第二章電力電子整流電路仿真

1、第二章第二章 電力電子整流電路仿真電力電子整流電路仿真2.1電力電子仿真常用的測(cè)量模塊簡(jiǎn)介電力電子仿真常用的測(cè)量模塊簡(jiǎn)介2.2單相橋式整流電路仿真單相橋式整流電路仿真2.3三相半波可控整流電路仿真三相半波可控整流電路仿真2.4三相橋式全控整流電路仿真三相橋式全控整流電路仿真2.5三相半控橋式整流電路仿真三相半控橋式整流電路仿真從圖2-12可以看出，橋臂為2，電力電子元器件為晶閘管，其它參數(shù)為默認(rèn)值。參數(shù)設(shè)置，電阻為100，電感為0H，電容為inf仿真結(jié)果如圖2-16所示。得到仿真結(jié)果如圖2-26所示?，F(xiàn)在負(fù)載電路加上續(xù)流管，仿真模型如圖2-30所示。仿真結(jié)果如圖2-31所示。仿真結(jié)果如圖2-3

2、3所示?，F(xiàn)把延遲角改為31，為了看清電阻兩端電壓是斷續(xù)的，特把X軸放大， 現(xiàn)把延遲角分別改為120、150。仿真結(jié)果如圖所示整流橋的參數(shù)和圖2-41相同，仿真模型的其它參數(shù)設(shè)置和前面相同 l 仿真結(jié)果如圖2-52、2-53所示?？梢钥闯龇抡娼Y(jié)果和前面相同。l 上面分析，忽略了交流供電電源阻抗的影響，認(rèn)為換流是瞬時(shí)進(jìn)行的，實(shí)際上交流供電電源，總存在電源阻抗，如電源變壓器的漏電感、為了限制短路電流加上交流進(jìn)線電抗等。當(dāng)交流側(cè)存在電抗時(shí)，在電源相線中電流就不可能突變，換流時(shí)原導(dǎo)通相電流衰減到零需要一段時(shí)間，而導(dǎo)通相電流的上升也需要時(shí)間，即電路的換流不是瞬時(shí)完成，而是有一段換流時(shí)間。下面就考慮交流電源

3、存在電感三相整流電路的仿真。l 2.3.3考慮交流電源存在電感三相不可控整流電路的仿真考慮交流電源存在電感三相不可控整流電路的仿真l 考慮交流電源存在電感三相不可控整流電路的仿真模型如圖2-54所示。從仿真模型可以看出，和圖2-36相比較，在電源側(cè)加了電感，取值為0.001H。而電力電子元件為二極管，路徑為SimpowerSystems/Power Electronics/Diode，參數(shù)設(shè)定為默認(rèn)值。阻感性負(fù)載電阻為10，電感為0.01H。測(cè)量阻感性負(fù)載的電壓和電流以及電流的平均值。仿真算法采用ode15s，仿真時(shí)間為1s。仿真結(jié)果如圖2-55所示。為了比較電源側(cè)有電感和無(wú)電感，也即是否存在

4、重疊角時(shí)候，阻抗性負(fù)載兩端電壓平均值的區(qū)別，特把兩者仿真結(jié)果做比較，圖2-57是電源側(cè)無(wú)電感的阻抗性負(fù)載電壓的平均值， 圖2-58是電源側(cè)有電感阻抗性負(fù)載的電壓平均值（把電源側(cè)電感去掉仿真即可）。2.3.4考慮電源側(cè)存在電感的三相半波可控整流電路仿真考慮電源側(cè)存在電感的三相半波可控整流電路仿真 考慮電源側(cè)存在電感的三相半波可控整流電路仿真模型如圖2-59所示，和圖2-32比較，在電源側(cè)只加了三個(gè)電感，電感取值為0.001H。負(fù)載電路仍是電阻R=10，電感為1H。仿真算法采用ode15s， 仿真時(shí)間為1s。029仿真結(jié)果如圖2-60所示。從仿真結(jié)果可以看出，由于電源側(cè)存在電感，使得負(fù)載電壓波形和

5、電流波形出現(xiàn)換流重疊角，這都是電源電感引起的。用現(xiàn)成的模塊Universal Bridge進(jìn)行三相半波可控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載仿真。仿真模型如圖2-51所示。2.4三相橋式整流電路仿真三相橋式整流電路仿真三相半波整流電路比單相整流電路波形平直，而且三相負(fù)荷均衡，得到廣泛的應(yīng)用，但每相只有1/3周期導(dǎo)通，電源利用率較低，所以在大功率常用三相橋式整流電路。三相橋式整流電路仿真模型如圖2-62所示。將主電路和控制電路的仿真模型按照如圖2-63連接，即得三相橋式整流電路仿真模型。 仿真算法采用ode15s，仿真時(shí)間為1s。 時(shí)仿真結(jié)果如圖2-64所示。o0從仿真結(jié)果可以看出三相橋式全控整流電路有如下

6、特點(diǎn)。1）共陰極正組每只晶閘管門極觸發(fā)脈沖相位差為120，共陽(yáng)極組每只晶閘管門極觸發(fā)脈沖為120，接在同一繞組上的兩只晶閘管門極觸發(fā)脈沖為180，門極觸發(fā)脈沖的順序是123456，同步6脈沖觸發(fā)器與其對(duì)應(yīng)。相鄰順序門極觸發(fā)脈沖相位差60。2）電流連續(xù)時(shí)每一只晶閘管在一周期內(nèi)導(dǎo)通120，阻斷 240。 3）變壓器二次側(cè)相電流不存在直流分量，克服了三相半波電路的缺點(diǎn)。4）每一只晶閘管承受的最大電壓為變壓器二次側(cè)線電壓峰值，如果電路直接由電網(wǎng)供電，這就是供電電源線電壓峰值。5）三相全控橋式整流電路負(fù)載電壓的獲得必需有兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，其中一只晶閘管在共陰極正組，另一只晶閘管在共陽(yáng)極正組，而且這兩只導(dǎo)通的晶閘管不在同一相內(nèi)，因此負(fù)載上的電壓是兩相電壓之差，即線電壓，輸出電壓脈動(dòng)平率是電源頻率的6倍，即一周期內(nèi)有6次脈動(dòng)。o60o90圖2-65 為的仿真結(jié)果、。l 取三相電源，三個(gè)觸發(fā)脈沖器，參數(shù)設(shè)置和三相半波可控整流電路相同，負(fù)載取100，搭建仿真模型如圖2-70所示。l 仿真算法采用ode15s，仿真時(shí)間為1s。仿真結(jié)果如圖2-71所示現(xiàn)把負(fù)載改為阻感性負(fù)載，電阻R=100，電感為1H，給定不同的觸發(fā)