【《三相6脉波整流电路的matlab仿真模型分析案例》2700字】

三相6脉波整流电路的matlab仿真模型分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u15534三相6脉波整流电路的matlab仿真模型分析案例 135521.1仿真搭建 180921.2仿真结果及分析 51.1仿真搭建图1三相6脉波整流电路matlab仿真的模型图1所示为三相6脉波整流电路matlab仿真的模型。变压器原边接三相电网，变压器副边给三相6脉波整流电路供电[1]。三相6脉波整流电路由6个晶闸管构成[14,15]。图2三相交流电源参数的设置图2为三相交流电源参数的设置，每一相电源的频率为50Hz，电压有效值为220V，。三相交流电源的相位差为120°[2,16]。图3三相变压器参数的设置图3为三相变压器参数的设置。变压器变比设置为1，由于原边交流电源的频率为50Hz，因此变压器的频率也设置为为50Hz。原边交流电源的有效值为220V，所以变压器副边的交流电压有效值也为220V，即三相6脉波整流电路的U2为220V。图4晶闸管参数的设置图4为晶闸管参数的设置，晶闸管的内阻设置为0.001Ω，通态压降设置为0.8V，其他参数采用系统默认的参数。对于VT1，可以选择Showmeasurementport可以测量它的电压和电流。三相6脉波整流电路上桥臂的晶闸管VT1、VT3、VT5导通时间依次相差120°，下桥臂的晶闸管VT4、VT6、VT2导通时间也依次相差120°，同一桥臂的晶闸管导通时间相差180°，每个晶闸管导通角120°，每隔60°就换一次相[13,17]。图5晶闸管脉冲发生器模块图5为晶闸管脉冲的发生器的模块，模块端口1为触发角；端口二为三相交流电源的相位；端口3为脉冲封锁端口，输入为零意味着不封锁，因此脉冲可以正常发出。图6直流侧负载模块参数的设置图6为直流侧负载模块参数的设置，可以选择电阻电感电容负载进行组合。由于是直流侧负载，本设计采用电阻负载或者电阻电感负载。电阻R=2Ω，电感L=10mH。图7平均值测量模块参数的设置图7为平均值测量模块参数的设置，由于直流侧是一个基波周期脉动6次，需要对这六次进行平均或者对一个脉动的周期进行平均。图8powergui模块参数的设置图8为powergui模块参数的设置，该模块主要设置系统仿真运行的算法，如果采用离散的算法，需要设置离散时间。本文采用离散的算法，离散时间为10us。1.2仿真结果及分析1、触发角α=30°，带电阻负载R=2Ω的仿真结果图9直流侧电压ud的仿真波形图9为直流侧电压ud的仿真波形，在一个周期内有6个脉波，仿真结果验证了所搭建三相6脉波整流电路的正确性。图10直流侧电压ud平均值的仿真波形图11直流侧电流id的仿真波形图12直流侧电流id平均值的仿真波形对于三相6脉波整流电路，直流侧电压ud平均值的计算公式为进一步可得直流侧电流的平均值为图10为直流侧电压ud平均值的仿真波形，由图可以看出其值大约为443.7V，与理论值非常吻合。图11为直流侧电流id的仿真的波形，由于直流侧负载为电阻，因此电压与电流的波形形状相同。图12直流侧电流id平均值的仿真波形，由图可以看出其值大约为221.8A，与上文计算出的理论值吻合的很好。图13变压器副边a相电流的仿真波形图14晶闸管VT1两端电压的仿真波形图15晶闸管VT1电流的仿真波形图13为变压器副边a相电流的仿真波形。当晶闸管VT1导通时，变压器副边a相电流为正值，与直流侧电流相同；当晶闸管VT4导通时，变压器副边a相电流为负值，与直流侧电流相反。当两个晶闸管均关断时，变压器副边a相电流为零[3]。图14晶闸管VT1两端电压的仿真波形。当晶闸管VT1导通时，其两端电压为零，并且一个基波周期只导通120°。当晶闸管VT1关断时，其两端电压为线电压较大的片段的组合。仿真结果与理论值分析一致。图15为晶闸管VT1电流的仿真波形。当晶闸管VT1导通时，其电流和直流侧电流相等，并且一个周期只导通120°，因此波形为两脉波的形状，该基波周期的其他时间段内，电流为零。2、触发角α=60°，带电阻负载R=2Ω的仿真结果图17直流侧电压ud的仿真波形图18直流侧电压ud平均值的仿真波形图19变压器副边a相电流的仿真波形图20晶闸管VT1两端电压的仿真波形图21晶闸管VT1电流的仿真波形图17至图21为触发角α=60°，带电阻负载R=2Ω的仿真结果。图17为直流侧电压ud的仿真波形，可以看出触发角α=60°为直流侧电压连续和断续的临界点[4]。直流侧电压ud平均值的计算结果为图18为直流侧电压ud平均值的仿真波形，由图可知其值为254.7V，与理论值一致。图19为变压器副边a相电流的仿真波形，图20为晶闸管VT1两端电压的仿真波形，图21为晶闸管VT1电流的仿真波形。3、触发角α=90°，带电阻负载R=2Ω的仿真结果图22直流侧电压ud的仿真波形图23直流侧电压ud平均值的仿真波形图24变压器副边a相电流的仿真波形图25晶闸管VT1两端电压的仿真波形图26晶闸管VT1电流的仿真波形图22至图26为触发角α=90°，带电阻负载R=2Ω的仿真结果。图22为直流侧电压ud的仿真波形当触发角增大到90°时，直流侧电压以及出现了断续现象。直流侧电压平均值的计算结果为图23为直流侧电压ud平均值的仿真波形，其值约为67.6V，与理论值计算一致。图24为变压器副边a相电流的仿真波形，图25为晶闸管VT1两端电压的仿真波形，图26为晶闸管VT1电流的仿真波形[5]。4、触发角α=30°，带阻感负载R=2Ω，L=10mH的仿真结果图27直流侧电压ud的仿真波形图28直流侧电压ud平均值的仿真波形图29直流侧电压id的仿真波形图30直流侧电压id平均值的仿真波形图31变压器副边a相电流的仿真波形图32晶闸管VT1两端电压的仿真波形图33晶闸管VT1电流的仿真波形图27至图33为触发角α=30°，带阻感负载R=2Ω，L=10mH的仿真结果。图27为直流侧电压ud的仿真波形，图28为直流侧电压ud平均值的仿真波形。由于直流电压并未出现断续，因此电压波形以及电压的平均值均与纯电阻负载时相同。图29为直流侧电压id的仿真波形由于大电感的存在，电流的波形不再与电压波形一样，电流波动明显减小。图30为直流侧电压id平均值的仿真波形，由于直流侧电压的平均值不变，电阻不变，因此电流的平均值不变[5]。图31为变压器副边a相电流的仿真波形，图32为晶闸管VT1两端电压的仿真波形，图33为晶闸管VT1电流的仿真波形。5、触发角α=90°，带阻感负载R=2Ω，L=10mH的仿真结果图34直流侧电压ud的仿真波形图35直流侧电压ud平均值的仿真波形图36直流侧电压id的仿真波形图37变压器副边a相电流的仿真波形图34为直流侧电压ud的仿真波形，由图可以看出，由于大电感的续流作用，晶闸管导通的时间增加，导致直流侧电压出现负值的现象。图35为直流侧电压ud平均值的仿真波形，由于直流侧电压出现负值，与图23相比，直流电压的平均值减小。图36为直流侧电压id的仿真波形，图37为变压器副边a相电流的仿真波形，与图24相比，电流基本上没有断续的现象。1.3总结本章主要介绍了如何搭建三相6脉波整流电路的matlab仿真模型，以及在多延迟角下的电压电流波形。首先介绍了三相6脉波电路的整体仿真的模型图以及各个模块设置情况。随后分别