单相桥式全控整流电路仿真建模分析

1、.单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、单相桥式全控整流电路(电阻性负载)1电路的结构与工作原理1.1电路结构 图 1 单相桥式全控整流电路(纯电阻负载)的电路原理图1.2 工作原理在电源电压正半波，在wt时，晶闸管VT1，VT4承受正向电压，晶闸管VT2，VT3承受反向电压，此时4个晶闸管都不导通，且假设4个晶闸管的漏电阻相等，则ut1(4)=ut2(3)=1/2U2；在wt=时，晶闸管VT1，VT4满足晶闸管导通的两条件，晶闸管VT1，VT4导通，负载上的电压等于变压器两端的电压U2；在wt=时，因电源电压过零，通过晶闸管VT1，VT4的阳极电流小于维持晶闸管导通的条件下降为零，晶闸管关断；

2、在电源负半波，在wt+时，触发晶闸管VT2，VT3使其元件导通，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。此时电源电压反向施加到晶闸管VT1，VT4，使其承受反向电压而处于关断状态；在wt=2时，因电源电压过零，通过晶闸管VT2，VT3的阳极电流小于维持晶闸管导通的条件下降为零，晶闸管关断。 2单相桥式全控整流电路建模在MATLAB新建一个Model，同时模型建立如下图所示：图2 单相桥式全控整流电路(电阻性负载)的MATLAB仿真模型2.1模型参数设置在此电路中，输入电压的电压设置为220V，频率设置为50Hz，电阻阻值设置为1欧姆，电

3、感设置为1e-3H，脉冲输入的电压设置为3V，周期设置为0.02（与输入电压一致周期），占空比设置为10%，触发角分别设置为20，60，90，150因为两个晶闸管在对应时刻不断地周期性交替导通，关断，所以脉冲出发周期应相差180。晶闸管参数脉冲参数电源参数负载参数3 仿真结果与分析a触发角=30，MATLAB仿真波形如下 图3 =30单相桥式全控整流电路仿真结果(电阻性负载)b触发角=60，MATLAB仿真波形如下 图4 =60单相桥式全控整流电路仿真结果(电阻性负载)c触发角=90，MATLAB仿真波形如下 图5 =90单相桥式全控整流电路仿真结果(电阻性负载)4小结单相桥式全控整流电路（电

4、阻性负载）一共采用了四个晶闸管，VT1,VT2两只晶闸管接成共阳极，VT3,VT4两只晶闸管接成共阴极，当u2在（0）晶闸管VT1和VT4承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管没有导通。在（）VT1和VT4承受正向电压，有触发脉冲晶闸管VT1，VT4导通。当u2在（+）闸管VT2和VT3承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管没有导通。在（+2）VT2和VT3承受正向电压，有触发脉冲晶闸管VT2， VT3导通。单相桥式全控整流电路（电阻性负载）是典型单相桥式全控整流电路,桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性。二、单相桥式全控整流电路(阻感性负载)1电路结构与工作原理1

5、.1电路结构如图所示 图6 单相桥式全控整流电路(阻感性负载)的电路原理图1.2 工作原理（1）在u2正半波的（0）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0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=时刻及以后：在t=处触发晶闸管VT1、VT4使其导通，电流沿aVT1LRVT4bTr的二次绕组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（+）区间：当t=时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通

6、。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t=+时刻及以后：在t=+处触发晶闸管VT2、VT3使其导通，电流沿bVT3LRVT2aTr的二次绕组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t=2+处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。从波形可以看出90输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范围是090。控制角在090之间变化时，晶闸管导通角=，导通角与控制角无关。晶闸管承受的

7、最大正、反向电压。2 MATLAB建模在MATLAB新建一个Model，同时模型建立如下图所示：图7 单相桥式全控整流电路(阻感性负载)的MATLAB仿真模型2.1模型参数设置在此电路中，输入电压的电压设置为220V，频率设置为50Hz，电阻阻值设置为1欧姆，电感设置为1e-3H，脉冲输入的电压设置为3V，周期设置为0.02（与输入电压一致周期），占空比设置为10%，触发角分别设置为30，50，90，150，因为两个晶闸管在对应时刻不断地周期性交替导通，关断，所以脉冲出发周期应相差180。晶闸管参数脉冲参数电源参数3 仿真结果与分析a. 触发角=30，MATLAB仿真波形如下图8 =30单相桥

8、式全控整流电路仿真结果(阻感性负载)b. 触发角=60，MATLAB仿真波形如下图9 =60单相桥式全控整流电路仿真结果(阻感性负载)c. 触发角=90，MATLAB仿真波形如下图10 =90单相桥式全控整流电路仿真结果(阻感性负载)4小结通过仿真可知，由于电感的作用，输出电压出现负波形，当电感无限增大时，控制角a在090之间变化时，晶闸管导通角=180，导通角与控制角a无关。经过自己仿真，在设置脉冲时，不同信号对的晶闸管要给予的脉冲相差180，无论控制角多大，输出电流波形因电感很大而呈一水平线，在电源输出反向电压时，晶闸管组还没有脉冲，由于有电感的存在，电感性负载仍有电流通过，所以通过电阻的电流不变。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电路结构图11 单相桥式全控整流电路(反电势负载)的电路原理图1.2 工作