计算机仿真技术作业二带电容滤波的三相不控整流桥仿真

1、计算机仿真技术作业二带电容滤波的三相不控整流桥仿真姓名：班级：学号：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欧姆。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。利用Simulink搭建出来的模型如下图所示：图1 一、直流电压与负载电阻的关系【实验要求】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。1、整流电路空载图22、负载电阻为10图33、

2、负载电阻为1图44、负载电阻为0.1图55、分析由图25可知，随着负载的增大（即电阻的减小），直流侧电压的振荡现象越显著，振荡幅度越大（在负载小时甚至没有振荡）。另外，随着负载的增大，直流侧电压的稳定值越来越小。二、电流波形与负载的关系：【实验要求】分别仿真负载电阻为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10（1）直流侧电流图6（2）a相交流电流图72、负载电阻为1.67（1）直流侧电流图8（2）a相交流电流图93、负载电阻为0.5（1）直流侧电流图10（2）a相交流电流图114、分析规律首先，启动时直流侧电流出现一个很大的峰值；其次，随着负载的

3、增大（即电阻的减小），直流侧电流的振荡现象越显著，从启动到稳定所花费时间越长。而交流侧电流也存在类似规律，只是比较不太明显；再次，直流测所得到的电流都不是标准的直线形电流波形，而都有一定的波动。三、平波电抗器的作用：【实验要求】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。.1、直流侧加1mH电感图12（1）轻载50 直流侧电流图13 a相交流电流图14对于稳态时的交流电流波形进行傅里叶分析如下：图15图16由图可知，THD=19.69%。（2）重载0.5 直流侧电流图

4、17 a相交流电流图18对于稳态时的交流电流波形进行傅里叶分析如下：图19图20由图可知，THD=0.70%。2、直流侧未加1mH电感图21（1）轻载50 直流侧电流图22 a相交流电流图23对于稳态时的交流电流波形进行傅里叶分析如下：图24图25由图可知，THD=20.67%。（2）重载0.5 直流侧电流图26 a相交流电流图27对于稳态时的交流电流波形进行傅里叶分析如下：图28图29由图可知，THD=0.91%。3、比较分析首先，无论有没有加入平波电抗器，重载时的交流电流的THD总比轻载时的小，亦即重载时的交流电流的谐波含量比轻载时的小；其次，无论重载、轻载，加入平波电抗器后的交流电流的T

5、HD比没加时的要小些，也就是说，平波电抗器的加入有利于抑制交流电流的谐波。四、抑制充电电流的方法：【实验要求】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。观察仿真过程，可以发现电路启动时的电流非常大。这是因为启动时要向直流侧的支撑电容充电的缘故。启动时，电容两端压降为0，相当于短路，所以直流侧电流非常大。解决方法是：在直流侧加入一个充电电阻在充电开始时将其加入电路中，以限制充电电流；当电容充电完时，再将其短路，以防止其对电路造成的额外能耗。进行仿真验证如下：（1）仿真模型：图30其中，接触器设置在0.2s时闭合，负载电阻阻值是50，充电电阻阻值选定为300。（2）直流侧电流图31对比图18，可以发现启动电流降低了。另外，还有一种方法可以满足题目的要求，即设法使电容具有较为合适的初始电压，如此就没有因启动时电容短路而导致的电流过大的问题了。仿真的模型下图：图32首先，不设定电容的初始值，通过万用表模块，测得电容两端的波形如下：图33由图可知，稳定时电容两端电压大约为460V。因此，将电容的初始电