单相可控整流电路建模与仿真
晶闸管单相桥式整流电路设计与仿真(MATLAB)
引言整流电路（Rectifier）尤其是单相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要，也是应用得最为广泛的电路，不仅应用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统等其他领域。
因此对单相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义，不仅是电力电子电路理论学习的重要一环，而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。
Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。
本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。
第一章容及设计内技术要求一设计内容及技术要求计算机仿真具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点，已经广泛应用于电力电子电路（系统）的分析和设计中。
计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析能力和设计能力，避免因为解析法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物试制和调试相互补充，最大限度的降低设计成本，缩短系统研制周期。
可以说，电路的计算机仿真技术大大加速了电路的设计和实验过程。
通过本次仿真，学生可以初步认识电力电子计算机仿真的优势，并掌握电力电子计算机仿真的而基本方法。
1、晶闸管单相全控整流电路，参数要求：电网频率 f=50HZ电网额定电压：U=380V电网电压波动：正负10%阻感负载电压：0--190V2、设计内容（1）制定设计方案；（2）主电路的设计及主电路元件的选择（3）驱动电路和保护电路设计及参数计算（4）绘制电路原理图（5）总体电路原理图及说明3、设计的总体要求（1）熟悉matlab/simulink/powersystem中的仿真模块用法和功能（2）根据设计电路搭建仿真模型（3）设置参数并进行仿真（4）给出不同触发角时对应ud、id、i2和iVT1的波形。
单相半波可控整流、单相桥式半控整流电路仿真实验
实验一
1、单相半波可控整流电路仿真实验（电阻性负载）
α＝0°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管两端波形α＝30°、90°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管两端波形α＝120°、150°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管两端波形
2、单相半波可控整流电路仿真实验（电阻电感性负载）
α＝0°时输出电压和电流波形和Vt1、vd的电压电流波形
α＝30°时输出电压和电流波形和Vt1、vd的电压电流波形
α＝90°时输出电压和电流波形和Vt1、vd的电压电流波形
α＝120°时输出电压和电流波形和Vt1、vd的电压电流波形
实验二
1、单相桥式半控整流电路仿真实验（电阻性负载）
α＝0°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形α＝30°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形
α＝90°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形2、单相桥式半控整流电路仿真实验（电阻电感性负载）
α＝0°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形
α＝30°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形α＝90°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形。
单相桥式全控整流电路Matlab仿真(完美)资料-共18页
目录完美篇单相桥式全控整流电路仿真建模分析 (1)（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) (2)1.电路的结构与工作原理 (2)2.建模 (3)3仿真结果与分析 (4)4小结 (6)（二）单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) (7)1.电路的结构与工作原理 (7)2.建模 (8)3仿真结果与分析 (10)4.小结 (12)（三）单相桥式全控整流电路(反电动势负载) (13)1.电路的结构与工作原理 (13)2.建模 (14)3仿真结果与分析 (16)4小结 (18)单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。
2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形。
二．实验内容（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) 1.电路的结构与工作原理1.1电路结构U1U2Ud Id+ -T VT3VT1VT2VT4abR 单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图(截图)1.2工作原理用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
（1）在u2正半波的（0~α）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。
四个晶闸管都不通。
假设四个晶闸管的漏电阻相等，则u T1.4= u T2.3=1/2 u2。
（2）在u2正半波的ωt=α时刻：触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
电流沿a→VT1→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，负载上有电压（u d=u2）和电流输出，两者波形相位相同且u T1.4=0。
此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则u T2.3=1/2 u2。
晶闸管VT1、VT4—直导通到ωt=π为止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。
（3）在u2负半波的（π~π+α）区间：晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。
报告——单相桥式全控整流电路的仿真、建模与分析
电力电子技术实验报告实验名称：单相桥式全控整流电路的仿真与分析班级：自动化091 组别：第 1 组成员： ___________________金华职业技术学院信息工程学院2011年 10 月 3日目录一、三相半波可控整流电路(电阻性负载).......................................... 错误!未定义书签。
1.电路的结构与工作原理........................................................................ 错误!未定义书签。
2.建模 (3)3 仿真结果与分析................................................................................... 错误!未定义书签。
4小结........................................................................................................ 错误!未定义书签。
二、三相半波可控整流电路(阻-感性负载) ................................................... 错误!未定义书签。
1.电路的结构与工作原理........................................................................ 错误!未定义书签。
2.建模........................................................................................................ 错误!未定义书签。
3 仿真结果与分....................................................................................... 错误!未定义书签。
单相半波可控整流电路建模仿真实训
项目一 单相半波可控整流电路建模仿真实训一、 单相半波可控整流电路（电阻性负载）（1）原理图单相半波可控整流电流（电阻性负载）原理图，晶闸管作为开关元件，变压器t 器变换电压和隔离的作用，用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电压u2为50hz 正弦波波形如图所示，其有效值为u2，如图1-1。
u du图1-1（2）建立仿真模型根据原理图用matalb 软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。
图1-3脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（1/50）x（n/360）s，如图1-4图1-4电源参数，频率50hz，电压220v，如图1-5图1-5晶闸管参数，如图1-6图1-6（3）仿真参数设置设置触发脉冲α分别为0°、30°、90°、120°、150°。
与其产生的相应波形分别如图1-7、图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。
在波形图中第一列波为脉冲波形，第二列波为流过负载电压波形，第三列波为晶闸管电压波形，第四列波为负载电流波形，第五列波为电源波形。
图1-7图1-8图1-9图1-10图1-11（4）小结在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管承受正向电压，在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流Id，负载上有输出电压和电流。
在ωt=π时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为0。
在电源电压负半波（π~2π区间），晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为0。
直到电压电源U2的下个周期的正半波，脉冲在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。
二、单相半波可控整流电路（阻-感性负载） （1）原理图如图单相半波阻-感性负载整流电路图如2-1所示，当负载中感抗远远大于电阻时成为阻-感性负载，属于阻-感性负载的有机的励磁线圈和负载串联电抗器等。
单相全波可控整流电路仿真设计
单相全波可控整流电路仿真设计首先，我们需要了解单相全波可控整流电路的基本结构和原理。
单相全波可控整流电路由主变压器、整流电路和滤波电路组成。
主变压器将外部交流电源的电压变换为适合整流电路工作的电压，整流电路将交流电转换成直流电，滤波电路用于平滑输出的直流电。
在Multisim中，我们可以利用模拟电源来模拟交流电源，该电源具有可调的频率和电压。
首先，在Multisim中选择一个恰当的电源模块，设置其频率为50Hz，电压为220V。
将该电源与单相全波可控整流电路的输入端相连。
在整流电路部分，我们采用双向可控硅器件（thyristor）作为开关元件。
在Multisim中，选择恰当的双向可控硅器件模块，设置其相关参数（如触发角等）。
将相应的双向可控硅器件添加到Multisim的工作区域，并将其与交流电源相连。
在滤波电路部分，我们可以采用电容滤波来平滑输出的直流电。
在Multisim中，选择恰当的电容模块，将其添加到双向可控硅器件的输出端，并与负载相连。
完成上述连接后，我们需要对整个电路进行仿真。
在Multisim中，点击“运行”按钮，通过模拟电路中的双向可控硅器件的触发角来控制整流电路的开关状态，从而实现交流电转换成直流电的功能。
同时，可以通过添加示波器测量电路中不同节点的电压和电流，并根据实际情况进行参数调整，以获得理想的电路效果。
在进行仿真过程中，我们还可以通过Multisim的仿真分析工具，对电路进行性能评估。
例如，可以使用电流表、电压表等工具实时监测电路的工作状态，同时进行电流和电压波形分析，以评估电路的稳定性和效率。
综上所述，单相全波可控整流电路的仿真设计包括电源模拟、添加双向可控硅器件、连接滤波电路以及进行仿真分析等步骤。
通过Multisim等仿真工具，我们可以直观地观察电路的工作状态，并对其进行优化和改进。
希望本文对你的学习和实践有所帮助。
基于matlab的单相桥式可控整流电路环节仿真设计目的和意义
基于matlab的单相桥式可控整流电路环节仿真设计目的和意义一、引言随着电力电子技术的发展，可控整流电路在众多领域得到了广泛应用。
其中，单相桥式可控整流电路作为一种基本的电力电子装置，具有重要的理论和实际意义。
MATLAB作为一款强大的数学软件，其在电路仿真设计中的应用也越来越受到研究者们的青睐。
本文旨在基于MATLAB对单相桥式可控整流电路进行仿真设计，并探讨其目的和意义。
二、目的和意义1.提高对单相桥式可控整流电路的理解通过对单相桥式可控整流电路进行MATLAB仿真，可以直观地展示电路的工作原理和特性，有助于加深对电路本身的理解。
同时，通过调整可控硅的触发脉冲，可以实现对输出电压、电流等参数的调控，为实际工程应用提供理论依据。
2.验证MATLAB在电路仿真设计的优势MATLAB具有强大的计算能力和图形显示功能，可以方便地实现电路的建模、仿真和分析。
相较于传统的模拟电路实验，MATLAB在电路仿真设计中具有更高的精度和效率，可以大大缩短研究周期。
3.为相关领域的研究提供参考本文针对单相桥式可控整流电路的MATLAB仿真设计，可以为电力电子、电气工程等领域的相关研究提供一定的参考。
同时，也为其他类型的电路仿真设计提供了思路和方法。
三、MATLAB仿真步骤1.建立模型根据单相桥式可控整流电路的原理，在MATLAB中搭建相应的电路模型，包括电源、桥臂、可控硅、电阻和电感等元件。
2.设定参数为模型设置合适的参数，如电源电压、负载电阻、电感等，以满足实际应用需求。
3.编写控制策略根据可控整流电路的特点，编写相应的控制策略。
例如，采用SPWM调制方式，通过调整脉冲宽度实现对输出电压的调控。
4.运行仿真在设定好的参数和控制策略下，运行MATLAB仿真，观察输出电压、电流等波形。
5.分析结果对仿真结果进行分析，评估电路性能，如电压调整率、谐波含量等。
根据分析结果，对电路参数和控制策略进行优化。
四、结论本文通过对单相桥式可控整流电路的MATLAB仿真设计，验证了其在电力电子领域的应用价值。
【2017年整理】单相半波可控整流电路建模仿真实训
【2017年整理】单相半波可控整流电路建模仿真实训项目一单相半波可控整流电路建模仿真实训一、单相半波可控整流电路(电阻性负载)(1)原理图单相半波可控整流电流(电阻性负载)原理图，晶闸管作为开关元件，变压器t 器变换电压和隔离的作用，用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电压u2为50hz正弦波波形如图所示，其有效值为u2，如图1-1。
uTidTrVTuu12ud图1-1(2)建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2仿真参数，算法(solver)ode15s，相对误差(relativetolerance)1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。
图1-3脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟(1/50)x(n/360)s，如图1-4图1-4电源参数，频率50hz，电压220v，如图1-5图1-5晶闸管参数，如图1-6图1-6(3)仿真参数设置设置触发脉冲α分别为0?、30?、90?、120?、150?。
与其产生的相应波形分别如图1-7、图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。
在波形图中第一列波为脉冲波形，第二列波为流过负载电压波形，第三列波为晶闸管电压波形，第四列波为负载电流波形，第五列波为电源波形。
图1-7图1-8图1-9图1-10图1-11(4)小结在电源电压正半波(0~π区间)，晶闸管承受正向电压，在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流Id，负载上有输出电压和电流。
在ωt=π时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为0。
在电源电压负半波(π~2π区间)，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为0。
直到电压电源U2的下个周期的正半波，脉冲在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。
二、单相半波可控整流电路(阻-感性负载)(1)原理图如图单相半波阻-感性负载整流电路图如2-1所示，当负载中感抗远远大于电阻时成为阻-感性负载，属于阻-感性负载的有机的励磁线圈和负载串联电抗器等。
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单相可控整流电路建模与仿真班级：应电091组号：第1组组员：何俊敏王晓龙邵建敏陈大靠蔡泽军2011年10月3日目录一.实验目的..................................................... - 4 -二.实验内容..................................................... - 4 -1.单相半波可控整流电路（电阻性负载）........................ - 4 -1.1电路分析................................................ - 4 -1.2电路建模及参数设置.................................. - 5 -1.3电路仿真............................................ - 7 -1.4小结............................................... - 10 -2.单相半波可控整流电路（阻-感性负载）...................... - 11 -2.1电路分析........................................... - 11 -2.2电路建模及参数设置................................. - 12 -2.3电路仿真........................................... - 13 -2.4小结............................................... - 17 -3. 单相半波可控整流电路（阻感性负载加续流二极管）.......... - 17 -3.1电路分析........................................... - 18 -3.2电路建模及参数设置................................. - 19 -3.3电路仿真........................................... - 20 -3.4小结............................................... - 24 -4. 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）...................... - 24 -4.1电路分析........................................... - 24 -4.2电路建模及参数设置................................. - 25 -4.3电路仿真........................................... - 28 -4.4小结............................................... - 30 -5. 单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）..................... - 30 -5.1电路分析........................................... - 31 -5.3电路仿真........................................... - 34 -5.4小结............................................... - 35 -6.单相桥式全控整流电路（反电势负载）....................... - 36 -6.1电路分析........................................... - 36 -6.2电路建模及参数设置................................. - 37 -6.3电路仿真........................................... - 39 -6.4小结............................................... - 40 -7.单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管）...... - 40 -7.1电路分析........................................... - 41 -7.2电路建模及参数设置................................. - 42 -7.3电路仿真........................................... - 44 -7.4小结............................................... - 46 -8.单相桥式半波整流电路（带续流二极管）..................... - 47 -8.1电路分析........................................... - 48 -8.2电路建模及参数设置................................. - 48 -8.3电路仿真........................................... - 48 -8.4小结............................................... - 50 -9.单相桥式半波整流电路（晶体管串联）....................... - 51 -9.1电路分析........................................... - 51 -9.2电路建模及参数设置................................. - 51 -9.3电路仿真........................................... - 52 -9.4小结............................................... - 54 -三.实验总结.................................................... - 55 -一.实验目的1）不同负载时，单相可控整流电路的结构、工作原理、波形分析和数量关系。
2）在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形。
二.实验内容1.单相半波可控整流电路（电阻性负载）电阻性负载的特点是电压与电流成正比，波形同相位，电流可以突变。
另外，在分析电路工作原理前，首先假设：开关元件是理想的，即开关元件（晶闸管）导通时，通态压减为零，关断时电阻为无穷大；变压器是理想的，即变压器漏抗为零，绕组的电阻为零，励电流为零。
图1-1 单相半波可控整流电路电路1.1电路分析电路特点：1）变压器Tr起变换电压和隔离的作用。
2）在电源电压正半波，晶闸管承受正向电压，在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通；负载上的电压等于变压器输出电压u2。
在ωt=π时刻，电源电压过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。
3）在电源电压负半波，uAK＜0，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载电流为零，负载上没有输出电压，直到电源电压u2的下一周期。
直流输出电压ud 和负载电流id的波形相位相同。
4）通过改变触发角α的大小，直流输出电压ud的波形发生变化，负载上的输出电压平均值发生变化，显然α=180º时，Ud=0。
由于晶闸管只在电源电压正半波内导通，输出电压ud为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，故称“半波”整流。
1.2电路建模及参数设置根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，如图1-2图1-2 单相半波可控整流电路仿真原理图（电阻性负载）电源参数：频率50hz，电压100v，如图1-3图1-3 单相半波可控整流电路电源参数设置脉冲参数：振幅3V，周期0.02，占空比50%，时相延迟α/360*0.02，如图1-4图1-4 单相半波可控整流电路脉冲参数设置1.3电路仿真设置触发脉冲α分别为0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°。
与其产生的相应波形分别如图1-5、图1-6、图1-7、图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。
第一列是电源电压，第二列是负载电压，第三列是流过晶闸管的电流，第四列是脉冲波形，第五列是晶闸管上的电压，第六列是晶闸管上的电流。
图1-5触发脉冲α=0°图1-6触发脉冲α=30°图1-7.触发脉冲α=60°图1-8.触发脉冲α=90°图1-9.触发脉冲α=120°图1-10.触发脉冲α=150°图1-11.触发脉冲α=180°1.4小结单相半波可控整流电路（电阻性负载）主要特点在于晶闸管的门级控制可开不可关。
电源电压正半周时，没碰到脉冲时电路不导通，碰到脉冲时，门级导通，电路导通，电源电压负半周时，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，电路截直，直到下个电源电压正半周碰到脉冲时电路导通。
2.单相半波可控整流电路（阻-感性负载）单相半波阻-感性负载整流电路，当负载中感抗远远大于电阻时称为阻-感性负载，属于阻-感性负载的有电机的励磁线圈和负载串联电抗器等。
阻-感性负载的等效电路可以用一个电感和电阻的串联电路来表示。
LRu 1u 2T i d u Tu Lu R u d VT 图2-1单相半波可控整流电路（阻-感性负载）2.1电路分析工作原理：（1）在ωt=0~α期间：晶闸管阳-阴极间的电压uAK 大于零，此时没有触发信号，晶闸管处于正向关断状态，输出电压、电流都等于零。
（2）在ωt=α时刻，门极加触发信号，晶闸管触发导通，电源电压u2加到负载上，输出电压ud= u2 。
由于电感的存在，负载电流id 只能从零按指数规律逐渐上升。
（3）在ωt=ωt1~ ωt2期间：输出电流id 从零增至最大值。
在id 的增长过程中，电感产生的感应电势力图限制电流增大，电源提供的能量一部分供给负载电阻，一部分为电感的储能。
（4）在ωt=ωt2~ ωt3期间：负载电流从最大值开始下降，电感电压改变方向，电感释放能量，企图维持电流不变。
（5）在ωt=π时，交流电压u2过零，由于感应电压的存在，晶闸管阳极、阴极间的电压uAK仍大于零，晶闸管继续导通，此时电感储存的磁能一部分释放变成电阻的热能，另一部分磁能变成电能送回电网，电感的储能全部释放完后，晶闸管在u2 反压作用下而截止。