基于Simulink的三相半波可控整流电路仿真
基于Matlab_Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真
基于Matlab/Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真摘要本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上，建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其带电阻负载时的工作情况进行了仿真分析与研究。
通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。
关键词Simulink建模仿真三相桥式全控整流对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负载，可影响电源三相负载的平衡性和系统的对称性。
故在负载容量较大的场合，通常采用三相或多相整流电路。
三相或多相电源可控整流电路是三相电源系统的对称负载，输出整流电压的脉动小、控制响应快，因此被广泛应用于众多工业场合。
本文在Simulink仿真环境下，运用PowerSystemBlockset的各种元件模型建立三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其进行仿真研究。
一、三相桥式全控整流电路的工作原理三相桥式全控整流原理电路结构如图1所示。
三相桥式全控整流电路是应用最广泛的整流电路，完整的三相桥式整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成（见图1-1）。
6个晶闸管以次相隔60度触发，将电源交流电整流为直流电。
三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，以保证在每一瞬时都有两个晶闸管同时导通（上桥臂和下桥臂各一个）。
整流变压器采用三角形/星形联结是为了减少3的整倍次谐波电流对电源的影响。
元件的有序控制，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT、VT。
它们可构成电源系统对负载供电的6条整流回路，各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间的线电压。
图1-1 三相桥式全控整流原理电路二、基于Simulink三相桥式全控整流电路的建模三相桥式全控整流电路在Simulink环境下，运用PowerSystemBlockset的各种元件模型建立了三相桥式全控整流电路的仿真模型，仿真结构如图2-1所示：图2-1 三相桥式全控整流电路的仿真模型在模型的整流变压器和整流桥之间接入一个三相电压-电流测量单元V-I是为了观测方便。
基于SIMULINK的整流电路的设计与仿真研究
基于SIMULINK的整流电路的设计与仿真研究摘要：MA TLAB是一种科学计算软件，它是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
SIMULINK是基于框图的仿真平台，它挂接在MATLAB环境上，以MATLAB的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。
本文主要以MA TLAB/SIMULINK仿真软件为基础，完成了对整流电路的建模与仿真，并且给出了仿真结果波形，同时根据仿真结果进行了分析和计算。
证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。
关键字：MA TLAB/SIMULINK；建模；仿真；整流电路一、前言在电力电子电路如变流装置的设计过程中，需要对设计出来的初步方案及有关元件参数选择是否合理，效果如何进行验证。
采用MA TLAB/SIMULINK可视化图形化仿真环境来对电力电子电路进行建模仿真则可使之变得直观，简单易行，效率高且真实准确。
本课题主要研究的是利用MATLAB/SIMULINK建立电力电子电路仿真模型并进行仿真。
对单相整流电路和三相整流电路主要研究其半波可控和桥式全控整流电路，分别建立其Simulink仿真模型，进行系统仿真，对其仿真波形进行对比分析，并与理论结果进行对比。
利用Simulink中的模块库建立单相/三相整流电力变换电路，进行仿真后，对仿真波形进行比较分析，证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。
由于计算机中修改参数方便，可以通过改变方针参数就可观察各种现象，加深了对其电路原理的理解。
同时，通过对本课题的研究最终能够熟悉并掌握Matlab /Simulink的应用环境，熟练应用Simulink模块库中模块建立电力电子电路的系统仿真模型，设定系统仿真参数，进行系统仿真。
二、实验研究与分析（一）单相可控整流电路的仿真1、单相半波可控整流电路单相桥式半控整流电路原理图如右图所示，电路由交流电源u1、整流变压器T、晶闸管VT、负载电阻R以及触发电路组成。
在变压器二次侧电压u2的正半周触发晶闸管VT，则在负载上可以得到方向不变的直流电，改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。
基于MATLAB的三相半波可控整流电路的仿真研究
三 相 半 波 可 控 整 流 电路 是 多 相 整 流 电 路 中最 基 本 也 是 最 简 单 的一 种 。 但 是 在 实 际 电路 中 并 不 常 见 ， 原 因 在 于 其 变 压 器 次 级边 三 相 流 过 直 流 ，很 容 易导 致 变 压 器 直 流 磁 化 ，使 变压 器 失 效 。 但 是 由于其结 构简单 ，如果 能熟练 掌握其 工作原 理，对 于学好 以 及 掌 握 好 三 相 桥 式 可 控 整 流 以及 其 它 大 功 率 多 相 整 流 电路 非 常重要 ，比如三 相桥 式可控整 流就 是 由 ２个三 相半 波可控 整流 电 路 组 成 。 正 因 为 以上 原 因 ，本 文 详 细 地 介 绍 了三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 的 工 作 原 理 ， 然 后 在 ￣ ＴＬＡＢ ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环 境 中 对 其 进 行 了建 模与 仿真 ，并给 出了在 两种 负载条 件 下 （纯 电阻和 阻 感性 负载 ）的各种 波形，并对其进行了详细分析 。 １三相 半波 可控 整 流 电路 的工作 原理
流 下 降 ， 因而 晶 闸 管 ＶＴ１继 续 导 通 ， 直 到 下 一 相 晶 闸 管 ＶＴ２的 触 发 脉 冲 到 来 ， 才 发 生 环 流 ， 由 ｖＴ２导 通 向 负 载 供 电 ， 同 时 向 ＶＴ１施加反 向电压使其关断 。这种情况 下输 出负载 电压甜 ｄ的波 形 中出现负 的部Байду номын сангаас ，若伉增大 ， “ｄ的波形 中负的部分增多 ，至 仅 ＝９０。等于时 ， “ｄ的波形 中正负 面积相 等， “ｄ的的平均 值 为零 。 ２三 相半波 可控整 流 电路在 ＭＡＴＬＡＢ ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的建 模与仿 真 ２．１三相半波可控整流 电路 的仿 真模 型
三相半波整流电路
三相半波整流电路电阻负载：一、仿真步骤1．启动MATLAB，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。
并布置好各元器件。
如下图所示：图12．参数设置。
电源参数设置：电压设置为380V，频率设为50Hz。
要注意初相角的设置，a相的电压源设为0，b相的电压源设为-120，c相的电压源设为-240。
负载参数设置：电阻设为1，电感为0，电容无穷大inf。
脉冲参数设置：触发信号的参数设置是本例的难点。
本例中有三个触发脉冲，由电路原理可知触发角依次相差120度。
因为电源电压频率为50Hz，故周期设置为0.02s，脉宽可设为2，振幅设为5。
延迟角的设置要特别注意，在三相电路中，触发延时时间并不是直接从a换算过来，由于a角的零位定在自然换相角，所以在计算相位延时时间时要增加30度相位。
因此当a＝0度时，延时时间应设为0.0033。
其计算可按以下公式：t=（α+30）T/360。
触发角a＝0度时，延迟角依次设置为：0.00167，0.00837，0.01507触发角a＝30度时，延迟角依次设置为：0.0033，0.01，0.0167触发角a＝45度时，延迟角依次设置为：0.00417，0.01087，0.01757触发角a＝60度时，延迟角依次设置为：0.005，0.0117，0.0184晶闸管参数设置：图2二、模型仿真设置好后，即可开始仿真。
选择算法为ode23tb，stop time设为0.1。
点击开始控件。
仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真的结果。
以下是分别在0度，30度，45度，60度时的仿真结果。
0度： 30度：45度： 60度：电阻电感负载：带电阻电感性负载的仿真与带电阻性负载的仿真方法基本相同，但须将RLC的串联分支设置为电阻电感负载。
本例中设置的电阻R＝1，L＝0.01H，电容为inf。
电阻电感负载分别在0度，30度，45度，60度时的仿真结果：0度： 30度：45度： 60度：。
基于Simulink的三相半波可控整流电路仿真
基于Simulink的三相半波可控整流电路仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基于Simulink的三相半波可控整流电路仿真一、实验目的：通过Simulink进行三相半波可控整流电路仿真模型的建立，进一步理解其电路原理。
并观察在不同负载情况下，改变晶闸管控制角α对电路输出的影响。
二、实验原理：三相半波可控整流电路如图1所示。
电路由三相交流电源、晶闸管、负载及触发电路组成。
改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。
此次仿真实验过程分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。
图1三、实验记录：（一）建立仿真模型：在Simulink中将电路元件按相半波可控整流电路的原理图连接起来组成仿真电路。
如图2所示。
图2（二）设置模型参数：设置三相电源电压幅值为220V，频率为50Hz,晶闸管采用脉冲触发器间隔120°交替触发，负载阻性时取R=5Ω，阻感负载时取R=5Ω，L=。
（四）模型仿真结果：1、电阻负载（R=5Ω）（1）α=0°波形一：三相电压；波形二：三相电流；波形三：负载电流；波形四：负载电压；波形五：VT1两端电压；波形六：触发脉冲。
（2）α=30°波形一：三相电压；波形二：三相电流；波形三：负载电流；波形四：负载电压；波形五：VT1两端电压；波形六：触发脉冲。
（3）α=60°波形一：三相电压；波形二：三相电流；波形三：负载电流；波形四：负载电压；波形五：VT1两端电压；波形六：触发脉冲。
2、阻感负载（R=5Ω，L=0.02H）（1）α=0°波形一：三相电压；波形二：三相电流；波形三：负载电流；波形四：负载电压；波形五：VT1两端电压；波形六：触发脉冲。
（2）α=30°波形一：三相电压；波形二：三相电流；波形三：负载电流；波形四：负载电压；波形五：VT1两端电压；波形六：触发脉冲。
基于MATLAB仿真平台的三相半波整流电路
基于MATLAB^真平台的三相半波整流电路作者: 日期:基于MATLAB仿真平台的三相半波整流电路专业:学号:姓名:三相半波可控整流电路1、阻性负载阻性负载的三相半波可控整流电路如图1所示:图1三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路其中，R=1,三相电源为220V50HZ A、B、C三相初始相角分别设置为：0、120、240，VT1、VT2、VT3脉冲触发信号分别为（a+30+O）*0.01/180、（a+30+120 *0.01/180、（a+30+240*0.0Y180）。
（1）?=00时的仿真结果如图2所示。
由波形图可以看出，脉冲触发角?=00时刚好与自然换相点重合（改变触发角也只能在此基础上增大），故而电路的工作情况与三相半波不可控整流电路中的二极管整流工作情况相同，均在自然换相点处换流，U波形为三个相电压在正半周期的包络线。
丁—(2) ?=300时的仿真结果如图3所示。
？=30°时，VT1触发导通至a、b 两相的自然换相点时，虽有u b>u a,但VT2触发脉冲还未到，故VT2不能导通。
VT1持续导通至a相由0变负点将要承受反压自行关断时恰好VT2受触发导通，从而保证了负载电流的连续。
从输出电压、输出电流的波形也可看出，？=30°时，负载电流处于连续和断续的临界点，各相仍导通120°。
图3 ?=300时的波形(3) ?=600时的仿真结果如图4所示。
由波形图可看出，？=60°时晶闸管刚好在该相峰值处导通，导通前承受晶闸管的最大正向压降，即相电压峰值。
由理论分析可得出结论：1)三只晶闸管有且只有一相导通时，另外两只必承受或正或负的线电压，且最大反相电压为线电压峰值；2)三只晶闸管均不导通时，各自承受对应相的相电压。
?=90°、?=1200时的波形与？=600时雷同，不再一一阐述，仅出示仿真结果见图5和图6。
图4 ?=60°时的波形图5 ?=900时的波形图6 ?=1200时的波形(4) ?=1500时的仿真结果如图7所示。
基于某MATLAB仿真平台地三相半波整流电路
基于MATLAB仿真平台的三相半波整流电路专业：学号：姓名：三相半波可控整流电路1、阻性负载阻性负载的三相半波可控整流电路如图1所示：图1 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路其中，R=1，三相电源为220V/50HZ，A、B、C三相初始相角分别设置为：0、120、240，VT1、VT2、VT3脉冲触发信号分别为（a+30+0）*0.01/180、（a+30+120）*0.01/180、（a+30+240*0.01/180）。
（1）∂=00时的仿真结果如图2所示。
由波形图可以看出，脉冲触发角∂=00时刚好与自然换相点重合（改变触发角也只能在此基础上增大），故而电路的工作情况与三相半波不可控整流电路中的二极管整流工作情况相同，均在自然换相点处换流，U d波形为三个相电压在正半周期的包络线。
图2 ∂=00时的波形（2）∂=300时的仿真结果如图3所示。
∂=300时，VT1触发导通至a 、b 两相的自然换相点时，虽有u b >u a ，但VT2触发脉冲还未到，故VT2不能导通。
VT1持续导通至a 相由0变负点将要承受反压自行关断时恰好VT2受触发导通，从而保证了负载电流的连续。
从输出电压、输出电流的波形也可看出，∂=300时，负载电流处于连续和断续的临界点，各相仍导通1200。
图3 ∂=300时的波形U2Ug I v t1U v t1Id wtUd U 2U gI v t 1U v t 1I d wtUd（3）∂=600时的仿真结果如图4所示。
由波形图可看出，∂=600时晶闸管刚好在该相峰值处导通，导通前承受晶闸管的最大正向压降，即相电压峰值。
由理论分析可得出结论:1)三只晶闸管有且只有一相导通时，另外两只必承受或正或负的线电压，且最大反相电压为线电压峰值；2）三只晶闸管均不导通时，各自承受对应相的相电压。
∂=900、∂=1200时的波形与∂=600时雷同，不再一一阐述，仅出示仿真结果见图5和图6。
基于Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真
对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负 载，可影响电源三相负载的平衡性和系统的对称性。故在负载容量 较大的场合，通常采用三相或多相整流电路。三相或多相电源可控 整流电路是三相电源系统的对称负载，输出整流电压的脉动小、控 制响应快，因此被广泛应用于众多工业场合。
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图１三相桥式全控整流电路拓扑结构
２基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ－－相桥式全控整流电路的建模
在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下，运用Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂｌｏｃｋｓｅｔ的各种元件模 型建立了三相桥式全控整流电路的仿真模型，仿真结构如图２所 示：
固３ 口＝３妒时的三相桥式全控整流电路的仿真波彤 本文对在ａ≥６００的情况下，三相桥式全控整流电路的工作方 式进行了仿真分析，此处给出了５＝９００时的三相桥式全控整流电路 的仿真波形，如图４所示。有仿真波形可以看出，负载电流是不连 续的。
2009(2)
5.贾周.王金梅.封俊宝 三相桥式可控整流电路的仿真及实验装置开发[期刊论文]-淮阴工学院学报 2009(3)
本文链接：/Periodical_neijkj200702100.aspx
（收稿日期：２００６·１２·２７）
万方数据
基于Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
臧小惠 常州轻工职业技术学院电子电气工程系
内江科技 NEIJIANG KEJI 2007,28(2) 5次
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基于Simｕｌiｎk的三相半波可控整流电路仿真
一、实验目的：
通过Simulinｋ进行三相半波可控整流电路仿真模型的建立，进一步理解其电路原理。
并观察在不同负载情况下,改变晶闸管控制角α对电路输出的影响。
二、实验原理：
三相半波可控整流电路如图1所示。
电路由三相交流电源、晶闸管、负载及触发电路组成。
改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。
此次仿真实验过程分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。
图１
三、实验记录:
（一）建立仿真模型：
在Ｓimulink中将电路元件按相半波可控整流电路的原理图连接起来组成仿真电路。
如图2所示。
图2
（二)设置模型参数：
设置三相电源电压幅值为２20Ｖ,频率为５0Hz,晶闸管采用脉冲触发器间隔1２0°交替触发，负载阻性时取R＝5Ω,阻感负载时取R=５Ω,Ｌ=。
（四)模型仿真结果：
1、电阻负载（Ｒ=5Ω)
（１)α=0°
波形一:三相电压；波形二:三相电流;波形三：负载电流;波形四:负载电压;波形五：VT1两端电压;波形六:触发脉冲。
(2）α=30°
波形一:三相电压；波形二：三相电流；波形三：负载电流;波形四：负载电压；波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。
(3)α=６０°
波形一：三相电压；波形二:三相电流;波形三：负载电流;波形四:负载电压；波形五:VT1两端电压；波形六:触发脉冲。
２、阻感负载(R=5Ω，L=0.０２Ｈ)
(1）α=0°
波形一:三相电压;波形二:三相电流；波形三：负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压；波形六：触发脉冲。
(2)α=３０°
波形一:三相电压；波形二：三相电流;波形三:负载电流；波形四：负载电压；波形五:VT1两端电压；波形六：触发脉冲。
（3）α=60°
波形一:三相电压；波形二：三相电流;波形三:负载电流；波形四：负载电压；波形五:VT1两端电压；波形六:触发脉冲。
由上述波形可以看出与教材上所讲的,当触发角为6０度时输出电流有区别,但书上所选为大电感，本实验中选择的L并不大,因此仿真出现不同。
（４)当α=60°时,选取L=1H,得如下波形：
波形一:三相电压；波形二：三相电流；波形三：负载电流;波形四：负载电压;波形五：VT1两端电压;波形六:触发脉冲。
四、实验总结：
此次实验在不同触发角,不同负载情况下进行实验,得出仿真波形，基本与理论波形相一致,验证了仿真模型的正确性。
更加形象的展示了书中的描述对象与理论知识。