单相桥式全控整流电路Matlab仿真(完美)

1、目录完美篇单相桥式全控整流电路仿真建模分析 1（一）单相桥式全控整流电路 （纯电阻负载） 21 .电路的结构与工作原理22 .建模 33 仿真结果与分析 44 小结 6（二）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载） 71 .电路的结构与工作原理72 .建模 83 仿真结果与分析 104 .小结 12（三）单相桥式全控整流电路 （反电动势负载） 131 .电路的结构与工作原理132 .建模 143 仿真结果与分析 164 小结 18单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。2、在仿真软件 Matlab 中进行单相可控整流电路的建模与仿真

2、，并分析其波 形。二实验内容（一）单相桥式全控整流电路 （纯电阻负载）1 .电路的结构与工作原理1.1 电路结构单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图（截图）1.2 工作原理用四个晶闸管，两只品闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶 闸管是一个桥臂。（1）在U2正半波的（0a ）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。四个晶闸管都不通。假设四个 晶闸管的漏电阻相等，则uT1.4= uT2.3=1/2 u2。（2）在u2正半波的t=a时刻：触发晶闸管 VT1、VT4使其导通。电流沿 cVT1-R-VT4-b-Tr的二次 绕组一a流通，负载上有电压（ud=u2）和电流输出

3、，两者波形相位相同且uT1.4=0o 此时电源电压反向施加到晶闸管 VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态， 则uT2.3=1/2 u2。晶闸管VT1、VT4一直导通到cot=Tt为止，此时因电源电压过零， 晶闸管阳极电流下降为零而关断。（3）在u2负半波的（冗冗+ a ）区间：晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。止匕 时，uT2.3=uT1.4= 1/2 u2。（4）在u2负半波的t=兀+ a时亥1J:触发晶闸管 VT2、VT3,元件导通，电流沿 b-VT3-R-VT2-a-Tr的二 次绕组一 b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上

4、有输出 电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。此时电源电压反向加到晶闸管VT1、VT4上，使其承受反压而处于关断状态。晶闸管 VT2、VT3 一直要导通到cot=2 冗为止，此时电源电压再次过零，晶闸管阳极电流也下降为零而关断。晶闸管VT1、VT4和VT2、VT3在对应时刻不断周期性交替导通、关断。1.3 基本数量关系a.直流输出电压平均值12 2U 2 1 cosUd2U2 sin td( t) 21 cos0.9U22b.输出电流平均值UdId-RU 2 1 cos0.9 -2 .建模在MATLAB新建一个Model,命名为dianlu4,同时模型建立如下图所示:11©a

5、r ftro. tor 1图2单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的MATLA防真模型2.1 模型参数设置a.交流电源参数AC VfiltERE GcuTGe (mask) (llldO Ideal iinusoidsl At Volt&££ scurce.Peak astplttudc :T；：b.同步脉冲信号发生器参Pulse Generator 的参数type: Jisie faserlzJuTizie t： : Uta Einulatian tixsDKCancelHelpApplyPulse Generator 1 的参数Pazr ersPut怎告 trp*

6、： |tas«d三Tin* t : Vctt xisulfttion tiD«然 匚 me“ | E-p | Ap.A JC.示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管电流Ial;晶闸管电压Ual；电源电流i2通过负载电流Id；负载两端的电压Udod.电阻R=1欧姆3仿真结果与分析a.触发角a =0 ° , MATLAB仿真波形如下：图3 a=0。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）b.触发角a =30 ° , MATLAB仿真波形如下:a =30。单相桥式全控整流电流仿真结果（纯电阻负载）（截图）c.触发角a =60 ° ,

7、 MATLAB仿真波形如下：IInon 笫10a =60。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）d.触发角a =90 ° , MATLAB仿真波形如下:a =90。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）在电源电压正半波（0九）区间，晶闸管承受正向电压，脉冲UG在cot=处触 发品闸管VT1和VT4,晶I、管VT1,VT4开始导通，形成负载电流id ,负载上有输 出电压和电流。在t=冗时刻，U2=0 ,电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断， 负载电流为零。在电源电压负半波（冗2r ）区间，晶闸管VT1和VT4承受反向电压而处于关断 状态，晶闸管VT2和

8、VT3承受正向电压，脉冲UG在cot=处触发，晶闸管VT2,VT3 开始导通，形成负载电流id ,负载上有输出电压和电流。4小结在单项全控桥式整流电路电阻性负载电路中（图4-1）,要注意四个晶闸管1,4和品闸管2, 3的导通时间相差半个周期。脉冲发生器参数设置公式：（1/50） * （ a /360 ）。在这次的电路建模、仿真与分析中，我对电路的建模仿真软件熟练了很多， 对电路的了解与分析也加深了很多，比如品闸管压降的变化，负载电流的变化。（二）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1 .电路的结构与工作原理1.1 电路结构单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的电路原理图（截图）1.2 工作原理

9、（1）在U2正半波的（0a ）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 0a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 = a时刻及以后：在t = a处触发晶闸管VT1、VT4 使其导通，电流沿a-VT L- RH VT-b-Tr的二次绕组一 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(TtTt+a)区间：当t = TT时，电源电压自然过零， 感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。在电压负半波，晶闸管 VT

10、2、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cot = Tt+a时刻及以后：在t"+a处触发晶闸管VT2、 VT3使其导通，电流沿 b-VT"L-R- VT2a-Tr的二次绕组一 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cot =2冗+a处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。从波形可以看出a >900输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范 围是0900。控制角a在0

11、900之间变化时，晶闸管导通角8三九，导通角8与 控制角a无关。1.3 基本数量关系2、2U 2 cosa.直流输出电压平均值Ud 1 x 2U 2 sin td( t)0.9U2 cosb.输出电流平均值IdUd2 .建模在MATLAB新建一个Model,命名为dianlu5,同时模型建立如下图所示单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的MATLA防真模型2.1模型参数设置a.交流电源参数b.同步脉冲信号发生器参数Pulse Generator 的参数Pulse Generator 的参数ParsLmeiersPulse 1yps: Time bstse；dyTime (tj: ； Use s

12、imulation time7Amplitude： |3Period (secs)|口.口之F uise Width g of periadj: 3 0Phase delay (secs);- 01 +(0 01/1 8C)*3D叵I Interpret vector pareirrieters 目宅 1-DC.电阻电感参数d.示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管电流Ial;晶闸管电压Ual;电源电流i2通过负载电流Id;负载两端的电压Ud。3仿真结果与分析a.触发角a=0° , MATLAB仿真波形如下:a=0。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）b.触发

13、角a=30° , MATLAB仿真波形如下:Timn。- fla =30。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）C.触发角a =60MATLAB仿真波形如下:TOO2OUd.触发角a=90。，MATLAB仿真波形如下:a =90。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）4.小结由于电感的作用，输出电压出现负波形；当电感无限大时，控制角a在090° 之间变化时，晶闸管导通角8 =冗，导通角8与控制角a无关。输出电流近似乎直,流过晶闸管和变压器副边的电流为矩形波。a =120。时的仿真波形，此时的电感 为有限值，品闸管均不通期间，承受二分之一的电源电压

14、。a =60。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）50011AiX111100,050.10.150.20,250.3D,350.40.15ITime cffserl: 0LLL（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cere33Id7X VT2 大 VT4单相桥式全控整流电路（反电动势负载）的电路原理图（截图）1.2 工作原理当整流电压的瞬时值ud小于反电势E时，晶闸管承受反压而关断，这使得 品闸管导通角减小。晶闸管导通时，ud=u2,晶闸管关断时，ud=E与电阻负载相 比品闸管提前了电角度6停止导电，6称作停止导电角。arcsi

15、nE、2U2若a < 6时，触发脉冲到来时，品闸管承受负电压，不可能导通。为了使晶 闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当品闸管开始承受正电压时， 触发脉冲仍然存在。这样，相当于触发角被推迟，即 a =6。2 .建模在MATLAB新建一个Model,命名为dianlu6,同时模型建立如下图所示:图17单相桥式全控整流电路（反电动势）的MATLA的真模型2.1模型参数设置a.交流电源参数PajrazaeT exs.K IC are.c elHelpApplyb.同步脉冲信号发生器参数Pulse Generator 的参数ParsimelersPulse (ype： Time bas

16、edyTime (t)i Use simulation timeyAmplitude：|一P's l ice! fsecsV0 UZPulse Width (% of period)：' 口Pheise delay (sacs):(0 0 17T80)*30回 IrnerptHt vector peirefnfedLers as 1 -DPulse Generator 的参数ParametersPulse 1ype: Time based3Time (t): Use simul ation timevAmplitude:丁一Period (事修匚值丁 口 .02Pulse Wi

17、dth M of period)' 1 4Phase delay (sacs);后& *(b-oi7Taori 万F<l Iriltrpret vector |jarcimetfeirs o.s 1-DC.电阻、反电动势参数 电阻参数反电动势参数OK I CancelHelp I Applyd.示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管 VT1.VT4电流Ial;晶闸管VT1.VT4电压Ual;电源电流i2通过负载电流Id;负载两端的电压Ud;通 过晶闸管VT2.VT3电流电压。3仿真结果与分析a.触发角a =0 ° , MATLAB仿真波形如下a=00单相桥式全控整流电路仿真结果（反电动势负载）（截图）b.触发角a =30° , MATLAB仿真波形如下:a =300单相桥式全控整流电路仿真结果（反电动势负载）（截图）c.触发角a =60°