單相橋式全控整流電路Matlab仿真完美

1、目錄完美篇單相橋式全控整流電路仿真建模分析1（一）單相橋式全控整流電路（純電阻負(fù)載）21 .電路的結(jié)構(gòu)與工作原理22.建模33仿真結(jié)果與分析44小結(jié)6（二）單相橋式全控整流電路（阻-感性負(fù)載）71 .電路的結(jié)構(gòu)與工作原理72.建模83仿真結(jié)果與分析104.小結(jié)12（三）單相橋式全控整流電路（反電動勢負(fù)載）131 .電路的結(jié)構(gòu)與工作原理132.建模143仿真結(jié)果與分析164小結(jié)18單相橋式全控整流電路仿真建模分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、不同負(fù)載時，單相全控橋整流電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析。2、在仿真軟件Matlab中進(jìn)行單相可控整流電路的建模與仿真，并分析其波形。二.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）單相橋式全控整流電

2、路（純電阻負(fù)載）1.電路的結(jié)構(gòu)與工作原理1.1電路結(jié)構(gòu)單相橋式全控整流電路（純電阻負(fù)載）的電路原理圖（截圖）1.2工作原理用四個晶閘管，兩只品閘管接成共陰極，兩只晶閘管接成共陽極，每一只晶閘管是一個橋臂。（1）在u2正半波的（0a）區(qū)間：晶閘管VT1、VT4承受正壓，但無觸發(fā)脈沖。四個晶閘管都不通。假設(shè)四個晶閘管的漏電阻相等，則uT1.4=uT2.3=1/2u2。（2）在u2正半波的t=a時刻：觸發(fā)晶閘管VT1、VT4使其導(dǎo)通。電流沿cVT1-R-VT4-b-Tr的二次繞組一a流通，負(fù)載上有電壓（ud=u2）和電流輸出，兩者波形相位相同且uT1.4=0o此時電源電壓反向施加到晶閘管VT2、VT

3、3上，使其承受反壓而處于關(guān)斷狀態(tài)，則uT2.3=1/2u2。晶閘管VT1、VT4一直導(dǎo)通到cot=Tt為止，此時因電源電壓過零，晶閘管陽極電流下降為零而關(guān)斷。（3）在u2負(fù)半波的（冗冗+a）區(qū)間：晶閘管VT2、VT3承受正壓，因無觸發(fā)脈沖，VT2、VT3處于關(guān)斷狀態(tài)。止匕時，uT2.3=uT1.4=1/2u2。（4）在u2負(fù)半波的t=兀+a時亥1J:觸發(fā)晶閘管VT2、VT3,元件導(dǎo)通，電流沿b-VT3-R-VT2-a-Tr的二次繞組一b流通，電源電壓沿正半周期的方向施加到負(fù)載電阻上，負(fù)載上有輸出電壓（ud=-u2）和電流，且波形相位相同。此時電源電壓反向加到晶閘管VT1、VT4上，使其承受反壓

4、而處于關(guān)斷狀態(tài)。晶閘管VT2、VT3一直要導(dǎo)通到cot=2冗為止，此時電源電壓再次過零，晶閘管陽極電流也下降為零而關(guān)斷。晶閘管VT1、VT4和VT2、VT3在對應(yīng)時刻不斷周期性交替導(dǎo)通、關(guān)斷。1.3基本數(shù)量關(guān)系a.直流輸出電壓平均值122U21cosUd2U2sintd(t)21cos0.9U22b.輸出電流平均值2.建模在MATLAB新建一個Model,命名為dianlu4,同時模型建立如下圖所示:圖2單相橋式全控整流電路（純電阻負(fù)載）的MATLA防真模型2.1模型參數(shù)設(shè)置a.交流電源參數(shù)UdId-RU21cos0.9-type:Jisiefaserltype:JisiefaserlzJuA

5、CVfiltEREGcuTGe(mask)(llldOIdealiinusoidslAtVolt&scurce.PulseGenerator的參數(shù)Peakastplttudc:T；：b.同步脈沖信號發(fā)生器參Tiziet：:UtaEinulatiantixsDKCancelHelpDKCancelHelpApplyApplyPazrersTinetTinet: :ITGKianlatlofttisKianlatlofttis Amplituii-e:|a|aPexic-dLEesa);I I亡。wPulseFldtAPulseFldtA(%(%ofDofDri*dri*d: :11Pha

6、sadPhasad laylay(saci):|(saci):|Q Q3 30)0) 002*0.002*0.01|01|FJ?FJ?IntInt TprTprtvectorparapettxsastvectorparapettxsas1 1一D Dc.示波器參數(shù)示波器五個通道信號依次是：通過晶閘管電流Ial；晶閘管電壓Ual；電源電流i2通過負(fù)載電流Id；負(fù)載兩端的電壓Udod.電阻R=1歐姆3仿真結(jié)果與分析a.觸發(fā)角a=0,MATLAB仿真波形如下：圖3a=0。單相橋式全控整流電路仿真結(jié)果（純電阻負(fù)載）（截圖）b.觸發(fā)角a=30,MATLAB仿真波形如下:PulsetreePulsetre

7、e：|Tisiebaaed|Tisiebaaeda=30。單相橋式全控整流電流仿真結(jié)果（純電阻負(fù)載）（截圖）c.觸發(fā)角a=60,MATLAB仿真波形如下：a=60。單相橋式全控整流電路仿真結(jié)果（純電阻負(fù)載）（截圖）d.觸發(fā)角a=90,MATLAB仿真波形如下:a=90。單相橋式全控整流電路仿真結(jié)果（純電阻負(fù)載）（截圖）IIIInonon n笫1010在電源電壓正半波（0九）區(qū)間，晶閘管承受正向電壓，脈沖UG在wt=處觸發(fā)品閘管VT1和VT4,晶I、管VT1,VT4開始導(dǎo)通，形成負(fù)載電流id,負(fù)載上有輸出電壓和電流。在t=冗時刻，U2=0,電源電壓自然過零，晶閘管電流小于維持電流而關(guān)斷，負(fù)載電流

8、為零。在電源電壓負(fù)半波（冗2t）區(qū)間，晶閘管VT1和VT4承受反向電壓而處于關(guān)斷狀態(tài)，晶閘管VT2和VT3承受正向電壓，脈沖UG在cot=處觸發(fā)，晶閘管VT2,VT3開始導(dǎo)通，形成負(fù)載電流id,負(fù)載上有輸出電壓和電流。4小結(jié)在單項全控橋式整流電路電阻性負(fù)載電路中（圖4-1）,要注意四個晶閘管1,4和品閘管2,3的導(dǎo)通時間相差半個周期。脈沖發(fā)生器參數(shù)設(shè)置公式：（1/50）*（a/360）。在這次的電路建模、仿真與分析中，我對電路的建模仿真軟件熟練了很多，對電路的了解與分析也加深了很多，比如品閘管壓降的變化，負(fù)載電流的變化。（二）單相橋式全控整流電路（阻-感性負(fù)載）e597a-Numbered_d

9、f93f6e3-7a95-41be-a39d-35a1a70ff.電路的結(jié)構(gòu)與工作原理電路結(jié)構(gòu)單相橋式全控整流電路（阻-感性負(fù)載）的電路原理圖（截圖）工作原理（1）在U2正半波的（0a）區(qū)間：晶閘管VT1、VT4承受正壓，但無觸發(fā)脈沖，處于關(guān)斷狀態(tài)。假設(shè)電路已工作在穩(wěn)定狀態(tài)，則在0a區(qū)間由于電感釋放能量，晶閘管VT2、VT3維持導(dǎo)通。（2）在U2正半波的t=a時刻及以后：在t=a處觸發(fā)晶閘管VT1、VT4使其導(dǎo)通，電流沿a-VTL-FHVT-b-Tr的二次繞組一a流通，此時負(fù)載上有輸出電壓(ud=u2)和電流。電源電壓反向加到晶閘管VT2、VT3上，使其承受反壓而處于關(guān)斷狀態(tài)。(3)在u2負(fù)半

10、波的(冗冗+a)區(qū)間：當(dāng)t=Tt時，電源電壓自然過零，感應(yīng)電勢使晶閘管VT1、VT4繼續(xù)導(dǎo)通。在電壓負(fù)半波，晶閘管VT2、VT3承受正壓，因無觸發(fā)脈沖，VT2、VT3處于關(guān)斷狀態(tài)。(4)在U2負(fù)半波的cot=Tt+a時刻及以后：在t=Tt+a處觸發(fā)晶閘管VT2、VT3使其導(dǎo)通，電流沿b-VTL-R-VT2a-Tr的二次繞組一b流通，電源電壓沿正半周期的方向施加到負(fù)載上，負(fù)載上有輸出電壓(ud=-u2)和電流。此時電源電壓反向加到VT1、VT4上，使其承受反壓而變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)。晶閘管VT2、VT3一直要導(dǎo)通到下一周期cot=2冗+a處再次觸發(fā)晶閘管VT1、VT4為止。從波形可以看出a90。輸出電壓

11、波形正負(fù)面積相同，平均值為零，所以移相范圍是090?？刂平莂在090。之間變化時，晶閘管導(dǎo)通角8三九，導(dǎo)通角8與控制角a無關(guān)?；緮?shù)量關(guān)系a,直流輸出電壓平均值Ud1x2U2sintd(t)0.9U2cosb,輸出電流平均值Ude597a-Numbered_df93f6e3-7a95-41be-a39d-35a1a70ff.建模在MATLAB新建一個Model,命名為dianlu5,同時模型建立如下圖所示2、2U2cosId單相橋式全控整流電路（阻-感性負(fù)載）的MATLA防真模型2.1模型參數(shù)設(shè)置a.交流電源參數(shù)b.同步脈沖信號發(fā)生器參數(shù)PulseGenerator的參數(shù)PulseGenera

12、torl的參數(shù)ParsLmeiersPulse1yps:Timebstse；dyTime(tj:；Usesimulationtime7AmplitudeAmplitude：| |3 3Period(secs)|口.之FuiseWidthgofperiadj:30Phasedelay(secs);-01+(001/18C)*3D叵IInterpretvectorpareirrieters目宅1-DC.電阻電感參數(shù)d.示波器參數(shù)示波器五個通道信號依次是：通過晶閘管電流Ial;晶閘管電壓Ual;電源電流i2通過負(fù)載電流Id;負(fù)載兩端的電壓Ud。3仿真結(jié)果與分析a.觸發(fā)角a=0,MATLAB仿真波形如

13、下:a=0。單相橋式全控整流電路仿真結(jié)果（阻-感性負(fù)載）（截圖）b.觸發(fā)角a=30,MATLAB仿真波形如下:TOO2Od.觸發(fā)角a=90。，MATLAB仿真波形如下:a=90。單相橋式全控整流電路仿真結(jié)果（阻-感性負(fù)載）（截圖）4.小結(jié)由于電感的作用，輸出電壓出現(xiàn)負(fù)波形；當(dāng)電感無限大時，控制角a在090之間變化時，晶閘管導(dǎo)通角8=冗，導(dǎo)通角8與控制角a無關(guān)。輸出電流近似乎直,流過晶閘管和變壓器副邊的電流為矩形波。a=120。時的仿真波形，此時的電感為有限值，品閘管均不通期間，承受二分之一的電源電壓。a=60。單相橋式全控整流電路仿真結(jié)果（阻-感性負(fù)載）（截圖）50011AiX111100,0

14、50.10.150.20,250.3D,350.40.1ITimecffserl:0LLL（三）單相橋式全控整流電路（反電動勢負(fù)載）.電路的結(jié)構(gòu)與工作原理電路結(jié)構(gòu)單相橋式全控整流電路（反電動勢負(fù)載）的電路原理圖（截圖）工作原理當(dāng)整流電壓的瞬時值ud小于反電勢E時，晶閘管承受反壓而關(guān)斷，這使得品閘管導(dǎo)通角減小。晶閘管導(dǎo)通時，ud=u2,晶閘管關(guān)斷時，ud=E與電阻負(fù)載相比品閘管提前了電角度6停止導(dǎo)電，6稱作停止導(dǎo)電角。若a6時，觸發(fā)脈沖到來時，品閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。為了使晶閘管可靠導(dǎo)通，要求觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)品閘管開始承受正電壓時，觸發(fā)脈沖仍然存在。這樣，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲，即

15、a=6。cere33arcsinE、2U2Id7X7XVT2VT2大VT4.建模在MATLAB新建一個Model,命名為dianlu6,同時模型建立如下圖所示:圖17單相橋式全控整流電路（反電動勢）的MATLA的真模型2.1模型參數(shù)設(shè)置a.交流電源參數(shù)K KI IC Care.celHelpare.celHelpApplyApplyb.同步脈沖信號發(fā)生器參數(shù)PulseGenerator的參數(shù)ParsimelersPulse(ype：TimebasedyTime(t)iUsesimulationtimeYAmplitude：|一Pslice!Pslice!fsecsVfsecsV0UZPulse

16、Width(%ofperiod)：口Pheisedelay(sacs):(0017T80)*30回IrnerptHtvectorpeirefnfedLersas1-DPulseGeneratorl的參數(shù)ParametersPulse1ype:Timebased3Time(t):UsesimulationtimevAmplitude:丁一Period(事修匚值丁口.02PulseWidthMofperiod)14Phasedelay(sacs);后&*(b-oi7Taori*(b-oi7Taori萬FlIriltrpretvector|jarcimetfeirso.s1-DC.電阻、反電動勢參數(shù)電阻參數(shù)反電動勢參數(shù)OKOKI ICancelCancelHelpHelpI IApplyApplyd.示波器參數(shù)示波器五個通道信號依次是：通過晶閘管VT1.VT4電流Ial;晶閘管VT1.VT4電壓Ual;電源電流i2通過負(fù)載電流Id;負(fù)載兩端的電壓Ud;通過晶閘管VT2.VT3電流電壓。3仿真結(jié)果與分析a.觸發(fā)角a=0,MATLAB仿真波形如下a=00單相橋式全控整流電路仿真結(jié)果（反電動勢負(fù)載）（截圖）b.觸發(fā)角a=30,MATLAB仿真波形如下:a=600單相橋式全控整流電路仿真結(jié)果（反電動勢負(fù)載）（截圖）d.觸發(fā)角a=90,MATLAB仿