三相全控橋式整流電路

三相全控橋式整流電路《電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)東南大學(xué)《電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：三相全控橋式整流電路的MATLAB仿真院（系）：自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)：自動(dòng)化姓名：學(xué)號(hào)：1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)三相全控橋式整流電路，加深對(duì)相關(guān)概念和參數(shù)的理解，掌握其工作原理以及在不同負(fù)載、不同延遲角下的工作特性。學(xué)習(xí)利用MATLAB仿真，通過(guò)修改電路以及相關(guān)參數(shù)來(lái)驗(yàn)證在不同條件下的輸出電壓波形和電路特性。2三相全控橋式整流電路2.1共陰極接法和共陽(yáng)極接法（1）如圖2.1所示，三只晶閘管的陰極接在一起與負(fù)載相連，輸出電壓QUOTEUdUd相對(duì)于變壓器公共點(diǎn)“0”是正輸出電壓，這種接法稱為共陰極接法。（2）如圖2.2所示，三只晶閘管的陽(yáng)極接在一起與負(fù)載相連，輸出電壓QUOTEUdUd相對(duì)于變壓器公共點(diǎn)“0”是負(fù)輸出電壓，這種接法稱為共陽(yáng)極接法。圖2.1共陰極正組 圖2.2共陽(yáng)極負(fù)組2.2工作過(guò)程 三相全控橋式整流電路由兩個(gè)三相半波可控整流電路串聯(lián)而成，一組為共陰極接線，另一組為共陽(yáng)極接線，在相同工作條件下取消零線，形成三相全控橋式整流電路，如圖2.3所示。圖2.3三相全控橋式整流電路2.2.1觸發(fā)脈沖 由于是共陰極組與共陽(yáng)極組相串聯(lián)，故需要共陰極正組的一只晶閘管與共陽(yáng)極負(fù)組的一只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通才能形成電流回路，為了保證在合閘后或在電流斷續(xù)時(shí)能形成電流回路，必須對(duì)共陰極組合共陽(yáng)極組該導(dǎo)通的晶閘管同時(shí)施加門(mén)極觸發(fā)脈沖。 門(mén)極脈沖可用寬度大于60°的寬脈沖，如圖2.4(a)所示，它使相鄰兩晶閘管同時(shí)存在觸發(fā)脈沖，可以保證電流回路的形成；或者用間隔60°的雙窄脈沖觸發(fā)，如圖2.4(b)所示。而單窄脈沖則無(wú)法保證在啟動(dòng)時(shí)電流回路的形成，故不采用。60°寬脈沖間隔60°的雙窄脈沖單窄脈沖圖2.4觸發(fā)脈沖2.2.2帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況（1）QUOTE時(shí)的負(fù)載工作情況 設(shè)在①段時(shí)間開(kāi)始QUOTE時(shí)，將門(mén)極觸發(fā)脈沖送至晶閘管6和晶閘管1，共陰極正組這時(shí)a相電位最高，共陽(yáng)極負(fù)組這時(shí)b相電位最低，因此a相電流QUOTEiaia經(jīng)晶閘管1->負(fù)載R->晶閘管6->b相形成回路，輸出電壓QUOTEUd=UabUd=Uab（變壓器二次側(cè)線電壓），電流QUOTEia=Uab/Ria=Uab/R，晶閘管1端電壓QUOTEUQUOTE~~⑥段時(shí)間晶閘管導(dǎo)通情況如下：時(shí)間段①②③④⑤⑥共陰極組VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽(yáng)極組VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓UUUUUU表1三相全控橋式整流電路帶電阻負(fù)載QUOTE時(shí)晶閘管工作情況(a)(b)(a)(b)(c)(d)(e)圖2.5電阻負(fù)載QUOTE時(shí)工作波形圖2.5中(a)為三相電壓QUOTE的波形；(b)為門(mén)極觸發(fā)脈沖信號(hào)波形；(c)為負(fù)載端電壓和晶閘管1的端電壓波形；(d)為通過(guò)晶閘管1的電流波形；(e)為a相電流波形。（2）QUOTE時(shí)負(fù)載工作情況 60°是負(fù)載電流連續(xù)與斷續(xù)的分界，從圖2.6也可以看出。(a)(b)(a)(b)(c)圖2.6電阻負(fù)載QUOTE時(shí)工作波形 圖2.6中(a)為三相電壓QUOTE的波形；(b)為負(fù)載端電壓波形；(c)為晶閘管1的端電壓波形。3MATLAB仿真驗(yàn)證3.1帶電阻電感反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載的仿真3.1.1電路模型圖2.7電阻電感反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載三相全控橋式整流電路 該電路由三相電壓源、參考電流、PI電流調(diào)節(jié)器、同步六脈沖觸發(fā)器、整流器和直流電機(jī)等效電路組成。其中三相電壓源有效值為208V；參考電流為一個(gè)階躍信號(hào)初始值為10A，在0.04S突變?yōu)?5A，PI電流調(diào)節(jié)器和參考電流組成反饋部分，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)負(fù)載電流；同步六脈沖觸發(fā)器產(chǎn)生6個(gè)連續(xù)的間隔為60°的雙窄脈沖，如圖2.8(b)所示；整流器即實(shí)現(xiàn)整流功能。3.1.2工作波形分析QUOTE黃色線為a相電流，紫色線為b相電流。兩相電流相位相差120°，在0.04S參考電流變成25A后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間調(diào)節(jié)反饋?zhàn)饔?，相電流也相?yīng)變大；負(fù)載電壓Ud波形與QUOTE時(shí)波形較為相似,由圖2.8(c)可以看出，延遲角在60°~80°之間;負(fù)載電流在電流參考值附近波動(dòng)，且反饋調(diào)節(jié)速度很快，系統(tǒng)較為穩(wěn)定。(a)相電流iA、iB，負(fù)載電壓Ud和負(fù)載電流Id(b)門(mén)極觸發(fā)脈沖(c)延遲角QUOTE偽偽圖2.8電阻電感反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載三相全控橋式整流電路工作波形3.2帶電阻負(fù)載的仿真3.2.1電路模型將負(fù)載改為電阻負(fù)載，阻值為1Ω。圖2.9純電阻負(fù)載QUOTE時(shí)負(fù)載工作情況 圖2.10QUOTE時(shí)電阻負(fù)載電壓（2）QUOTE時(shí)負(fù)載工作情況 圖2.11QUOTE時(shí)電阻負(fù)載電壓QUOTE時(shí)負(fù)載工作情況圖2.12QUOTE時(shí)電阻負(fù)載電壓（4）QUOTE時(shí)負(fù)載工作情況圖2.13QUOTE時(shí)電阻負(fù)載電壓3.2.2分析總結(jié)（1）仿真結(jié)果與理論結(jié)果基本一致，改變延遲角，會(huì)得到不同的輸出波形； （2）QUOTE是電阻負(fù)載電流連續(xù)和斷續(xù)的分界，QUOTE，輸出QUOTEUd=0Ud=0，所以電阻負(fù)載時(shí)移相范圍為120°。3.2.3數(shù)量計(jì)算（1）當(dāng)QUOTE0擄鈮の扁墹60擄0擄鈮の扁墹60擄波形連續(xù)時(shí) 設(shè)變壓器二次側(cè)繞組相電壓有效值為U2，則整流電壓的平均值Ud為： QUOTE 流過(guò)晶閘管的電流有效值： QUOTE QUOTE=U2R1+332蟺cos2偽（2）當(dāng)QUOTE波形斷續(xù)時(shí)輸出電壓平均值： QUOTE 流過(guò)晶閘管的電流有效值： QUOTE 3.3帶電阻電感負(fù)載的仿真3.3.1電路模型 將負(fù)載改成電阻電感負(fù)載，電阻阻值為1Ω，電感較大。圖2.14電阻電感負(fù)載當(dāng)QUOTE時(shí)，由于Ud波形連續(xù)，且在線電壓的正半波，故電感負(fù)載的Ud波形與電阻負(fù)載波形完全一樣；當(dāng)QUOTE時(shí)，在電阻負(fù)載時(shí)輸出電壓斷續(xù)，電流中斷。但在電感負(fù)載情況下，電感中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在，當(dāng)線電壓進(jìn)入負(fù)半波后，電感中的能量維持電流流通，電流仍將連續(xù)；當(dāng)QUOTE時(shí)，整流電壓的正負(fù)半波相等，輸出電壓平均值為零，因此電感負(fù)載時(shí)移相范圍是90°；當(dāng)QUOTE時(shí)輸出電壓仍為零，且輸出電壓波形出現(xiàn)斷續(xù)。圖2.15QUOTE時(shí)電阻電感負(fù)載電壓4實(shí)驗(yàn)小