第二章电力电子整流电路仿真

1、第二章第二章 电力电子整流电路仿真电力电子整流电路仿真2.1电力电子仿真常用的测量模块简介电力电子仿真常用的测量模块简介2.2单相桥式整流电路仿真单相桥式整流电路仿真2.3三相半波可控整流电路仿真三相半波可控整流电路仿真2.4三相桥式全控整流电路仿真三相桥式全控整流电路仿真2.5三相半控桥式整流电路仿真三相半控桥式整流电路仿真从图2-12可以看出，桥臂为2，电力电子元器件为晶闸管，其它参数为默认值。参数设置，电阻为100，电感为0H，电容为inf仿真结果如图2-16所示。得到仿真结果如图2-26所示。现在负载电路加上续流管，仿真模型如图2-30所示。仿真结果如图2-31所示。仿真结果如图2-3

2、3所示。现把延迟角改为31，为了看清电阻两端电压是断续的，特把X轴放大， 现把延迟角分别改为120、150。仿真结果如图所示整流桥的参数和图2-41相同，仿真模型的其它参数设置和前面相同 l 仿真结果如图2-52、2-53所示。可以看出仿真结果和前面相同。l 上面分析，忽略了交流供电电源阻抗的影响，认为换流是瞬时进行的，实际上交流供电电源，总存在电源阻抗，如电源变压器的漏电感、为了限制短路电流加上交流进线电抗等。当交流侧存在电抗时，在电源相线中电流就不可能突变，换流时原导通相电流衰减到零需要一段时间，而导通相电流的上升也需要时间，即电路的换流不是瞬时完成，而是有一段换流时间。下面就考虑交流电源

3、存在电感三相整流电路的仿真。l 2.3.3考虑交流电源存在电感三相不可控整流电路的仿真考虑交流电源存在电感三相不可控整流电路的仿真l 考虑交流电源存在电感三相不可控整流电路的仿真模型如图2-54所示。从仿真模型可以看出，和图2-36相比较，在电源侧加了电感，取值为0.001H。而电力电子元件为二极管，路径为SimpowerSystems/Power Electronics/Diode，参数设定为默认值。阻感性负载电阻为10，电感为0.01H。测量阻感性负载的电压和电流以及电流的平均值。仿真算法采用ode15s，仿真时间为1s。仿真结果如图2-55所示。为了比较电源侧有电感和无电感，也即是否存在

4、重叠角时候，阻抗性负载两端电压平均值的区别，特把两者仿真结果做比较，图2-57是电源侧无电感的阻抗性负载电压的平均值， 图2-58是电源侧有电感阻抗性负载的电压平均值（把电源侧电感去掉仿真即可）。2.3.4考虑电源侧存在电感的三相半波可控整流电路仿真考虑电源侧存在电感的三相半波可控整流电路仿真 考虑电源侧存在电感的三相半波可控整流电路仿真模型如图2-59所示，和图2-32比较，在电源侧只加了三个电感，电感取值为0.001H。负载电路仍是电阻R=10，电感为1H。仿真算法采用ode15s， 仿真时间为1s。029仿真结果如图2-60所示。从仿真结果可以看出，由于电源侧存在电感，使得负载电压波形和

5、电流波形出现换流重叠角，这都是电源电感引起的。用现成的模块Universal Bridge进行三相半波可控整流电路接反电动势负载仿真。仿真模型如图2-51所示。2.4三相桥式整流电路仿真三相桥式整流电路仿真三相半波整流电路比单相整流电路波形平直，而且三相负荷均衡，得到广泛的应用，但每相只有1/3周期导通，电源利用率较低，所以在大功率常用三相桥式整流电路。三相桥式整流电路仿真模型如图2-62所示。将主电路和控制电路的仿真模型按照如图2-63连接，即得三相桥式整流电路仿真模型。 仿真算法采用ode15s，仿真时间为1s。 时仿真结果如图2-64所示。o0从仿真结果可以看出三相桥式全控整流电路有如下

6、特点。1）共阴极正组每只晶闸管门极触发脉冲相位差为120，共阳极组每只晶闸管门极触发脉冲为120，接在同一绕组上的两只晶闸管门极触发脉冲为180，门极触发脉冲的顺序是123456，同步6脉冲触发器与其对应。相邻顺序门极触发脉冲相位差60。2）电流连续时每一只晶闸管在一周期内导通120，阻断 240。 3）变压器二次侧相电流不存在直流分量，克服了三相半波电路的缺点。4）每一只晶闸管承受的最大电压为变压器二次侧线电压峰值，如果电路直接由电网供电，这就是供电电源线电压峰值。5）三相全控桥式整流电路负载电压的获得必需有两只晶闸管同时导通，其中一只晶闸管在共阴极正组，另一只晶闸管在共阳极正组，而且这两只导通的晶闸管不在同一相内，因此负载上的电压是两相电压之差，即线电压，输出电压脉动平率是电源频率的6倍，即一周期内有6次脉动。o60o90图2-65 为的仿真结果、。l 取三相电源，三个触发脉冲器，参数设置和三相半波可控整流电路相同，负载取100，搭建仿真模型如图2-70所示。l 仿真算法采用ode15s，仿真时间为1s。仿真结果如图2-71所示现把负载改为阻感性负载，电阻R=100，电感为1H，给定不同的触发