串聯(lián)多重12脈整流電路課程設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上電力電子技術課程設計 班級 電氣1002班 學號 姓名 揚州大學 能源與動力工程學院電氣及自動化工程 二零一四年一月目錄專心-專注-專業(yè)摘要近些年來隨著電力電子技術的快速發(fā)展，電力電子技術已廣泛應用于各個領域。直流整流器是以電力電子技術為基礎發(fā)展起來的。它是利用電力電子技術的基本特點以小信號輸入控制很大的功率輸出，放大倍數(shù)極高，這就是電力電子設備成為強、弱電之間接口的基礎。利用這一特點能獲得節(jié)能、環(huán)保、高效、高可靠性、安全良好的經濟效益。整流電路是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔艿囊环N裝置，整流電路是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種。它的發(fā)展還與其他許多基礎學科有著緊密的聯(lián)系，如微

2、電子技術、計算機技術、拓撲學、仿真技術、信息處理與通信技術等等。每一門學科或專業(yè)技術的重大發(fā)展和突破都為電力電子技術的發(fā)展帶來了巨大的推動力。關鍵詞：整流電路；控制電路；觸發(fā)電路；保護電路；第1章 緒論1.1 電力電子技術的發(fā)展近年來電力電子技術發(fā)展異常迅速，新型元器件頻繁換代、層出不窮，應用領域不斷擴大，日趨成熟。電力電子技術在生產自動化、節(jié)能降耗、信息技術和日用電器等多方面越來越產生著舉足輕重的影響。電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行控制和轉換的。早在20世紀三四十年代，人們就開始應用電機組、貢弧整流器、閘流管、電抗器、接觸器等進行對電能的變換和控制，這樣的變流裝置存在著以下明顯的缺

3、點：如功率放大倍數(shù)低，相應慢，體積大，功耗大，效率低和噪聲大。20世紀50年代初，普通的整流器SR(semiconductor rectifier)開始使用，實際上已經開始取代貢弧整流器。但電力電子技術真正的開始是由于19571958年第一個反向阻斷型可控硅SCR(silicon controlled rectifier)的誕生，后稱晶閘管(thyristor)。一方面由于其功率變換能力的突破，另一方面實現(xiàn)了弱電對以晶閘管為核心的強電變換電路的控制，是電子技術步入了功率領域。變流裝置有旋轉方式變?yōu)殪o止方式，具有提高效率、縮小體積、減輕重量、延長壽命、消除噪聲、便于維修等優(yōu)點。 20世紀70年代

4、后期，尤其是20世紀80年代以后各種高速、大功率、全控型的器件先后問世，并獲得迅速發(fā)展。如可關斷晶閘管GTO(gate-turn-off-thyristor)、大功率(巨型)晶體管GTR(giant transistor)、功率場效應晶體管Power MOSFET（Metal-Oxide Semiconductor）等。隨著集成工藝的提高和突破，20世紀80年代中期電力電子的另一個重要進展是誕生了功率集成電路，也稱PIC（Power IC）和智能功率模塊IPM（intelligent power model）。這些期間實現(xiàn)了功率器件與電路的總體集成，它使微電子技術與電子技術相輔相成，把信息科學

5、融入功率變換。新型的電力半導體器件的特點是：全控化、集成化、高頻化、高效率、低諧波、高功率因數(shù)、變換器小型化、控制技術數(shù)字化和微機化。電力半導體器件特性的每一步新發(fā)展都引起了變換電路和控制技術的相應突破?？傊?，電力電子裝置在減小體積和重量、提高效率、增加快速性以及增高電壓、擴大電流、提高頻率等方面均會有較大的進展。由于有性能優(yōu)良的電力半導體開關器件、性能大為改善的磁性和絕緣材料、計算機、大規(guī)模集成電路技術、頻率高達兆赫及的電能處理方法、新型電路拓撲結構及分析方法的不斷突破，使今天的電力電子技術具有全新面貌。1.2 電力電子技術在直流整流器上的應用在電力電子技術中把交流電壓換成固定或可調的直流電

6、壓，即為AC/DC變換，如可控整流器。傳統(tǒng)的AC/DC變換是利用晶閘管和相控技術，依靠電網電壓換流實現(xiàn)的。直流整流器就是利用這種技術來實現(xiàn)對所需調壓范圍進行控制的。至今工業(yè)中應用的大多數(shù)是這類整流裝置，其電路拓撲早在閘流管時代已基本確定。為了滿足我國經濟的高速發(fā)展，工農業(yè)大生產及科研、國防的需要,應大力發(fā)展中大型可調電源成套裝置。例如大型高電壓電力試驗站，大型加熱及自動控溫裝置，電機、變壓器、電氣開關等。生產大中型可調電源成套裝置，必須對各類整流器的單機容量、質量標準及特殊使用要求等提出新的課題研究。1.3 整流器的發(fā)展傳統(tǒng)的整流器主要使用變壓器的原理根據(jù)所需電壓的大小來進行調節(jié)，這種整流器存

7、在著調壓范圍窄、裝置體積大、不易操作、諧波干擾等諸多問題。隨著電力電子技術的迅速發(fā)展，利用可控整流器，通過控制晶閘管導通和關段的時間進行調壓。相控晶閘管具有對稱的阻斷特性和較低響應速度，這類整流的特點是控制簡單，運行可靠，適宜超大功率應用。相控整流器存在的問題是產生低次諧波，對電網是滯后功率因數(shù)的負載，這種非線性負載的迅速增多對電網產生了嚴重影響。1.4 本設計研究的主要內容及方法根據(jù)電力電子器件以及電力電子技術對整流電路進行設計，計算出相關元器件的數(shù)值，熟練掌握晶閘管及整流管的工作特性。結合所學的知識設計主電路，闡述串聯(lián)多重12脈整流電路的工作過程及波形；主電路中所用器件的參數(shù)計算，并根據(jù)參

8、數(shù)值選擇所用晶閘管、二極管等設備。其次研究了晶閘管的觸發(fā)電路和構成觸發(fā)電路的各個環(huán)節(jié)的工作狀況；從而使整流裝置的各項指標達到設計的要求。對于主電路中的各種保護電路的設計及其參數(shù)的計算，并且根據(jù)所算出的各種參數(shù)值確定所用器件的額定值。第2章 總體設計方案2.1最優(yōu)方案選取應用最為廣泛的整流電路有：單相半波可控整流電路、單相橋式全控整流電路、單相全波可控整流電路、單相橋式半控整流電路、三相半波可控整流電路、三相不可控整流電路、三相橋式全控整流電路、三相橋式半控整流電路、帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路、串聯(lián)12脈波全控整流電路、并聯(lián)12脈波全控整流電路。本文需設計的整流器交流電源是三相的，所以單

9、相半波可控整流電路、單相橋式全控整流電路、單相全波可控整流電路、單相橋式半控整流電路都不適用于本次設計。三相半波可控整流電路、三相不可控整流電路、三相橋式全控整流電路、三相橋式半控整流電路，都不適用于大功率整流電路，所以本次設計沒有采用。帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路、串聯(lián)12脈波全控整流電路、并聯(lián)12脈波全控整流電路，都適用于大功率整流，但帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路多適用于需要輸出低電壓大電流的裝置。對于交流輸入電流來說，采用串聯(lián)12脈波整流電路和并聯(lián)12脈波整流電路的效果是相同的。由于可控整流裝置用來驅動直流電動機(其容量較大)，容易引起交流側的高次諧波，對電網的干擾嚴重。采用

10、12脈波全控整流電路（多重化整流電路），這種整流電路的功率因數(shù)較高，對減少電網中的諧波干擾十分有效，可以有效地消除電力系統(tǒng)中較高次數(shù)的諧波。并聯(lián)12脈波全控整流電路帶有平衡電抗器，而串聯(lián)12脈波全控整流電路則沒有，其對材料的消耗大于串聯(lián)12脈波全控整流電路，在當今世界上有色金屬資源有限的情況下，這是不利的，其成本也比串聯(lián)12脈波全控整流電路高，而且其接線也比串聯(lián)12脈波全控整流電路復雜。根據(jù)以上分析比較，本次設計采用串聯(lián)12脈波整流電路比較適合2.2 系統(tǒng)原理簡述及方框圖整流電路主要由驅動電路、保護電路和整流主電路濾波電路組成。根據(jù)設計任務，將三相10kV交流電源經變壓器變壓，再經整流電路整流

11、輸出帶脈動的直流電，再經濾波電路濾波得到直流電，其中保護電路為保證此整流電路安全可靠的工作，驅動電路是整流電路的控制電路，控制整流后輸出直流電壓Ud在0660V連續(xù)可調。在此設計中采用串聯(lián)12脈波整流，方框圖如圖2.1所示。 圖2.1方框圖2.3主電路設計：整流電路工作原理3個相差的三相電源電壓，可以通過變壓器的適當聯(lián)結，能夠獲得一組相位依次相差的六相電源電壓，從而得到六相整流電壓。為獲得12脈波整流裝置，需要的到十二相電源，采用方法如圖2.2所示。圖2.2主電路圖2.2是移相構成串聯(lián)2重聯(lián)結電路的原理圖，整流變壓器二次側繞組分別采用星形和三角形接法，使兩組三相交流電源間相位錯開，其大小相等，

12、從而使輸出整流電壓在每個交流電源周期中脈動12次。因為繞組接法不同，變壓器一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比為?？蓪騃和橋 II看成兩相同3相橋串聯(lián)而成，只是兩橋間相位相差。三相橋式全控電路分析對于三相橋式全控整流電路，其工作原理如圖2.3所示，習慣將其中陰極連接在一起的三個晶閘管（,）稱為共陰極組；陽極連接在一起的的三個晶閘管（,）稱為共陽極組，此外，習慣上希望晶閘管按從1至6的順序導通。為此將晶閘管按圖2.3的順序編號。圖2.3三相橋式全控電路圖為簡單起見，在分析整流電路工作時，認為晶閘管（SCR）為理想器件，即晶閘管導通時其管壓降等于晶閘管阻斷時其漏電流等于0。假設將電路中晶閘管換為二極管，這

13、種情況就相當于觸發(fā)角為時的情況。此時共陰極組的三個晶閘管，陽極所接交流電壓值最大的一個導通。而共陽極組則是陰極所接交流電壓最小的一個導通。此時電路電壓工作波形如圖2.4所示。 圖2.4電壓波形串聯(lián)12脈波全控整流電路分析 由于串聯(lián)多重化整流電路相當于倆三相橋式全控整流電路串聯(lián)，兩橋間相位差為，所以將兩相位差為的三相橋式全控電路電壓波形疊加即可得到串聯(lián)12脈波全控整流電路電壓波形（如圖2.5所示），其中粗紅線為實心點為a，b，c自然換相點，空心點為，的自然換相點。圖2.5串聯(lián)12脈波全控制整流電路電壓波形2.3.1晶閘管的選擇及型號的確定觸發(fā)電路的類型很多,各有其特點。在選擇觸發(fā)電路時，應根據(jù)系

14、統(tǒng)的要求合理選擇。 對于三相橋式全控整流電路，在其合閘啟動過程中或電流斷續(xù)時，為確保電路在正常工作，需保證同時導通的兩個晶閘管均有脈沖。為此，可采用兩種方法：一種是使脈沖寬度大于（一般?。Q為寬脈沖觸發(fā)；另一種方法是，在觸發(fā)某個晶閘管的同時，給前一個晶閘管補發(fā)脈沖，即用兩個窄脈沖代替寬脈沖，兩個窄脈沖的前沿相差，脈寬一般為，稱為雙脈沖觸發(fā)。雙脈沖電路較復雜，但要求的觸發(fā)電路輸出功率小。寬脈沖觸發(fā)電路雖可少輸出一半脈沖，但為了不使脈沖變壓飽和，需將鐵心體積做得較大，繞組匝數(shù)較多，導致漏感增大，脈沖前沿不夠陡。因此，常用的是雙脈沖觸發(fā)。一、主電路二次側是有兩個分別采用采用星接和角接的三相全控橋式

15、整流電路，對于二次側采用星接的整流電路其晶閘管的參數(shù)有以下計算得出晶閘管的有效值：晶閘管通態(tài)平均電流：取安全裕量= 2 ,則所選晶閘管電流值為： (2.3)在三相橋式整流電路中，晶閘管所承受電壓極值為即即, 為二次側相電壓有效值。的確定：由, Ud =Ud1 +Ud2可得:其中U0=440V,由于變壓器的一次側和兩組二次側的匝數(shù)比為1:1:,為可靠換相,取=30°,則因為U1存在10%的波動，同樣U12也存在，則所求晶閘管電壓值取安全裕量= 2 ,則所選晶閘管電壓值為434V。所以，星接三相全控整流電路的晶閘管應選取134A、434V的晶閘管，型號由網上查得為 TC161-160。二

16、、二次側為角接三相全控整流電路的晶閘管的選取 對于二次側采用角接的整流電路其晶閘管的參數(shù)有以下計算得出晶閘管的有效值：晶閘管通態(tài)平均電流：取安全裕量= 2 ,則所選晶閘管電流值為： (2.10)在三相橋式整流電路中，晶閘管所承受電壓極值為即即, 為二次側相電壓有效值。的確定：由, Ud =Ud1 +Ud2可得:其中U0=440V,由于變壓器的一次側和兩組二次側的匝數(shù)比為1:1:,為可靠換相,取=30°,則因為U1存在10%的波動，同樣U12也存在，則所求晶閘管電壓值取安全裕量= 2 ,則所選晶閘管電壓值為750V。所以，角接三相全控整流電路的晶閘管應選取134A、750的晶閘管，型號

17、由網上查得為 TC161-160。2.3.2變壓器的設計變壓器的一次側和兩組二次側繞組的匝數(shù)比為1: 1:.IA基波幅值Im1和n次諧波幅值Imn分別如輸入電流諧波次數(shù)為，其幅值與次數(shù)成反比而降低。該電路的其他特性如下：直流輸出電壓：位移因數(shù)：功率因數(shù)：變壓器的容量：S=S1+S2 (2.19) 由副邊要求可知的變壓器相電流有效值為 I1=Id2=Id=200A (2.20)則星變壓器相電流有效值為：由副邊要求Id, =200A的變壓器相電流有效值為:由2.6式則S1=由3.3式則S1= (2.21)因為是三相橋式可控整流電路，所以：S= (2.22)取S為40KV*A，則變壓器的容量為40K

18、V*A. 2.3.3觸發(fā)電路的設計為了保證電路合閘后能工作，或在電流斷續(xù)后再次工作，每個星接或者角接電路必須有兩個晶閘管同時導通，對將要導通的晶閘管施加觸發(fā)脈沖，由于星接和角接只是相位不同，原理相同都是三相橋式可控電路，故以下只要對其中一種進行研究即可。KJ041六路雙脈沖形成器是三相全控橋式觸發(fā)線路中必備的電路，具有雙脈沖形成和電子開關控制封鎖功能。使用2塊有電子開關控制的KJ041電路組成邏輯控制，適用于正反組可逆系統(tǒng)。KJ041電路內部原理圖如下，圖中輸出端如果接3DK4作功率放大，可得到800mA的觸發(fā)脈沖電流。使用2塊KJ041電路相應輸人端并聯(lián)，二個控制端分別作為正反組控制輸入端，

19、輸出接12個功率放大管，這樣就可組成一個12脈沖正反組控制可逆系統(tǒng)，控制端邏輯“0”電平有效。 圖2.6 KJ內部原理圖封裝形式：該電路采用雙列直插C16線白瓷和黑瓷兩種外殼封裝，外形尺寸按電子工業(yè)部部頒標準半導體集成電路外形尺寸SJ110076功能輸入端控制端地空輸出端+Vcc引出腳號1 2 3 4 5 678911 12 13 14 1516KJ004電參數(shù)：1.電源電壓：直流+15V、-15V，允許波動5%(10%時功能正常)。2.電源電流：正電流15mA，負電流10mA。3.同步電壓：任意值。4.同步輸入端允許最大同步電流：6mA(有效值）5.移相范圍1700(同步電壓30V,同步輸入

20、電阻15k)6.鋸齒波幅度：10V(幅度以鋸齒波平頂為準)。7.輸出脈沖：(1)寬度：400S2mS(通過改變脈寬阻容元件達到)。(2)幅度：13V.(3)最大輸出能力100mA(流出脈沖電流)。(4)輸出管反壓：BVCEO18V(測試條件Ie100A)。8.正負半周脈沖相位不均衡30。9.使用環(huán)境溫度為四級：C：070 R： -5585 E：-4085 M：-551252. 4保護電路設計相對于電機和繼電器，接觸器等控制器而言，電力電子器件承受過電流和過電壓的能力要弱得多，極短時間的過電流和過電壓就會把器件永久性的損壞。但又不能完全根據(jù)裝置運行時可能出現(xiàn)的暫時過電流和過電壓的數(shù)值來確定器件參

21、數(shù)，必須充分發(fā)揮器件應有的過載能力。因此電力電子電路中過電壓和過電流的保護裝置是必不可少的，有時還要采取多重的保護措施。2.4.1過電壓保護過電壓保護按保護的部分劃分為變壓器保護和整流晶閘管器件保護。凡是元件在運行過程中，在整流晶閘管兩端的電壓超過其正常工作時的最大峰值電壓的任何電壓都是過電壓。常見的過電壓有兩種：操作過電壓和浪涌過電壓。操作過電壓通常由整流裝置的拉閘、合閘等電磁剩引起的。這種過電壓是不可避免的，也是經常發(fā)生的。浪涌過電壓主要是由于雷擊等原因由供電電網侵入整流裝置的偶爾性的過電壓。雖然是偶爾性的，但這種浪涌電壓的幅值會比操作過電壓要高的多。進行過電壓保護的原則是采取有效保護措施

22、，使經常發(fā)生的操作過電壓被限制在整流晶閘管的額定工作電壓以下；并且使偶然發(fā)生的浪涌電壓限制在整流晶閘管器件的反向不重復峰值電壓以下。變壓器過電壓保護RC過電壓抑制電路（如圖2.7所示）通常并聯(lián)在變壓器次級，以吸收變壓器鐵心磁場釋放的能量，并把它轉換為電容的電場能儲存起來。串聯(lián)電阻是為了在能量轉換過程中消耗一部分能量并且抑制RC回路可能產生的振蕩。圖2.7 RC過電壓抑制電路 (2.23)單相整流電路RC參數(shù)的計算公式為: (2.24)電容Ca的耐壓: 電阻的值: (2.25)式中: 變壓器每相平均計算容量（VA）； 變壓器次級相電壓有效值（V）； 勵磁電流百分數(shù)，當伏安時，； 變壓器的短路比，

23、變壓器容量為101500KVA時， 上述和值的計算公式（2.23）和（2.24）是依單相條件推導得出的，對于三相電路, 和的數(shù)值應按表2.1進行相應換算。表2.1變壓器阻容裝置不同接法時電阻和電容的數(shù)值變壓器接法單相三相，次級接三相，次級接阻容裝置接法與變壓器次級并聯(lián)接接接接電容（） 電阻（） 晶閘管換相過電壓保護電路通常在晶閘管兩端并聯(lián)RC電路如圖2.8所示，串聯(lián)電阻R的作用一是阻尼LC回路的振蕩，二是限制晶閘管開通瞬間的損耗且可減小電流上升率 實際應用中，R、C的值可按經驗數(shù)據(jù)選取，如表2.2所示。表2.2 與晶閘管并聯(lián)的阻容電路經驗數(shù)據(jù)晶閘管額定電1020501002005001000電

24、容0.10.150.20.250.51 2電阻10080402010522.4.2過電流保護電力電子電路運行不正?；蛘甙l(fā)生故障時，可能會發(fā)生過電流，過電流分過載和短路兩種情況，由于晶閘管的熱容量較小，以及從管心到散熱器的傳導途徑中要遭受到一系列熱阻，所以一旦過電流，結溫上升很快，特別在瞬時短路電流通過時，內部熱量來不及傳導，結溫上升更快，晶閘管承受過載或短路電流的能力主要受結溫的限制?？捎米鬟^電流保護電路的主要有快速熔斷器，直流快速熔斷器和過電流繼電器等。在此我們采用快速熔斷器措施來進行過電流保護。通常，電子電路作為第一保護措施，快速熔斷器僅作為短路時的部分區(qū)段保護，直流快速斷路器整定在電子電

25、路動作之后實現(xiàn)保護，過電流繼電器整定在過載時動作。采用快速熔斷器是電力電子裝置中最有效、應用最廣的一種過電流保護措施。在選擇快熔時應考慮：（1）電壓等級應根據(jù)熔斷后快熔實際承受的電壓來確定。（2）電流容量應按其在主電路中的接入方式和主電路聯(lián)結形式確定?？烊垡话闩c電力半導體器件串聯(lián)連接，在小容量裝置中也可串接于閥側交流母線或直流母線中。（3）快熔的值應小于被保護器件的允許值、（4）為保證熔體在正常過載情況下不熔化，應考慮其時間電流特性。若晶閘管的額定電流取70A,因為快速熔斷器的熔斷電流大于1.5倍的晶閘管額定電流，所以快速熔斷器的熔斷電流為105A。帶保護電路的整流電路圖如圖2.8所示 圖2.

26、8帶保護電路的整流電路2. 5系統(tǒng)調試和仿真MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。Simulink是MATLAB各種工具箱中比較特別的。Simulink是用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件包，支持連續(xù)，離散及

27、兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，也支持具有多種采樣頻率的系統(tǒng)。在Simulink環(huán)境中，利用鼠標就可以在模型窗口中直觀地“畫”出系統(tǒng)模型，然后直接進行仿真。它為用戶提供了方框圖進行建模的圖形接口，采用這種結構畫模型就像你用手和紙來畫一樣容易。它與傳統(tǒng)的仿真軟件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點。圖2.9為串聯(lián)12脈波原理圖，其中和為2組整流橋串聯(lián)；為整流變壓器，其二次側的繞組，和，分別采用形和形聯(lián)結，構成相位差的兩組電壓，而形聯(lián)結的變壓器二次側繞組相電壓為星形二次側繞組相電壓的倍，這樣2組交流電源的線電壓相等。 圖2.9 12脈波串聯(lián)整流電路原理圖2.5.1串聯(lián)12脈波整流

28、電路建模 串聯(lián)12脈波整流電路主電路由三相對稱交流電壓源、整流變壓器、晶閘管整流橋、同步脈沖觸發(fā)器、RLC負載等部分組成。同步脈沖觸發(fā)器與晶閘管整流橋是不可分割的2個環(huán)節(jié)，2個晶閘管整流橋串聯(lián)聯(lián)結給負載供電，在Simulink環(huán)境下串聯(lián)12脈波整流電路的仿真模型如圖所示：圖2.10串聯(lián)12脈波整流電路仿真圖模型參數(shù)設置三相對稱交流電壓源參數(shù)設置：為了便于觀察三相對稱交流電壓源的幅值設為220V，頻率為50Hz，相位分別為、。三相變壓器參數(shù)設置：采用3繞組三相變壓器，1次側繞組采用Y形接線方式，2次側繞組分別采用Y形和形接線方式。為了便于觀察，3個繞組的額定電壓分別取380V，220V，220V

29、。圖2.11三相對稱交流電壓源參數(shù)設置三相晶閘管整流橋參數(shù)設置：使用默認值。圖2.12 三相晶閘管整流橋參數(shù)設置負載參數(shù)設置：R取100，L取0，C取inf。圖2.13 負載參數(shù)設置同步脈沖觸發(fā)器設置：頻率為50，脈沖的寬度取20degrees，選取雙脈沖觸發(fā)方式。選定觸發(fā)角為圖2.14 同步脈沖觸發(fā)器設置仿真參數(shù)設置仿真時間設為，數(shù)值算法采用ode23tb，完成上述步驟后運行仿真模型，從示波器中觀察輸出波形。圖2.15仿真參數(shù)設置2.5.2仿真結果與諧波分析圖3.1電阻負載時輸出的電流圖3.2電阻負載時輸出的電流輸出電壓電流波形和諧波分析由于為電阻性負載，輸出電壓和電流的波形形狀相同，只是大

30、小不同。輸出電壓波動較小，一周期有12個波頭，諧波含量較低，總諧波含量(THD)僅為1. 52%,諧波次數(shù)為12k(k=l, 2, 3,)次，其中主要為12次,含量為1. 45%.當負載為阻性負載，負載電流的諧波含量與輸出電壓相同，當負載為感性時，由于電感的濾波作用，負載電流的波動更小，諧波含量更少。在整流變壓器二次側三角形接線方式的三相線電流ia3、ib3、ic3和星形接線方式處的三相線電流ia2、ib2、ic2電流波形都是三相對稱的周期波形，由于二次側2個繞組采用Y - 接線方式的緣故，其接線比Y形接線滯后30。 三相線電流ia2、ib2、ic2、ia3、ib3、ic3的波形如圖圖3.3三

31、相線電流ia2波形圖3.4三相線電流ib2波形圖3.5三相線電流ic2波形圖3.6三相線電流ia3波形圖3.7三相線電流ib3波形圖3.8三相線電流ic3波形整流變壓器形接線時的相電流與線電流不同，相電流折算到變壓器一次側繞組中的線電流是副邊的3倍，形接線時折算到原邊的三相線電流iab、ibc、ica.整流變壓器Y形接線折算到一次側的電流保持不變。整流變壓器一次側的三相線電流iA1、iB1、iC1分別為ia2與iab、ib2與ibc、ic2與 ica的和。分別對整流變壓器Y形接線的線電流ia2、形接線時折算到原邊的線電流 iab、一次側的線電流iAl進行傅立葉變換，可得： 從上式可以看出Y形接線的線電流ia2和形接線時折算到原邊的線電流 iab的諧波含量完全相同，都有6k1次諧波，只是ia2與iab中5、7、17、19 次的諧波符號相反，11、13、23、25次諧波符號相同，而iAl所含的諧波次數(shù)為 12kl次。由傅立葉分解式可以看出，由于采用移相變壓器, 兩組變壓器的副邊電流的5、7、17和19次諧波數(shù)值相同，符號相反，相互抵消, 只剩下11、13、23和25次諧波，相比6脈動整流電路而言，12脈動整流電路可