電力電子課程設(shè)計(jì)之橋式整流電路

1、 電力電子課題仿真論文單相橋式半控整流電路（阻感負(fù)載，失控現(xiàn)象）摘 要：掌握MATLAB的使用，用MATLAB仿真軟件繪制單相橋式半控整流電路（阻感負(fù)載）并在不同觸發(fā)角下仿真出各輸出端的電壓波形圖，理解單相橋式半控整流電路阻感負(fù)載的工作原理和失控現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：電力電子；單相橋式半控整流電路；阻感負(fù)載；失控現(xiàn)象；MATLAB仿真Single-phase half-bridge-controlled rectifierAbstract：to make use of matlab. MATLAB simulation software rendering with single-phase half

2、-bridge rectifier control (sense of resistance load) and trigger a different angle under a simulation of the output voltage wave,Understanding of the single-phase half-bridge-controlled rectifier load resistance of the sense of principle and is out of controlKeywords：Power Electronics ; Single-phase

3、 half-bridge-controlled rectifier；A sense of resistance load；Is out of control；MATLAB simulation一、 引言整流電路是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它將交流電變成直流電，應(yīng)用十分廣泛，電路性形式多種多樣，各具特色?？蓮母鞣N角度對(duì)整流電路進(jìn)行分類，主要分類方式有：按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種；按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路；按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多項(xiàng)電路。二、 理論基礎(chǔ) 2.1 電路原理圖實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。圖中的VT1和VT2為觸發(fā)脈沖互差180°的晶閘管，VD1和VD2

4、為整流二極管。由這四個(gè)管子組成橋式電路。因?yàn)橹挥泄碴帢O的VT1和VT2可控，而共陽(yáng)極的VD1和VD2不可控，所以稱為橋式半控整流電路。電阻Rp和電感Ld為負(fù)載，若假定電感Ld足夠大，即wLd>>Rp，由于電感中電流不能突變，則可認(rèn)為負(fù)載電流在整個(gè)穩(wěn)態(tài)工作過(guò)程中保持恒值。由于橋式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，只要晶匣管道統(tǒng)，負(fù)載端總要加上正向電壓，而負(fù)載電流始終是單方向流動(dòng)，因此橋式半控整流電路只能工作在第一象限，因?yàn)閣Ld>>Rp，所以不論控制角為何值，負(fù)載電流Id波形的變化很小。單相橋式半控整流電路的計(jì)算公式：輸出電壓平均值： 輸出電流的平均值為： 2. 3 帶阻感負(fù)載時(shí)的工作情況1）

5、 在輸入電壓的正半周，觸發(fā)角處給晶匣管VT1加出發(fā)脈沖，電壓經(jīng)VT1和VD2向負(fù)載供電。電壓過(guò)零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通。但因此時(shí)有電位的高低，使得電流從VD2轉(zhuǎn)移至VD1， VD2關(guān)斷，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是VT1和VD1續(xù)流。2） 在輸入電壓的負(fù)半周觸發(fā)角時(shí)刻觸發(fā)VT2導(dǎo)通，則向VT1加反壓使之關(guān)斷，電壓經(jīng)VT2和VD1向負(fù)載供電。電壓過(guò)零變正時(shí)，VD2導(dǎo)通，VD1關(guān)斷。VT2和VD2續(xù)流，電壓又為零。3） 重復(fù)以上步驟。三、 實(shí)驗(yàn)仿真 1， 啟動(dòng)MATLAB6.5，進(jìn)入SIMULINK后新建文檔，繪制單相橋式全控整流系統(tǒng)模型如圖所示。 2，設(shè)置各個(gè)參數(shù)（1）

6、 設(shè)置晶匣管參數(shù)Rn=0.001,Lon=0H,Vf=0.8,Rs=10,Cs=250e-9（2） 設(shè)置交流電源參數(shù)U=100V,f=50Hz（3） 設(shè)置負(fù)載參數(shù)R=1,L=0.01H,C=inf（4） 設(shè)置=0°時(shí)的脈沖參數(shù)觸發(fā)信號(hào)1初相位為0.0，觸發(fā)信號(hào)2初相位為0.01脈沖1 脈沖2設(shè)置=45°時(shí)的脈沖參數(shù)觸發(fā)信號(hào)1初相位為0.01，觸發(fā)信號(hào)2初相位為0.0125脈沖1 脈沖2各端口波形如下圖：=0°時(shí)觸發(fā)信號(hào)1 觸發(fā)信號(hào)2電源電壓負(fù)載電流 流過(guò)晶匣管的電流晶匣管端電壓負(fù)載電壓=45°時(shí)觸發(fā)信號(hào)1 觸發(fā)信號(hào)2電源電壓負(fù)載電流流過(guò)晶匣管的電流 晶匣

7、管端電壓負(fù)載電壓四、 分析與結(jié)論利用MATLAB軟件中的Simulink平臺(tái)搭建單相橋式半控整流電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，觀測(cè)整流輸出電壓電流波形。在輸入電壓的正半周，觸發(fā)角處給晶匣管VT1加出發(fā)脈沖，電壓經(jīng)VT1和VD2向負(fù)載供電。電壓過(guò)零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通。但因此時(shí)有電位的高低，使得電流從VD2轉(zhuǎn)移至VD1， VD2關(guān)斷，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是VT1和VD1續(xù)流。在輸入電壓的負(fù)半周觸發(fā)角時(shí)刻觸發(fā)VT2導(dǎo)通，則向VT1加反壓使之關(guān)斷，電壓經(jīng)VT2和VD1向負(fù)載供電。電壓過(guò)零變正時(shí)，VD2導(dǎo)通，VD1關(guān)斷。VT2和VD2續(xù)流，電壓又為零。重復(fù)以上步驟。不論控制角為

8、何值，負(fù)載電流Id波形的變化很小。另外在實(shí)際應(yīng)用此電路時(shí)要加續(xù)流二極管，以避免可能發(fā)生的失控現(xiàn)象。若無(wú)續(xù)流二極管，則當(dāng)突然增大至180°或觸發(fā)脈沖丟失時(shí)，由于電感儲(chǔ)能不經(jīng)變壓器二次繞阻釋放，只能消耗在負(fù)載電阻上，會(huì)發(fā)生一個(gè)晶匣管持續(xù)導(dǎo)通而兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使輸出電壓變成正弦半波，即半周期為正弦，另外半周期為零，其平均值保持恒定，相當(dāng)于單相半波不可控整流電路時(shí)的波形，成為失控。有續(xù)流二極管時(shí)，續(xù)流過(guò)程由續(xù)流二極管完成，在續(xù)流階段晶匣管關(guān)斷，這就避免了某一個(gè)晶匣管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控的現(xiàn)象。同時(shí)，續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個(gè)管壓降，少了一次管壓降，有利于降低損耗。參考資料參考文獻(xiàn)1王兆