帶電容濾波的三相不控整流MATLAB仿真

1、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作業(yè)二題目：帶電容濾波的三相不控整流橋仿真禾U用simpowersystems建立三相不控整流橋的仿真模型。輸入三相電壓源，線電壓380V , 50Hz，內(nèi)阻0.001 Q。三相二極管整流橋可用“ Universal Bridge ”模塊，二極管采用默認(rèn)參數(shù)。直流濾波電容3300訴，負(fù)載為電阻。仿真時(shí)間0.3s。注：前三項(xiàng)只考慮穩(wěn)態(tài)情況，第四項(xiàng)注重啟動(dòng)過程。建立系統(tǒng)仿真模型如下圖仿真算法選擇ode23tb ，最大步長(zhǎng)為1陰，仿真時(shí)間0.3s理論計(jì)算： 當(dāng)二極管用理想開關(guān)代替，直流側(cè)空載時(shí)，輸出直流電壓與輸入交流線電壓的關(guān)系如下Vd0 3、.2/ll 1.35Vll 513V交流側(cè)

2、電流有效值交流側(cè)基波電流有效值Is10.78Id1、直流電壓與負(fù)載電阻的關(guān)系：分別仿真整流電路空載及負(fù)載電阻為10、1和0.1歐姆時(shí)的情況。記錄直流電壓波形，根據(jù)仿真結(jié)果求出直流電壓，并比較分析其與負(fù)載的關(guān)系。 理論計(jì)算(1)空載時(shí)直流電壓 Ud=537.4V，紋波電壓 Ud=0Ud(no load)537.8537.6537.4537.2537 -536.8 -536.6 -536.4 -536.2 l-536 C11CJ:0.060.0620.0640.0660.0680.070.0720.0740.0760.0780.08Time/s 負(fù)載電阻為 50 Q時(shí) 直流電壓 Ud=533.2V

3、，紋波電壓 Ud=8.75V54VMau3055250.02Ud(R=50 ohm)0.030.040.060.070.05Time/s0.08(3)負(fù)載電阻為10 Q時(shí) 直流電壓 Ud=523.3V，紋波電壓 Ud=32.5000VUd (R=10 ohm)540505535530525U 5205155105000.060.0650.070.0750.080.085Time/s0.090.0950.10.105 負(fù)載電阻為1 Q時(shí)直流電壓 Ud=511.1V紋波電壓厶Ud= 70.9100 V540530520510U 5004904804704600.030.04Ud (R=1 ohm)

4、0.050.060.070.080.09Time/s 負(fù)載電阻為 0.1 Q時(shí)直流電壓 U d=493.5V 紋波電壓厶Ud= 64.9500 V結(jié)論：由以上仿真結(jié)果可得到如下結(jié)論：輸出直流電壓的值隨著負(fù)載電阻的減小而減小，輸出直流電壓紋波隨負(fù)載電阻的增大而增大。2、電流波形與負(fù)載的關(guān)系：分別仿真負(fù)載電阻為50、10、1.67和0.5時(shí)的情況。記錄直流電流和a相交流電流，并分析規(guī)律。負(fù)載電阻為50 Q時(shí)，a相交流電流和直流電流波形如下圖:la(R=50)0.0550.060.0650.070.0750.080.0850.090.0950.10.105Time/sIa(R=50)0.0550.0

5、60.0650.070.0750.080.0850.090.0950.10.105Time/s(1)負(fù)載電阻為10 Q時(shí)，a相交流電流和直流電流波形如下圖:la(R=10)Time/sIa(R=10)負(fù)載電阻為1.67 Q時(shí)，a相交流電流和直流電流波形如下圖（臨界電流連續(xù)）la(R=1.67)Time/sIa(R=1.67)0.010.020.030.040.070.080.090.050.06Time/s0.1輸出直流電流臨界連續(xù)(3)負(fù)載電阻為0.5 Q時(shí)，a相交流電流和直流電流波形如下圖la(R=0.5)Time/sIa(R=0.5)結(jié)論：由以上仿真結(jié)果可得到以下結(jié)論，隨著負(fù)載電阻的減小

6、，直流側(cè)電流Id,交流側(cè)電流la逐漸增大，交流側(cè)電流的 THD隨著負(fù)載電阻的增大而減小，直流側(cè)電流有效值和交流側(cè)電流有效值具有如下的近似關(guān)系，擬合得到的直線方程為la 0.816Id與理論公式一致R(Q)Ia(A)Id(A)5022.6227.91074.8391.761.67283.2346.80.5842.11032當(dāng)負(fù)載電阻為1.67 Q時(shí)，輸出電壓為 Vd=512v，與理論計(jì)算接近。900Ala-ld Curve80070060050040030020010020040080010001200600Id/AIa-I d曲線3、平波電抗器的作用直流側(cè)加1mH電感。分別仿真輕載 50歐姆和

7、重載0.5歐姆時(shí)的情況，記錄直流和交流電流波形，并計(jì)算交流電流的THD。仿真同樣負(fù)載條件下，未加平波電抗器的情況，并加以比較分析。計(jì)算交流電流的THD負(fù)載電阻R( Q)加平波電抗器 L=1mH時(shí)的不加平波電抗器時(shí)的 THDTHD502.398%2.398%0.50.3426%0.3437% 加入平波電抗器 L=1mH,負(fù)載電阻為50 Q時(shí)不加平波電抗器，負(fù)載電阻為50 Q時(shí)la(R=50)Time/sIa(R=50)Time/s(2)加入平波電抗器 L=1mH,負(fù)載電阻為0.5 Q時(shí)Ia(L=1mH,R=0.5)Time/sIa(L=1mH,R=0.5)Time/s不加平波電抗器，負(fù)載電阻為 05 Q時(shí)la(R=0.5)la(R=0.5)Time/s分析：由上述仿真結(jié)果和計(jì)算結(jié)果可得，加入平波電抗器之后，輸出直流電流紋波更小,交流側(cè)電流的THD更小。4、抑制充電電流的方法觀察前述仿真中，啟動(dòng)時(shí)的直流電流大小，分析原因，提出解決方法并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。注意事項(xiàng)：(1)觀察可知，啟動(dòng)時(shí)直流電流瞬間由零增加到一個(gè)值，最終穩(wěn)定，如下圖所示la(R=50)原因:沒有在交流側(cè)加一個(gè)緩沖電路導(dǎo)致，啟動(dòng)電流變化過大。 解決的方法是在交流側(cè)串入電阻，在啟動(dòng)后，再將其短路。仿真輸出電流波形如下