三相半波整流电路谐波和无功功率仿真

1、学校代码：10128学号： 2本科毕业设计说明（ 书题目 ： 三相半波整流电路谐波及无功功率的仿真学 生 姓 名 ：学系专班院 ： 电 力 学 院别 ： 电 力 系业 ： 电 气 工 程 及 其 自 动 化级 ：指 导 教 师 ： 张利宏二 一 四 年 六 月摘要随着电力电子技术的快速进展， 电力电子装置的工业市场和应用领域正在不断的扩大，越来越多的电气设备对取用的电能形式和对功率流淌的掌握与处理提出了新的要 求；作为供电电源和用电设备之间的必不行少的非线性接口，在实现功率掌握和处理的同时，全部电力电子装置都不行防止的产生非正弦的波形，向电网注入谐波电流，且随着功率变换装置的容量的不断增大、

2、使用数量的快速上升和掌握的多样化等， 对电气环境形成了一大公害；而在电力电子领域中， 和三相桥式整流电路相比， 三相半波整流电路的无功功率和谐波的讨论资料是特别少的， 由于三相半波整流电路的变压器会产生直流磁化；本设计针对三相半波整流电路进行 matlab/simulink仿真，对三相半波电路的谐波和无功功率有了深层次的分析，利用仿真所得结果为补偿装置供应了数据依据；关键词：三相半波整流电路；谐波；无功功率；matlab/simulink仿真abstractwith the development of the power electronic technology ,power electr

3、onic equipment industry market and application fields are constantly expanding,more and more electrical equipmentput put forward the newrequirementsfortakingthe form of electricityand power flow s controland processing.asa nonlinearinterfacebetween power supply and power equipment, in the realizatio

4、n of power control and processing , all of the powerelectronicdevicewillproduce non-sinusoidalwaveforms are inevitable.with the increaseof testingthe capacityof power transformationdevice and using a rapid rise in the number of the diversification of control, injectingharmonic current to the grid ca

5、use a big public hazard of electricalenvironment.and in the field of power electronics, compared with three-phase bridge rectifier circuit,three phase half-wave rectifier circuit of reactive powerand harmonicresearchisveryfewbecauseofthethreephase half-wave rectifier circuit transformer dc magnetiza

6、tion.this design in view of thethreephase half-waverectifiercircuitwithmatlab/simulink,thethree-phase half wave circuit of harmonic and reactive power with deep analysis, usingthe simulation results for compensating device provides a data basis.目录引言 .1第一章 三相半波整流电路 .21.1 三相半波整流电路概述 .21.2 三相半波整流电路原理（阻

7、感负载）.21.2.1三相半波阻感负载整流电路原理波形（30） .21.2.2三相半波阻感负载整流电路原理波形（ 30） .3其次章 整流电路的谐波及无功功率 .52.1无功功率的概念 .52.2谐波的概念 .52.3谐波和无功功率分析基础 .62.3.1谐波分析基础与运算 .62.3.2无功功率分析基础与运算 .92.4无功功率的补偿方法 .11第三章 三相半波整流电路谐波与无功功率的matlab仿真 . 133.1 matlab/ simulink简介 .133.1.1 simulink仿真环境 .133.1.2 simulink的基本操作 .143.2 三相半波整流电路谐波与无功功率的m

8、atlab仿真 . 153.2.1 三相半波整流电路谐波及功率因数的matlab仿真模型 . 153.2.2 三相半波整流电路谐波及功率因数的matlab仿真（ =30） 183.2.3 三相半波整流电路谐波及功率因数的matlab仿真（ =60） 213.2.4 三相半波整流电路谐波及功率因数的matlab仿真（ =90） 223.3 三相半波整流电路的谐波及无功功率分析.233.3.1=30 fft模块的分析运算 .233.3.2=60 fft模块的分析及运算 .243.3.3=90 fft模块的分析及运算 .253.3.4不同触发角 fft分析与运算总结 .26结论 .27参考文献 .2

9、8谢辞 .29引言现在，电力电子装置的运用越来越引起人们的关注，对于电力电子产生的谐波问题， 也成了讨论人员讨论中的一大难题； “谐波”一词起源于声学；关于谐波的各类分析早在十八世纪前后就已经有人作出了讨论； 而傅里叶等科学家们提出的谐波分析方法在现今社会中仍旧被人们所推崇；作为供电电源和用电设备之间的必不行少的非线性接口，在实现功率掌握和处理的同时， 全部电力电子装置都不行防止的产生非正弦的波形，向电网注入谐波电流， 且随着功率变换装置的容量的不断增大、 使用数量的快速上升和掌握的多样化等， 对电气环境形成了一大公害；对于谐波讨论的意义， 重点就在于谐波危害的严峻性； 随着我们电子技术的飞速

10、发展，虽然谐波的危害已经大大减小了， 但是有很多领域方面的谐波问题， 仍是没有得到良好的改善；而我所做的设计就是挑选了目前讨论数量最少的三相半波整流电路阻 感负载的谐波进行讨论， 由于在网络和各类文献中， 这类讨论由于变压器的直流磁化， 使讨论会很困难； 正是由于这点， 我挑选了挑战自己， 更是为了让自己提高解决困难的才能；无功功率的存在， 对于我们的电力电网来说， 是万分重要的； 无功功率在我们的仿真过程中， 是用功率因数表示的， 由于功率因数的大小可以直观的表示出无功功率的变化；而在我们的日常生活中， 由于无功功率的损耗， 很多种类的无功补偿装置已经面世了，随着科技的进展，以后仍会有更多更

11、优秀的补偿装置产生；本设计针对三相半波整流电路进行matlab/simulink仿真，对三相半波电路的谐波和无功功率有了深层次的分析，利用仿真所得结果为补偿装置供应了数据依据；第一章 三相半波整流电路本文中用到三相半波整流电路， 所以在本章对其简洁介绍以便于懂得本文的后续内容；1.1 三相半波整流电路概述三相整流电路的特点是沟通侧是由三相电源供电的， 且整流电压脉动较小、 易滤波， 整流负载容量较大； 三相半波整流电路又分为共阴极组整流电路和共阳极组整流电路两种，我们主要学习的是共阴极组整流电路，由于这种接法有公共端，且连线便利；1.2 三相半波整流电路原理（阻感负载）三相半波整流电路的主电路

12、图如图1-1；图 1-1 三相半波阻感负载主电路图1.2.1 三相半波阻感负载整流电路原理波形（30）如图 1-1 所示，负载是阻感负载，且电感为无穷大，电流的波形基本上等同于一条直线，流过晶闸管的电流就类似于矩形波；30 时，与 波形如图 1-2 ；图 1-2 三相半波整流电路 30 时阻感负载波形图1.2.2 三相半波阻感负载整流电路原理波形（ 30）30 时，比如 =60 时，与 波形如图 1-3 所示；当过零值时，由于电感的无穷大特性， 阻挡电流的下降速度， 因此将连续导通， 始终到下一个晶闸管的触发脉冲来到，就发生换流；向负载供电的同时，又会向施加反向电压而促使其关断；在这种情形下的

13、波形中就会显现零以下的部分，假如增大，波形中 x 轴以下的部分将会增多；图 1-3 三相半波整流电路 =60 时阻感负载波形图波形中的 x 轴两侧波形的面积近似于相等， 全部=90 时，的平均值近似为零；由此可见三相半波整流电路的阻感负载移相范畴为0 -90；其次章 整流电路的谐波及无功功率在实际供电中， 由于各种外界因素及电力装置自身的影响， 会使电压产生各种形式的畸变， 因而不能产生完善的正弦波电压， 这就是在供电过程中产生了谐波，对电网侧和设备有庞大的影响；2.1 无功功率的概念在我们日常生活中， 由于电力电子装置需要消耗大量的无功功率， 因此会对公用电网产生不利的影响；1） 对于无功功

14、率负荷来说，各种用电设备中，白炽灯这种用电设备是只消耗有功 功率的， 仍有一部分同步电动机可发出肯定量的无功功率，大多数的用电设备都要消耗无功功率；2） 变压器中的无功功率损耗分为两部分，其中包括励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗；对一台变压器而言，变压器中的无功损耗并不大，但是对于多电压级网络来说， 变压器中的无功损耗所占的份额是相当大的；3） 电力线路中的无功损耗同样分为两部分其中一种是并联电纳，另一种就是串联电抗；但是在电网运行中线路消耗的是容性仍是感性的无功功率，是我们无法确定的；4） 无功功率的电源有四种，分别如下：发电机，电容器和调相机，静止无功功率 补偿器和静止调相机， 仍有一种就是并

15、联电抗器； 这几种电源是我们日常生活中接触最多也是最常见的；2.2 谐波的概念在我们日常生活中的电力电子装置会产生大量的谐波， 这些电力电子装置被称为谐波源，比如说一下电力电子器件负载，补偿设备（除了电容器组） ，铁芯饱和和铁路机车负载等都是谐波源； 谐波对电力系统的污染日益严峻， 谐波源的注入使电网谐波电流及谐波电压增加，其危害波及全网，对各种电气设备有不同程度的影响和危害；1 ）由于谐波的存在，会对供电线路产生一些附加损耗；架空线路的谐波电流会导致单相重合闸失败；电缆中的谐波电流会产生热损， 使线路电阻随频率的增加而提高， 造成电能的铺张；2 ）由于谐波的存在，在电网中产生的影响就会更为严

16、峻，比如说引起串联和并联谐振， 这也就很多倍的放大了谐波， 也就使上面两项的危害更为严峻， 同时可能也会引起重大电力事故；3 ）谐波很简洁使电网中的电容器发生谐振；谐振会放大谐波电流，谐波电流会危害电网中的设备；2.3 谐波和无功功率分析基础整流电路中的谐波和无功功率是本文讨论的重点，需要懂得其各自的基本应用， 为仿真供应理论依据；2.3.1 谐波分析基础与运算在电力系统中， 人们都掌握电压和电流的输出无限的接近于正弦波形，以期望达到良好的供电成效；正弦波的表达式如式（2-1）ut）=usint+2-1式中， u 为电压有效值；为初相角； =2.=2/t，.为频率， t 为周期；非正弦电流 i

17、 t，周期为，满意狄里赫利条件，且其是收敛的；可分解为如下形式的傅立叶级数i t=+（ 2-2 ）式中n=1,2,3,由于三相半波整流电路的沟通侧抱负电流波形的周期为2，矩形波的长度为， 每周期只有一个矩形波如图 2-1；图 2-1 三相半波整流电路的沟通侧抱负电流波形上图为 a 相电流的波形图，对于对称三相制， 3 个对称的电流波形相同， 但是在相位上是依次相差 120的；取沟通侧电抗为零，电感l 的值为无穷大；利用傅立叶级数的分解与运算，得到： 三相半波整流电路沟通侧电流当 n 1 时：综上，且（）由上面的运算结果可知， 三相半波整流电路阻感负载包含的谐波次数为3k1 和 3k；对谐波的检

18、测和治理，通常有几个指标值需要考虑，如下：n 次谐波电流含有率以 hr表示hr=100%（2-3式中，是第 次电流的有效值；为基波电流有效值；电流谐波总畸变率 th定义为100%（ 2-4式中，就为总谐波电流的有效值；谐波电流含量定义如下：（2-5 ）2.3.2 无功功率分析基础与运算在正弦电路中，无功功率被定义为（2-6 ）功率因数定义为有功功率 p 除以视在功率 s，即=（2-7 ）而有功 p和无功 q与视在功率 s之间的表达式：2-8功率因数表达式为：（2-9 ）在非正弦电路中，视在功率、功率因数、有功功率的定义与正弦电路相同，功率因数仍由式（ 2-8 ）定义；有功功率2-10式中， u

19、为电压有效值， i 为总电流，为基波电流有效值，为 与电压的相位差；功率因数为2-11式中，称为基波因数，是基波功率因数；所以三相半波的功率因数运算如下：0.83cos所以三相半波整流电路阻感负载的不同触发角功率因数值如表2-1 ：表 2-1功率因数表触发角306090功率因数0.71880.4150由上面的运算过程可以看出，三相半波整流电路阻感负载的基波因数为0.83 ，比三相桥式和单相桥式整流电路的基波因数都小；2.4 谐波的抑制方法在我们的日常生活中，电力电子装置和一些其它谐波源的污染问题是很严峻的；而它的解决方法有两点， 一点是进行谐波的补偿， 也就是加装谐波补偿设备； 另一点仅仅适用

20、于作为主要谐波源的电力电子装置，就是使电力电子装置本身不产生谐波或 者是使谐波的产生数量大幅度减小，同时我们可以把功率因数掌握为1；减小谐波主要的方法也就是提高输出的线性程度， 一旦输出电压电流的线性程度足够的标准， 那么谐波的含量也就不会很大；谐波的抑制与治理方式主要也就是有两种， 一种是有源滤波器， 另一种相对来说就是无源滤波器； 由于电力滤波装置是安装在线路上的，那么它距离谐波源的位置也是很近的， 这样就可以近距离吸取那些谐波源产生的大量谐波电流，这也是抑制谐波污染最有用的方式；无源滤波，就是采纳电力电容器、 电抗器、电阻器等电力电子装置进行合适的组合，而合成不同的无源滤波装置对其相适应

21、的电路进行滤波；由于电容与电阻具有其本身所固有的阻抗特性，所以，它会对某一种具有特定频率的谐波出现一种低阻抗状态， 这也就为负载谐波的电流供应了一条并联的低阻通路，为我们的电路起到了滤波作用；使用 lc 调谐波滤波器，可以用来补偿谐波和无功功率，这是我们平常用来装设谐波补偿装置的最传统的方法； 但是，这种方法有他自身的局限性， 由于他的补偿特性受运行状态和电网阻抗的限制， 易于与电力系统发生并联谐振， 导致谐波的含量被无限增大，使 lc滤波器过载以至于可能被烧毁；除此之外，它的补偿成效也是特别一 般的，由于它只能补偿固定频率的谐波；目前，谐波的抑制方法已经是我们电力电子讨论的主要课题之一了，而

22、讨论中最为突出的方法就是采纳有源电力滤波器， 这种装置也是一种电力电子装置； 它的基本使用思路就是从被补偿的装置中检测出谐波电流， 而由补偿装置产生一个和被补偿装置的谐波电流方向相反大小相等的补偿电流， 从而使电网电流不在有谐波电流， 并且只含有基波重量； 这种补偿方法能对谐波进行跟踪补偿，且电网阻抗是无法影响其补偿特性的，所以被广受推崇；2.4 无功功率的补偿方法在供电系统中， 无功功率对于负载来说是特殊重要的， 同时， 由于电力系统中的元件阻抗大多都呈电感性， 所以，在受电端和送电端之间的电压是需要有相位差的，相位差的存在， 使损耗减小， 同时以此来保证有功的输送； 而且受电端和送电端的两

23、端仍需要存在肯定的幅值差；无功补偿的作用：1 ）在远距离输电过程中，添加动态无功补偿装置可改善系统稳固性，增强输电才能；提高供电牢靠性，仍使电压趋于稳固；2 ）可以在三相负载不平稳时平稳三相的有功及无功负载；3 ）提高各个负载的功率因数和供电系统的总功率因数，降低功率损坏，削减设备容量；同步调相机是最早的无功补偿装置，它能补偿稳固的无功功率， 也可以动态补偿变化的无功功率； 而静止无功补偿装置已经被广泛应用在输电线路中了，他可以补偿输电系统的波阻抗， 也可以对远距离输电进行分段补偿， 同时它也可以用于负载的无功补偿；如今，我们所使用的最先进的无功补偿装置就是静止无功发生器，它最基本的电路原理就

24、是三相桥式变流电路；第三章 三相半波整流电路谐波与无功功率的matlab仿真三相半波整流电路的谐波与无功功率的 matlab/simulink ，由仿真可以直观的看出我们需要明白的谐波次数已经各电压电路的仿真波形图， 从而加深对理论的熟悉学习，为进一步谐波治理供应了数据依据；3.1 matlab/ simulink简介matlab 是美国 math works 公司的软件产品；simulink 是美国 math works 公司为其 matlab 供应的基于模型化图形组态的掌握 系统仿真软件，其命名直观的说明白该软件所具有的的simu仿真）个 link 连接） 两大功能；它使得一个复杂的掌握系

25、统的数字仿真问题变得特别直观和简洁；3.1.1 simulink仿真环境simulink 的意思，顾名思义，就是仿真链接， matlab的模型库是在这个环境中使用的；而我们需要从模型库中提取到仿真所需的模型放在simulink 的仿真平台上依据精确线路连接好，从而进行系统仿真；1） simulink 的工作环境在 matlab的工具栏上单击按钮，就打开了模型库，然后在打开的模型库浏览器窗口菜单上单击按钮，如图 3-1；图 3-1 从 matlab 窗口进入 simulink 环境2） simulink 窗口在如图 3-1 所示的 simulink 工作窗口上方标题栏上， “untitled”表

26、示一个尚未命名的新文件， matlab规定模型文件扩展名为“ .mdl”；模型窗口的主菜单在其次行；第三行就是仿真的工具栏， 而在整个窗口最下方的是状态栏， 显示一些状态； 在工具栏与状态栏之间的窗口是我们们用来仿真的操作平台；3.1.2 simulink的基本操作下面介绍 simulink 的各种操作方法：1） 模块的提取； 使用 simulink 时，我们第一要做的就是将模块添加到仿真平台上；方法是： 在模型浏览器中用鼠标单击选中所需要的模块，选中的模块会有颜色的变 化，然后单击鼠标的右键挑选第一项【 add to 文件名】，那么你所需要的的模块就在仿真平台上显现；2） 模块的移动、放大或

27、缩小；操作方法如下：移动模块的方法：将鼠标的箭头移到需要移动的模块上单击鼠标左键拖动这个模块，把它放到你的目标位置；留意的是：模块移动时与其他模块的连线也随之移动， 假如需要不带连线移动，就同时按住shift 键移动，再进行拖动；放大或缩小模块的方法： 用鼠标左键选中所要改动的模块， 该模块将显现四个黑色标记，用鼠标对这四个标记进行拖动；3） 模块的复制和粘贴；操作方法如下：第一选中需要复制的模块， 单击鼠标右键拖动它到你所需要的位置， 就会显现一个和之前选中的模块一模一样的模块， 只是模块的名称会和被选中的模块的名称自动生成序号，以便于我们区分；4） 模块的删除和复原；对于存在于仿真平台上的

28、模块，假如不再需要，就可将其删除；其操作方法如下：选中需要删除的模块，按下 键或者 键就可以删除模块；假如想要复原被删除的部分，可以用鼠标点击工具栏上的键，便可撤销刚才的操作；5） 模块的转向；有时候我们所需要连接的模块输入和输出端是不对应的，那么我们就要对其进行旋转，以保证我们仿真平台模块的美观与便利；其操作方法如下：用鼠标选中模块，单击鼠标右键选中【format】命令，右侧显现一系列的子命令，【flip block】命令是左右对调，【rotate block】就是旋转 90，我们可以依据所需要旋转的方始终挑选快速的旋转方法；6） 模块名的修改和移动；每个模块都有自己的模块名，修改它的方法如

29、下：单击模块下方的名字， 我们就可以在仿真平台上直接修改我们想修改的模块名，是比命令操作要快速的；模块名的位置只可能在模块的上方或者下方，操作方法比较简洁， 直接单击模块名时不松开鼠标， 直接拖动模块名到模块的上下侧即可； 假如不需要显示模块名， 就右键单击模块，显现一行菜单，选中菜单中的【format】命令，单击【 hide name】就可以隐匿模块名称； 假如隐匿的模块名需要显示出来， 那么我们可以用同样的操作方法，单击【 format】命令后，再单击【 show name】命令；以上都是我们所用的 matlab/simulink工具箱的简洁应用，而其它细致的使用方法，可以在使用过程中渐渐

30、明白；3.2 三相半波整流电路谐波与无功功率的matlab仿真下面，我们就正式开头进入本设计的设计阶段，对于三相半波整流电路测量谐波次数及无功功率的电路图及各种参数设置，有具体介绍；同时，仿真规定，电源有效值 220v，频率 50hz,整流桥参数默认， 触发脉冲 10，触发角设为 30，60，90，负载 r=1欧，电感 l=20mh；3.2.1 三相半波整流电路谐波及功率因数的matlab仿真模型学习 matlab后，我找到仿真过程中所需的各个模块， 并经过一系列的连线和调整，特殊是对谐波仿真分析的模块， 第一我找到 fourier模块，它的作用就是对所得的数据进行傅立叶级数的分解， 然后是

31、thd模块，也就是总谐波失真 thd，而对于 power/gui模块，我们主要用到的就是他的 fft分析命令， 它可以用来分析电路中的电流或者电压的频谱图， 对于谐波的分析是至关重要的； 下面是我所搭建的三相半波整流电路谐波及功率因数的 matlab仿真模型，如图 3-2 ：图 3-2 三相半波整流电路谐波及无功功率matlab仿真模型各模块的参数设置如表 3-1；表 3-1 模块参数设置模块个数参数设置ac voltage source3peak amplitude（ v ）：均设置为 311；frequency：均设置为 50； phase：电压源 1 设置为 0，电压源 2 设置为 -1

32、20 ，电压源 3voltage measurement4不需要设置current measurement2不需要设置设置为 -240；pulsetype ； 均 设 置 为 time based；timet ：均设置为 usepulse generator3simulationtime； amplitude: 均设置为 5；period secs：均设置为 0.02 ； pulsewidth%of period ：均设置为 5；phase delay secs在表格下面单做介绍；resistance ron 0hms：均设置为 0.001 ； inductance lon h ： 均 设 置

33、 为 0.0001 ； forward voltage vf （ v ）：均设置为 0；thyristor3initial current ic （ a ）：均设置为0； snubberresistancers 0hms：均设置为 50；snubber capacitance cs f ：均设置为250e-9；第一个晶闸管的测量 端口显示， 另外两个将其隐匿；rlc branch1branch type ： rl ； resistance 0hms：1；inductanceh ： 0.02；ground2不需要设置total hamonic distortion1频率设置为 50hz ；fcn

34、 函数1设置为0.831fourier2频率设置为 50hz ；谐波次数设置为 1；terminator2不需要设置；icon shape： rectangular；list ofsubtract1signs： +-； sample time -1 forinherited ： -1；gain1gain： pi/180 ； multiplication ： element-wisek.*u ）； sample time-1 for inherited ： -1；trigonometricproduct11function ： cos；不需要设置；display3不需要设置；scope：numb

35、er of axes：2；time range：auto；tick labels ：bottom axis only ； sampling ： sample time-1/50/512 ；scope1： number of axes： 2；scope3time range： auto； tick labels ：bottom axis only ； sampling ： decimation-1 ；scope2： number of axes： 1； time range： auto； tick labels ： bottom axis only ； sampling ：decimation-

36、1 ；powergui1注： phase delay secs即 脉冲模块的相位推迟的参数设置比较麻烦，设计中有3 个触发脉冲， 而由电路原理可以知道， 触发角依次相差 120；在三相半波整流电路中，触发角的推迟时间的运算方法其实不是直接把触发角换算成推迟时间；由于的零位是定在自然换相角的，所以在运算相位推迟时间时需要增加依据公（ 3-1）；30相位；运算可以（ 3-1）所以，有了以下结论， t=0.02s 时：1）当触发角 =30时，推迟角依次设置为： 0.00333，0.01， 0.01667；2）当触发角 =60时，推迟角依次设置为： 0.005， 0.01167，0.01833；3）当

37、触发角 =90时，推迟角依次设置为： 0.00667，0.01333，0.02；因此， 在需要演示不同角度的波形时， 需要依据上述的数据， 把触发脉冲的推迟时间改为所需要演示的角度所对应的的时间，才能得到正确的波形及数据；3.2.2 三相半波整流电路谐波及功率因数的matlab仿真（ =30）在运行前，需先设置几个参数， 单击菜单栏的【simulation】，再点击 configurationparameters, 参数设置如图3-3所示；将停止时间设为0.2 ，将 solver设置为ode23tbstiff/tr-bdf2；图 3-3configuration parameters参数设置o

38、de23tb的使用： ode23 求解器为基于显示 runge-kutta 公式（ 2，3 阶），为单步求解器，对于略带刚性的问题ode23 比 ode45 更有效； ode45 求解器为基于显示runge-kutta 公式（ 4，5 阶），对于非刚性问题它为最好的摸索性求解器；对于刚性比较大或纯刚性问题，得用 ode15s 求解器；当 =30时，仿真所得的各个波形如图 3-2 所示，第一行为 a相电流的波形，其次行为通过晶闸管电压和电流的波形， 第三行为沟通侧电流的波形， 第四行为沟通侧电压的波形，第五行为谐波的波形；当触发角 =30时，触发脉冲的推迟角依次设置为： 0.00333， 0.0

39、1，0.01667；图 3-3 =30时的仿真波形图3.2.3 三相半波整流电路谐波及功率因数的matlab仿真（ =60）当 =60时，仿真所得的各个波形如图 3-4 所示，第一行为 a 相电流的波形，其次行为通过晶闸管电压和电流的波形， 第三行为沟通侧电流的波形， 第四行为沟通侧电压的波形，第五行为谐波的波形；当触发角 =60时，触发脉冲的推迟角依次设置为： 0.005，0.01167， 0.01833；图 3-4 =60时的仿真波形图3.2.4 三相半波整流电路谐波及功率因数的matlab仿真（ =90）当 =90时，仿真所得的各个波形如图 3-5 所示，第一行为 a 相电流的波形，其次

40、行为通过晶闸管电压和电流的波形， 第三行为沟通侧电流的波形， 第四行为沟通侧电压的波形，第五行为谐波的波形；当触发角 =90时，触发脉冲的推迟角依次设置为： 0.00667， 0.01333，0.02；图 3-5 =90时的仿真波形图3.3 三相半波整流电路的谐波及无功功率分析应用 powergui 模块的 fft analysis 可以对触发角不相同的各个电路进行谐波的分析，以便于明白不同触发角时， 沟通侧电流谐波的含量， 同时可以直观的看出基波电流 i 与电流谐波总畸变率 thd 的值， fft 分析命令，它可以用来分析电路中的电流或者电压的频谱图，对于谐波的分析是至关重要的；3.3.1

41、=30fft模块的分析运算=30时，沟通侧电流谐波的分析图如图3-6 所示；图 3-6 沟通侧电流谐波的分析图（ =30）如图 3-5 所示， thd=66.29% ， = 116.5a；由式（ 2-4）可得由式（ 2-11）可得3.3.2 =60fft模块的分析及运算=60时，沟通侧电流谐波的分析题如图3-7 所示；图 3-7 沟通侧电流谐波的分析图（ =60）如图 3-7 所示， thd=65.97% ， =67.12a；由式（ 2-4）可得由式（ 2-11）可得3.3.3 =90fft模块的分析及运算=90时，沟通侧电流谐波的分析题如图3-8 所示；图 3-8 沟通侧电流谐波的分析图（

42、=90）如图 3-7 所示， thd=86.23% ， =8.19a；由式（ 2-4）可得由式（ 2-11）可得3.3.4 不同触发角 fft分析与运算总结3.3.1-3.3.3三小节分别对不同触发角时的功率因数做了运算，我们可以看出，当 角为 30时，三相半波阻感负载的整流电路的电流谐波总畸变率thd是最小的； 当角为 90时，三相半波阻感负载的整流电路的电流谐波总畸变率thd是最大的；所以我们可以推断：在 0 90时，三相半波阻感负载的整流电路的电流谐波总畸变率 thd在不断增加，也就是说，它的谐波含量在增多；同时，我们也可以看到，当角为30时，三相半波阻感负载的整流电路的基波电流是最大的；当角为 90时，三相半波阻感负载的整流电路的基波电流含量是最小的；我们也可以推断，在 0 90时，三相半波阻感负载的整流电路的基波电流是不断减小的；由以上可知，三相半波阻感负载的整流电路的实际仿真参数符合式（2-5 ）的条件， 所以本设计得出的仿真数据是精确的；对于功率因数来说，我们理论运算得到的功率因数为0.83 ，而仿真试验中，三相半波