MATLAB课程设计,单相桥式全控整流电路的MATLAB设计
单相桥式全控整流电路实验
一．实验目的：1，熟悉Matlab 仿真软件和Simulink 模块库。
模块库。
2，掌握单相桥式全控整流电路的工作原理、工作情况和工作波形。
形。
二．实验器材：MATLAB 仿真软件仿真软件三．实验原理：VT1 VT3 VT2 VT4触发器1 触发器2 四．实验步骤： 电阻负载：一、仿真步骤一、仿真步骤1．启动MATLAB MATLAB，进入，进入SIMULINK 后新建一个仿真模型的新文件。
并布置好各元器件。
器件。
2．参数设置。
．参数设置。
各模块参数的设置基本与上一实验相同，各模块参数的设置基本与上一实验相同，但要注意触发脉冲的给定。
但要注意触发脉冲的给定。
但要注意触发脉冲的给定。
互为对角的互为对角的两个示波器的控制角设置必须相同，否则就会烧坏晶闸管。
二、模型仿真二、模型仿真设置好后，即可开始仿真。
设置好后，即可开始仿真。
点击开始控件。
点击开始控件。
点击开始控件。
仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真的结果。
仿真的结果。
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 0.01H，电容为，电容为inf inf。
五．实验数据：v +-Voltage Measurement1v+-Voltage MeasurementSeries RLC BranchScopePulse Generator3Pulse Generator2Pulse Generator1Pulse GeneratorDetailed Thyristor3Detailed Thyristor2Detailed Thyristor1Detailed Thyristori+-Current MeasurementAC Voltage Source电源电压触发信号1触发信号1触发信号2触发信号2流过晶闸管电流负载电流晶闸管端电压负载电压电阻负载：α=0度α=60度α=120度阻感负载：α=30度α=60度。
MATLAB课程设计-单相桥式全控整流电路的MATLAB设计
学号控制系统仿真单相桥式全控整流电路（电阻性负载）在MATLAB中的仿真真在MATLAB软件中的仿真应用学生姓名班级成绩控制与机械工程学院2015年6 月19 日绪论Matlab以矩阵运算为基础,把计算可视化程序设计融合到了一个交互的工作环境中,可实现工程计算、算法研究、建模和仿真、数据分析及可视化、科学和工程绘图、应用程序开发等功能.Simulink是Mat2lab 所提供的用来对动态系统进行建模、仿真和分析的集成环境,是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具.Matlab5.3与以前的MA TLAB版本的最大区别就是增加了电力系统模块库(PowerSystemBlockset),能快速而准确地对电路及电力系统进行仿真。
1990年MathWorks软件公司为Matlab提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink.作为对Matlab语言运算环境的扩展,在保持Matlab的一般性能基础上,Simulink又增加了许多功能.它与Matlab及其工具箱结合使用,可以完全对连续系统、离散系统、连续和离散混合系统的动态性能进行仿真与分析. Simulink与传统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点.Simulink 提供了8个子模型库:Continuous(持续环节)、Discrete(离散系统)、Function&Tables(函数及图表)、Math(数学计算)、Nonlinear(非线形环节)、Signals&System(信号及系统)、Sink(输出方式)、Source(输入源).在以上每个子模型库中还包含有相应的功能模块,如Source子模块中包含有SineWave(正弦波)、PulseGenerator(脉冲信号)、Step(阶跃信号)等,Sink子模块中包含有scope(示波器)、To Workspace(传送到工作空间)、XYGraph(X-Y图表)等. Simulink提供了动态系统建模、分析和仿真的交互环境,能够实现交互建模、交互仿真,并允许用户扩展仿真环境等功能.Simulink的专用模型库(Blocksets)提供了一些专用元件集,使得Simulink的功能进一步扩展。
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目录1. 引言1.1 背景和意义1.2 结构概述1.3 目的2. 单相桥式可控整流电路的基本原理2.1 桥式整流电路概述2.2 可控整流电路原理介绍2.3 Matlab在电路仿真中的应用3. 环节仿真设计步骤与方法3.1 仿真设计的准备工作3.2 桥式可控整流电路参数设置与模型建立3.3 信号源设计与输入波形调整4. 结果分析与讨论4.1 输出电压与负载特性分析4.2 输入功率和效率计算及分析4.3 控制方式对输出特性的影响分析5. 结论与展望5.1 结论总结和发现归纳5.2 设计中存在问题及改进方向提议1. 引言1.1 背景和意义随着电力系统的快速发展，可控整流技术作为一种重要的电能转换技术在电气领域中得到广泛应用。
而单相桥式可控整流电路作为可控整流技术的典型代表之一，具有显著的优势和重要的应用价值。
单相桥式可控整流电路被广泛应用于直流电源、交直流变频器、焊接设备以及伺服驱动等领域。
其主要功能是将交流电转换为带有直流成分的输出电压，并通过调节触发角来实现对输出电压幅值和形状的精确控制。
这种控制方式可以根据需要灵活地调整输出信号，达到各种特定使用要求。
因此，对于单相桥式可控整流电路进行准确的仿真设计和性能分析，是深入理解其工作原理和提高其运行效率的重要手段。
1.2 结构概述单相桥式可控整流电路由四个晶闸管连接而成，组成一个反并联结构。
其中两个晶闸管连接在正半周机架上，另外两个晶闸管连接在负半周机架上。
通过适当地触发晶闸管的导通，可以实现对输出电压大小和形状的精确控制。
1.3 目的本文旨在利用Matlab软件对单相桥式可控整流电路进行环节仿真设计，并验证其性能。
具体目的包括以下几点： 1. 理解单相桥式可控整流电路的基本原理和工作方式； 2. 建立合适的仿真模型，模拟出整流电路的运行过程； 3. 通过仿真结果分析输出电压与负载特性、输入功率和效率等参数变化情况； 4. 分析不同控制方式对输出特性的影响，并提出改进方案。
单相全桥可控硅整流电路matlab
单相全桥可控硅整流电路matlab1.引言单相全桥可控硅整流器是一种广泛应用于变流器，逆变器和直流电源等领域的电力接口电路。
它可以将交流电转换成直流电，在工业、农业、交通和家庭用电方面都有着广泛的应用。
本文将介绍如何使用MATLAB软件来设计和模拟单相全桥可控硅整流电路，包括电路原理图、电路参数和MATLAB程序的编写等各个方面。
同时，将重点介绍如何使用MATLAB中的Simulink工具箱来模拟电路的波形，并分析其性能。
2.单相全桥可控硅整流电路的原理单相全桥可控硅整流电路主要包括一个变压器、一个全桥整流电路和一个控制电路。
其中变压器的作用是将220V的交流电转换成较低的电压，用于提供给全桥整流电路使用。
在全桥整流电路中，四个可控硅（SCR）分别组成桥形电路。
当输入电压的正向信号到达顶部的可控硅时，它会导通，电流将通过负载，该电路的输出电压将是正向的。
而当输入电压的反向信号到达底部的可控硅时，它也会导通，电流将通过负载，但此时输出电压将变为反向。
整个控制电路由多个元件构成，其中最重要的是触发电路。
当可控硅的控制信号通过触发电路输入时，它们将导通并允许电流通过负载。
这样就可以控制输出电压的瞬时时间以及输出电压的平均值，并对负载进行精确定位。
3.设计单相全桥可控硅整流电路的MATLAB仿真程序基于单相全桥整流电路的原理，我们可以开始设计和模拟电路的MATLAB仿真程序。
遵循以下步骤：1. 绘制电路图绘制单相全桥可控硅整流电路的原理图。
由于在MATLAB中无法直接绘制电路图，因此需要使用专业的电路仿真软件（如Proteus、Multisim等）绘制出电路并导出到MATLAB中进行仿真。
2.电路参数设置在MATLAB中，我们需要设置电路的一些参数，如变压器的变比，电容电压，电阻等。
这些参数直接关系到电路的性能，需要经过仔细的调整和模拟，以获得最佳效果。
3.编写MATLAB程序MATLAB语言中集成了一个强大的工具箱——Simulink，用于模拟和分析各种电子电路和控制系统。
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。
单相桥式全控整流电路课程设计-matlab
1 引言随着现代科学技术的不断进步，电力电子技术正以令人瞩目的发展速的，改变着我国电力工业的整体面貌。
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，具体的说，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制（整流，逆变，斩波，变频，变相等）的技术。
电力电子涉及由半导体开关启动装置进行电源的控制与转换领域，包括交流变直流，直流变交流，交流变交流，直流变直流等四大电力变换技术。
整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是把交流电能转换为直流电能供给直流用电设备。
整流电路的应用十分广泛，例如直流电动机，电镀、电解电源，同步发电机励磁，通信系统电源灯，大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧电流的方向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路。
而单相整流电路中应用较多的是单相桥式全控整流电路。
2 单相桥式全控整流电路的结构与工作原理2.1电路结构电路图：图1 单相桥式全控整流电路(纯电阻负载)的电路原理图2.2 工作原理在单项桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。
在u2正半周（即a点电位高于b点电位），若4个晶闸管均不导通，负载电流i d 为零，u d 也为零，VT 1、VT 4串联承受电压u 2，设VT 1和VT 4的漏电阻相等，则各承受u2的一半。
若在触发角α处给VT1和VT 4加触发脉冲，VT 1、VT 4即导通，电流从a 端经VT 1、R 、VT 4流回电源b 端。
当u 2为零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT 1和VT 4关断。
在u2负半周，仍在触发延迟角α处触发VT 2和VT 3（VT 2和VT 3的α=0处为ωt=π），VT 2和VT 3导通，电流从电源的b 端流出，经VT 3、R 、VT 2流回电源a 端。
MATLAB工程应用---单向桥式全控整流电路实验报告
MATLAB工程应用---单向桥式全控整流电路实验报告
课程名称：MATLAB工程应用实验类型：验证型
实验项目名称：单向桥式全控整流电路
一、实验目的和要求（必填）
二、实验内容和原理（必填）
三、操作方法与实验步骤
1.建立仿真电路图
2.仿真模型使用的参数模板设置
①交流电压源参数的设置如下图
②进闸管的参数的设置如下图
③Pulse Generator、Pulse Generator1的参数的设置分别如下图
④电阻负载时电阻的参数的设置和阻感负载时电阻和电感的参数设置分别如下图
⑤Mean Value的设置如下图
四、实验结果与分析（必填）
1、示波器的结果
电阻负载时的输出电压和输出电流：
阻感负载时的输出电压和输出电流：
2、plot画出输出电压和输出电流波形
电阻负载的输出电压：
电阻负载的输出电流：
阻感负载的输出电压：
阻感负载的输出电流：3、分析仿真结果。
单相桥式全控整流电路MATLAB仿真实验报告(下)
一、单相桥式全控整流电路（电阻性反电势）1．电路结构与工作原理（1）电路结构TidE（2）工作原理1）若是感性负载，当u2在正半周时，在ωt＝α处给晶闸管VT1加触发脉冲，VT1导通后，电流从u2正端→VT1→L→R→VD4→u2负端向负载供电。
u2过零变负时，因电感L的作用使电流连续，VT1继续导通。
但a点电位低于b点，使电流从VD4转移至VD2，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是经VT1和VD2续流，则ud=0。
2）在u2负半周ωt＝π+α时刻触发VT3使其导通，则向VT1加反压使之关断，u2经VT3→L→R→VD2→u2端向负载供电。
u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。
VT3和VD4续流，u d又为零。
此后重复以上过程。
2.建模3．仿真结果分析α=30°单相全控桥式反电势负载（电阻性）α=60°单相全控桥式反电势负载（电阻性）α=90°单相全控桥式反电势负载（电阻性）4．小结若α <δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。
为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。
这样，相当于触发角被推迟，即α=δ。
二、单相桥式全控整流电路（阻感性反电势）1.建模2.仿真结果分α=30°单相全控桥式反电势负载（阻感性）α=60°单相全控桥式反电势负载（阻感性）α=90°单相全控桥式反电势负载（阻感性）3．小结当电枢电感不足够大时，输出电流波形断续，为此通常在负载回路串接平波电抗器以减小电流脉动，延迟晶闸管导通时间；如果电流足够大，电流就连续。
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学号
控制系统仿真
单相桥式全控整流电路（电阻性负载）
在MATLAB中的仿真真
在MATLAB软件中的仿真应用
学生姓名
班级
成绩
控制与机械工程学院
2015年6 月19 日
绪论
Matlab以矩阵运算为基础,把计算可视化程序设计融合到了一个交互的工作环境中,可实现工程计算、算法研究、建模和仿真、数据分析及可视化、科学和工程绘图、应用程序开发等功能.Simulink是Mat2lab 所提供的用来对动态系统进行建模、仿真和分析的集成环境,是结合了框图界面和交互仿真能力的非线性动态系统仿真工具.Matlab5.3与以前的MA TLAB版本的最大区别就是增加了电力系统模块库(PowerSystemBlockset),能快速而准确地对电路及电力系统进行仿真。
1990年MathWorks软件公司为Matlab提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink.作为对Matlab语言运算环境的扩展,在保持Matlab的一般性能基础上,Simulink又增加了许多功能.它与Matlab及其工具箱结合使用,可以完全对连续系统、离散系统、连续和离散混合系统的动态性能进行仿真与分析. Simulink与传统的仿真软件包用微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点.Simulink 提供了8个子模型库:Continuous(持续环节)、Discrete(离散系统)、Function&Tables(函数及图表)、Math(数学计算)、Nonlinear(非线形环节)、Signals&System(信号及系统)、Sink(输出方式)、Source(输入源).在以上每个子模型库中还包含有相应的功能模块,如Source子模块中包含有SineWave(正弦波)、PulseGenerator(脉冲信号)、Step(阶跃信号)等,Sink子模块中包含有scope(示波器)、To Workspace(传送到工作空间)、XYGraph(X-Y图表)等. Simulink提供了动态系统建模、分析和仿真的交互环境,能够实现交互建模、交互仿真,并允许用户扩展仿真环境等功能.Simulink的专用模型库(Blocksets)提供了一些专用元件集,使得Simulink的功能进一步扩展。
一、单相桥式全控整流电路（电阻性负载）工作原理。
单相桥式全控整流电路（电阻性负载）如图1所示，电路由交流电源、整流变压器、晶闸管、负载以及触发电路组成。
我所要分析的问题是α为不同值时，输出电压及电流的波形变化。
图1
其工作原理如下：
（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。
因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。
假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4= Ut2.3=1/2u2。
（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α区间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。
（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b →VT3→R →VT2→α→T 的二次绕组→b 流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。
二、建立仿真模型及仿真实现
1.参数设置
在MATLAB 工具箱的Electrical 模块库中选取:AC Voltage source(交流电压源)模块，对其参数进行
设置。
如图2所示。
T
R
id
图2
●在MATLAB工具箱Power Electronics中选取:Thyristor(晶闸管)模块，对其参数进行设置。
如图3
所示。
图3
●在MATLAB工具箱Sources库中选取Pulse Generator(脉冲发生器)模块，对其参数进行设置。
如图4
所示。
通过改变Phase delay(相位延迟)改变控制角的不同。
计算方法：例如：取α=30°时，对应时间为t=0.02*30/360=0.02/12s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取10%即可。
图4
●在MATLAB工具箱Elements模块库中选取Series RLC Branch(串联RLC支路)模块，对其参数进行设
置。
串联RLC支路为纯电阻电路，即为单相桥式全控整流电路的电阻性负载情况，将电阻设置为2，如图5所示。
图5
●在MATLAB工具箱Sinks模块库中选取Scope(示波器)模块。
●在MATLAB工具箱中Measurements模块库中选取Current Measurement(电流测量)模块，改名为I,其
参数设置为默认值。
●在MATLAB工具箱中Measurements模块库中选取Voltage Measurement(电压测量)模块，改名为U,其
参数设置为默认值。
●在MATLAB工具箱Sinks模块库中选取Demux(解复用)模块。
2设计电路图
将各元件按照原理图连线即可得到电路图模型。
如下图图7所示。
图7
在触发脉冲为0º，30º，60º，90º，120º和180º下，示波器依次显示了Ug(触发信号)Uab(电源电压)Uvt(晶
闸管电压)Ivt(晶闸管电流)Id(负载电流)Ud(负载电压)波形图。
①α=0º时，波形图如图8所示。
图8
②α=30º时，波形图如图9所示。
图9 ③α=60º时，波形图如图10所示。
图10 ④α=90º时，波形图如图11所示。
图11
⑤α=120º时，波形图如图12所示。
图12 ⑥α=180º时，波形图如图13所示。
图13
三、仿真结果分析及总结
1、仿真结果分析
从上面的仿真结果可以看出，仿真的结果与理论分析的结果基本一致：
第一，带电阻负载时，电源电压过零时，晶闸管自然关断。
第二，带电阻负载时，负载电阻电压与电流波形相同，成线性关系。
2、总结
单相桥式全控整流电路（电阻性负载）是典型单相桥式全控整流电路，共用了四个晶闸管，两只晶闸管接成共阳极，两只晶闸管接成共阴极，每一只晶闸管是一个桥臂，桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性。
单相桥式全控整流电路就是通过改变控制角α，改变负载上脉冲直流电压的平均值UL，从而实现了可控整流。