单相桥式全控整流电路Matlab仿真
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目录
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
R
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。此时,u T2.3=u T1.4=1/2 u2。
(4)在u2负半波的ωt=π+α时刻:
触发晶闸管VT2、VT3,元件导通,电流沿b→VT3→R→VT2→a→Tr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(u d=-u2)和电流,且波形相位相同。此时电源电压反向加到晶闸管VT1、VT4上,使其承受反压而处于关断状态。晶闸管VT2、VT3一直要导通到ωt=2π为止,此时电源电压再次过零,晶闸管阳极电流也下降为零而关断。晶闸管VT1、
VT4和VT2、VT3在对应时刻不断周期性交替导通、关断。 1.3基本数量关系
a.直流输出电压平均值
2
cos 19.02cos 122)(sin 21
2
22α
πωωπ
α
π
α
+=+==
⎰U U t d t U U d
b.输出电流平均值
2
cos 19
.02α+==
R U R
U I d
d 2.建模
在MATLAB 新建一个Model ,命名为dianlu4,同时模型建立如下图所示:
图2单相桥式全控整流电路(纯电阻负载)的MATLAB 仿真模型
2.1模型参数设置
a.交流电源参数
b.同步脉冲信号发生器参
Pulse Generator 的参数Pulse Generator 1 的参数
c.示波器参数
示波器五个通道信号依次是:①通过晶闸管电流Ial;②晶闸管电压Ual;③电源电流i2④通过负载电流Id;⑤负载两端的电压Ud。
d.电阻R=1欧姆
3仿真结果与分析
a.触发角α=0°,MATLAB仿真波形如下:
图3 α=0°单相桥式全控整流电路仿真结果(纯电阻负载)(截图)
b. 触发角α=30°,MATLAB仿真波形如下:
α=30°单相桥式全控整流电流仿真结果(纯电阻负载)(截图) c. 触发角α=60°,MATLAB仿真波形如下:
α=60°单相桥式全控整流电路仿真结果(纯电阻负载)(截图) d. 触发角α=90°,MATLAB仿真波形如下:
α=90°单相桥式全控整流电路仿真结果(纯电阻负载)(截图)
在电源电压正半波(0~π)区间,晶闸管承受正向电压,脉冲UG在ωt=α处触发晶闸管VT1和VT4,晶闸管VT1,VT4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,负载电流为零。
在电源电压负半波(π~2π)区间,晶闸管VT1和VT4承受反向电压而处于关断状态,晶闸管VT2和VT3承受正向电压,脉冲UG在ωt=α处触发,晶闸管VT2,VT3开始导通,形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。
4小结
在单项全控桥式整流电路电阻性负载电路中(图4-1),要注意四个晶闸管1,
4和晶闸管2,3的导通时间相差半个周期。
脉冲发生器参数设置公式:(1/50)*(α/360)。
在这次的电路建模、仿真与分析中,我对电路的建模仿真软件熟练了很多,对电路的了解与分析也加深了很多,比如晶闸管压降的变化,负载电流的变化。(二)单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)
1.电路的结构与工作原理
1.1电路结构
单相桥式全控整流电路(阻-感性负载)的电路原理图(截图)
1.2 工作原理
(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,处于关断状态。假设电路已工作在稳定状态,则在0~α区间由于电感释放能量,晶闸管VT2、VT3维持导通。
(2)在u2正半波的ωt=α时刻及以后:在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通,电流沿a→VT1→L→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通,此时负载上