院计算机仿真及应用 B答卷答卷题目: 三相桥式全控整流电路 课程名称： 计算机仿真及应用 B 专业名称： 电气工程及其自动化 班 级： 2013 级专升本班 学 号： 210136 姓 名： 任课老师： 陈学珍 湖北理工学院电气学院 13 专升本2三相桥式全控整流电路一、工作原理三相桥式全控整流电路，电源相电压 220V，整流变压器输出电压为 100V，观察整理器在不同负载，不同控制角时整流器输出电压，电流波形，测量其平均值，观察整理器电流波形和分析其主要谐波。仿真模型如图 1 所示。图 1 三相桥式全控整流电路仿真模型（1）模型参数1）三相电源 、 、 参数设置如图 2
2、所示。uABCa A 相电源参数 b B 相电源参数 c C 相电源参数图 2 三相电源参数设置湖北理工学院电气学院 13 专升本32）整流变压器参数设置如图 3 所示。图 3 整流变压器参数设置 图 4 同步变压器参数设置3）同步变压器参数设置如图 4 所示。4）三相晶闸管整流器参数使用默认值。5）RLC 负载参数设置如图 5 所示图 5 RLC 负载参数设置 图 6 6-脉冲发生器参数设置6）6-脉冲发生器参数设置如图 6 所示。7）控制较给定（alpha）：设置为 、 、 等。30o9o（2）仿真参数 湖北理工学院电气学院 13 专升本4仿真时间可以按需要设置时任意的，时间长观察到得波形
3、多，计算花费的时间也多。一般电阻负载 2 个电源周期后电路已进入稳态，电感负载因为电流有上升时间，仿真时间也需要长一些，此次仿真设为 0.6s。仿真算法采用 ode23tb。二、仿真结果分析1）电阻负载时仿真结果如图 1 所示，其中 a、b、c 中位输出电压瞬时值，和输出电压平均值， ，比较图 7ac 可知，随着控制角增加，整流器输出电压减小。输出电压瞬时值波形与电源线电压波形不完全重合，峰值比电源线电压低，这是晶闸管导通电阻造成的电压降。图 7d 为晶闸管两端的电压波形，晶闸管导通时电压为零，晶闸管关断时，晶闸管承受电源线电压。a = 30ob = 60o湖北理工学院电气学院 13 专升本5
4、c = 90od = 时晶闸管电压30o图 7 电阻负载整流器输出电压波形2）电阻电感负载（R 的值为 0.5、L 的值为 0.01H）：阻感负载 = 时，整30o流器输出电压电流如图 8a、b 所示，= 时，整流器输出电压电流如图 9a、b6o所示，= 时整流器输出电压电流如图 9c、d 所示，随控制角增加，输出电90o压下降，说明了控制角对整流器输出的控制作用。在 = 时，输出电压平均9o值为零，但是输出电流不为零（见图 9d） ，与 = 时 Id=Ud/R=0 不符，电流0o还有较小的值，这是因为尽管 = 时输出电压平均值 Ud=0，但是输出电压瞬9o时值 是随电源电压 从“+”想“-”
5、变化的，在电源电压为“+”时，晶闸管ud2导通有电流产生，并且在 “-”半周，由于负载电感续流，使晶闸管继续导通，ud湖北理工学院电气学院 13 专升本6因为这时电流很小，一般忽略不记。因此 = 时，Id=Ud/R=0 是工程近似的。90oa 整流器输出电压b 整流器输出电流c 整流器输出电压图 8 电感负载整流器输出湖北理工学院电气学院 13 专升本7a = 时输出电压60ob = 时输出电流60oc = 时输出电压90o湖北理工学院电气学院 13 专升本8d = 时输出电流90o图 9 电感负载整流器输出3）整流电路的功率因数模型是在整流器模型的基础上，通过多路测量仪multimeterl
6、 读取整流变压器二次电压 u2a 和电流 i2a,然后由 Active and Reactive Power 模块计算整流器输入侧的有功功率 P 和无功功率 Q 得到的有功功率 P 和无功功率 Q 再经函数模块 Fcn 计算功率因数 PQ。图 10 是 = 时整流器输出有30o功和无功功率曲线以及功率因数曲线。a P-有功功率湖北理工学院电气学院 13 专升本9b Q-无功功率c 功率因数图 10 整流功率和功率因数通过以上整流电路的仿真可以看到，现在仿真器件的模型比较完备，模型可以反映器件的各项参数和工作情况，例如变压器不仅有一，二电压，还有绕组和铁心的参数，晶闸管不仅是通断控制，并且考虑了通态电阻，缓冲保护等措施。因此，仿真的结果与电路的实际运行情况基本一致，仿真可以代替实际系统的实验室试验。Matlab/Simulink 的模型库提供了大量的器件，仪器和控制模块，选用极其方便，这是一般实验室很难具备的，因此仿真已经成为研究和设计的重要工具。
