带电容滤波的三相不控整流MATLAB仿真.doc

计算机仿真技术作业二题目：带电容滤波的三相不控整流桥仿真利用simpowersystems建立三相不控整流桥的仿真模型。输入三相电压源，线电压380V，50Hz，内阻0.001。三相二极管整流桥可用“Universal Bridge”模块，二极管采用默认参数。直流滤波电容3300F，负载为电阻。仿真时间0.3s。注：前三项只考虑稳态情况，第四项注重启动过程。建立系统仿真模型如下图:仿真算法选择ode23tb，最大步长为1s，仿真时间0.3s理论计算:当二极管用理想开关代替，直流侧空载时，输出直流电压与输入交流线电压的关系如下:交流侧电流有效值:交流侧基波电流有效值:1、直流电压与负载电阻的关系：分别仿真整流电路空载及负载电阻为10、1和0.1欧姆时的情况。记录直流电压波形，根据仿真结果求出直流电压，并比较分析其与负载的关系。理论计算(1)空载时直流电压Ud=537.4V ，纹波电压Ud=0(2)负载电阻为50时 直流电压Ud=533.2V ，纹波电压Ud=8.75V(3)负载电阻为10时 直流电压Ud=523.3V ，纹波电压Ud=32.5000V(4)负载电阻为1时直流电压 Ud=511.1V 纹波电压Ud= 70.9100 V (5)负载电阻为0.1 时直流电压Ud=493.5V 纹波电压Ud= 64.9500 V结论: 由以上仿真结果可得到如下结论: 输出直流电压的值随着负载电阻的减小而减小，输出直流电压纹波随负载电阻的增大而增大。2、电流波形与负载的关系：分别仿真负载电阻为50、10、1.67和0.5时的情况。记录直流电流和a相交流电流，并分析规律。(1)负载电阻为50时，a相交流电流和直流电流波形如下图：(1)负载电阻为10时，a相交流电流和直流电流波形如下图：(2)负载电阻为1.67时，a相交流电流和直流电流波形如下图（临界电流连续）输出直流电流临界连续(3)负载电阻为0.5时，a相交流电流和直流电流波形如下图结论: 由以上仿真结果可得到以下结论，随着负载电阻的减小，直流侧电流Id,交流侧电流Ia逐渐增大，交流侧电流的THD随着负载电阻的增大而减小，直流侧电流有效值和交流侧电流有效值具有如下的近似关系，拟合得到的直线方程为与理论公式一致R()Ia(A)Id(A)5022.6227.91074.8391.761.67283.2346.80.5842.11032当负载电阻为1.67时，输出电压为Vd=512v，与理论计算接近。Ia-Id曲线3、平波电抗器的作用直流侧加1mH电感。分别仿真轻载50欧姆和重载0.5欧姆时的情况，记录直流和交流电流波形，并计算交流电流的THD。仿真同样负载条件下，未加平波电抗器的情况，并加以比较分析。计算交流电流的THD负载电阻R()加平波电抗器L=1mH时的THD不加平波电抗器时的THD502.398%2.398%0.50.3426%0.3437%(1) 加入平波电抗器L=1mH, 负载电阻为50时不加平波电抗器, 负载电阻为50时 (2) 加入平波电抗器L=1mH, 负载电阻为0.5时不加平波电抗器，负载电阻为0.5时分析：由上述仿真结果和计算结果可得，加入平波电抗器之后，输出直流电流纹波更小，交流侧电流的THD更小。4、抑制充电电流的方法观察前述仿真中，启动时的直流电流大小，分析原因，提出解决方法并进行仿真验证。注意事项： (1)观察可知，启动时直流电流瞬间由零增加到一个值，最终稳定，如下图所示原因:没有在交流侧加一个缓冲电路导致，启动电流变化过大。解决的方法是在交流侧串入电阻，在启动后，再将其短路。