基于PSIM单相半波可控整流电路的仿真研究

1、    基于psim单相半波可控整流电路的仿真研究    高芳芳摘 要：鉴于电力电子课程授课内容主要以波形理论分析为主，内容枯燥，不易入门的特点，本文以单相半波可控整流电路为例，在psim环境下仿真其工作原理，通过psim建立电阻性负载单相半波可控整流电路仿真模型，对触发脉冲参数设置和输出波形进行分析和研究，发现其模拟仿真结果和理论结果相同，使学生能够对比较难以理解的抽象内容有一个直观的感性认识。关键词：psim；单相半波；整流电路电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，该课程横跨电力、电子、控制三大电气工程技术之间的交叉科学，不但具有

2、较强的基础性，还具有很强的实践应用性。长期以来，通过与同行以及学生的交流沟通，总结出了在该课程教学中存在以下问题：学生对该技术兴趣浓厚，但目前教师授课内容主要以波形理论分析为主，内容枯燥，不易入门。根据教学理念和学生的认知规律，可以依托仿真软件来结合理论教学，降低教学成本，提高教学效率，为教育教学提供良好的发展模式。psim 是专门为电力电子和电动机控制设计的一款仿真软件1。它可以快速的仿真和便利地与用户接触，为电力电子，分析和数字控制和电动机驱动系统研究提供了强大的仿真环境。本文重点介绍在 psim 软件环境下对单相半波可控整流电路进行建模仿真，使学生能够对比较难以理解的抽象内容有一个直观的

3、感性认识，同时，也对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。一、单相半波可控整流电路在工业生产中，很多负载呈现电阻特性，如电阻加热器，电解、电镀装置等。带电阻性负载单相半波可控整流电路如图1所示，在晶闸管vt处于断态时，电路中无电流，负载电阻两端电压为零，u2全部施加于vt两端。如在u2正半周vt承受正向阳极电压期间给vt门极加触发脉冲，则vt开通。忽略晶闸管通态电压，则直流输出电压瞬态值与u2相等2。二、单相半波可控整流电路仿真psim是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。psim具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效

4、提供强有力的仿真环境3。psim仿真解析系统，不只是回路仿真单体，还可以和其他公司的仿真器连接，为用户提供高开发效率的仿真环境。例如，在电机驱动开发领域，控制部分用matlab/simulink实现，主回路部分以及其周边回路用psim实现，电机部分用电磁界解析软件jmag实现，由此进行连成解析，实现更高精度的全面仿真系统。psim 仿真软件由 psim 电路程序、仿真器、simview 波形形成过程项目组成，易于安装、容易掌握，适合于学生使用4。目前，psim 软件在电力电子领域应用的相关文献较少，本文的研究对 psim 的推广应用具有一定的參考价值5。在psim环境下，建立电阻性负载单相半波

5、可控整流电路的仿真模型如图2所示。模型的参数设置：仿真时间为0.1s，三相交流电源峰值相电压为220v，频率为50hz，电阻性负载r阻值为，门极触发脉冲的参数频率为设置为50hz，与电源频率相等。当触发角分别为、时，电路中电源电源、负载电压及电流波形如图3所示，分析各输出量平均值如图4所示。分析输出波形图可知，仿真结果与理论结果完全一致，且在仿真软件中极易得出各触发角下变量的平均值，随着触发角增大，输出电压及电流的平均值减小。三、总结正确设置仿真电路的参数可得出正确的波形，且与理论波形完全一致，同时也能直观地观察到不同参数设置对输出波形的影响，具有直观易懂、图形显示良好和改变参数容易等优点，使

6、学生对电路有更为感性的认识，有助于激发学生的学习兴趣和积极性，也为学生自主学习电力电子技术提供了一个很好的平台。参考文献1金楠，杨存祥.psim软件在电力电子技术课程教学中的应用研究j.中国电力教育，2013（27）：111-112.2 王兆安，刘进军.电力电子技术m，2017年3月第5版.3 罗如山，陈政石. 基于 psim 的“电力电子技术”仿真教学研究j.中国电力教育，2012（27）：85 - 86.4 王耀，吴艳萍. 基于 psim 仿真的电力电子课程设计j.实验技术与管理，2013，12（30）.5 孙成正. 基于 psim 三相全控桥式整流电路的仿真研究 j.安阳工学院学报，2014，32（3）.基金项目：2016年校级教改项目：基于psim软件的电力电子技术项目式教学研究与实践，项目编号：2016xh44。（作者单位：山东协和学院机电工程学院）世界家苑2018年12期世界家苑的其它文章几何画板在高