单相三电平整流器建模及MATLAB仿真实现
单相桥式半空整流电路MATLAB仿真实验报告
一、单相桥式半控整流电路（电阻性负载）1．电路结构与工作原理（1）电路结构Tu1u2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3u R2.建模3．仿真结果分析α=30°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）α=60°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）α=90°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）4．小结尽管整流电路的输入电压U2是交变的，但负载上正负两个半波内均有相同的电流流过，输出电压一个周期内脉动两次，由于桥式整流电路在正、负半周均能工作，变压器二次绕组正在正、负半周内均有大小相等、方向相反的电流流过，消除了变压器的电流磁化，提高了变压器的有效利用率。
二、单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管）1．电路结构与工作原理（1）电路结构L（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，此时负载上有输出电压（u d=u2）和电流。
电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。
2.建模3．仿真结果分析α=30°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）α=60°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）α=90°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）4．小结电路具有自续流能力，但实用中还需要加设续流二极管VD，以避免可能发生的失控现象。
三、单相桥式半控整流电路（带续流二极管）1．电路结构与工作原理（1）电路结构Tu2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3Ru RLulidVDud（2）工作原理接上续流二极管后，当电源电压降到零时，负载电流经续流二极管续流，是桥路直流输出端只有1V左右的压降，迫使晶闸管与二极管串联电路中的电流减小到维持电流以下，使晶闸管关断。
三相桥式整流电路的matlab仿真-电力电子课程设计
五邑大学电力电子技术课程设计报告题目：三相桥式整流电路的MATLAB仿真院系信息工程学院专业自动化班级130705学号3113001682学生姓名李上雄指导教师张建民三相桥式整流电路的matlab仿真一、题目的要求和意义利用MATLAB软件中的SIMULINK对三相桥式整流电路进行建模、仿真，设置参数，采集波形。
设计意义：整流电路是电力电子技术中最为重要的电路，应用广泛。
常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。
三相全控整流电路的整流负载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整流电路。
Matlab 提供的可视化仿真工具Simulink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。
利用matlab对三相桥式全控整流电路仿真，可以让我们进一步深入了解三相整流电路工作的每一个步骤，充分掌握三相整流电路，而对故障波形的采集与分析，锻炼我们解决电路出现问题时的能力，以使我们在实际工作中也能足够的理论知识去排除及解决各种电路故障，具有十分重要的意义。
设计目的：1、掌握MATLAB软件中的SIMULIN K仿真。
2、加深对三相桥式整流电路的理解。
实验要求：1、利用示波器观察纯电阻负载时的仿真波形，并将u d、i d、u VT1波形记录下来（触发角选择30°）。
2、利用示波器观察阻感负载时的仿真波形，并将u d、i d、u VT1波形记录下来（触发角选择30°）。
3、故障波形的采集：当触发角为0度时，将晶闸管2断开，查看阻感负载下的输出电压u d的波形，记录下来，并分析故障现象。
二、基本原理三相桥式全控整流电路图如下：图1三相桥式全控整流电路原理图晶闸管的导通顺序为VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6，相位依次差60°；共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，相位依次差120°。
三相逆变电源的在Matlab中的仿真设计
三相逆变电源的在Matlab中的仿真设计摘要:本文采用MATLAB搭建仿真系统对变频电源进行系统分析。
基于Simulink做了系统仿真，并做了原理性的论证，调节器件参数比较仿真结果。
1. 引言由于计算机技术的迅速发展和广泛应用，数学模型的应用和仿真越来越普遍。
本文研究背景及意义于在MATLAB中提供了Simulink和Power Systerm Blockset工具箱，拥有一种很方便的建模环境，用户不用直接编写程序，而是通过交互命令方式建立、修改和调试模型，给电力电子技术中的各种电路的仿真提供了有利的条件，简化了仿真建模。
电力系统工具箱(Power System Blockset)，如图1-1 Block Library。
图1-1 Block Library2. MATLAB在变频器中应用及仿真框图2.1仿真框图的设计变频电源主要结构分为以下几个部分。
1. 整流器，它与单相或三相交流电源相连接，产生脉动的直流电压。
2. 中间电路，有以下三种作用：a.使脉动的直流电压变得稳定或平滑，供逆变器使用。
b.通过开关电源为各个控制线路供电。
c.可以配置滤波或保护装置以提高变频电源性能。
3. 逆变器，将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。
4. 控制电路，它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号。
图2-1为三相变频电源的仿真电路。
在仿真电路图中，双击元件，可得到各元件的属性设置。
改变各项的值，运行并通过示波器来显示各个量的变化，以便比较和研究。
在仿真环境中，用户通过简单的鼠标操作就可建立起直观的系统模型并进行仿真，能有机地将理论研究和工程实践结合在一起。
图2-1 三相变频电源的仿真电路整个仿真图由电气系统模块库中的元件搭建组成，元件的直观连接与实际的主电路相似，其中主要包括：整流环节，直流环节，逆变环节，PI调节器、坐标变换模块、SPWM产生环节。
这些元件都设置有对话框，用户可以方便的选择元件类型和设置参数。
三相桥式全控整流及逆变电路matlab仿真
电力电子技术课程设计系别：自动化系专业：自动化班级：小组成员：指导老师：日期：目录1.简要背景概述 (3)2.工作原理介绍 (3)3.主电路设计 (4)4. simulink仿真系统设计 (5)5.仿真结果分析 (7)6.总结（收获与体会） (17)7参考文献 (17)一简要背景概述随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。
常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。
三相全控整流电路的整流负载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整流电路。
它是由半波整流电路发展而来的。
由一组共阴极的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的晶闸管串联而成。
六个晶闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管的触发角时，相应的输出电压平均值也会改变，从而得到不同的输出。
由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。
Matlab提供的可视化仿真工具Simulink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。
三相桥式全控整流电路以及三相桥式全控逆变电路在现代电力电子技术中具有很重要的作用和很广泛的应用。
这里结合全控整流电路以及全控逆变电路理论基础，采用Matlab 的仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路进行仿真，对输出参数进行仿真及验证，进一步了解三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路的工作原理。
基于MATLAB的三相整流电路的仿真研究毕业论文
年 月 日
本表作评定学生平时成绩的依据之一。
摘 要
本文设计了运用了MATLAB对三相整流电路的仿真，整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路，它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛的应用。本文基于三相整流电路的原理，对不同控制角度带不同负载的三相全控整流电路的仿真模拟，并做了一定的分析。
Keywords:MATLAB; three-phase rectifier;parameter adjustment; Simulink simulation; analysis.
摘 要I
AbstractII
1 绪论1
1.1 问题的提出1
1.2 研究现状1
1.3 设计的容2
2.三相整流电路的整体设计3
关键词：MATLAB；三相电源整流；参数设置；simulink仿真；分析。
Abstract
This paper designed using MATLAB simulation of the three-phase rectifier circuit, rectifier circuit is to convert alternating current to DC electrical energy, is widely used in its speed, excitation DC motor generator regulation, electrolysis, electroplating and other fields. In this paper, based on the principle of three-phase rectifier circuit, three-phase load with different simulation of different control angle of full controlled rectifier circuit, and did some analysis.
基于MATLAB电气系统模块库的三相电压型PWM整流器的仿真(精)
基于M AT LAB 电气系统模块库的三相电压型PWM 整流器的仿真方法An Approach to the Simulation of Three-phase Voltage-type PWM Reversible Rectifierby Pow er Syst em Blockset of M ATLAB佛山科学技术学院自动化系(528000 屈莉莉秦忆杨兆华西安交通大学电气工程学院(710049 杨振坤【摘要】阐述了基于MAT LAB 软件的电气系统模块库建立三相电压型PWM 整流器仿真模型的方法, 并在滞环电流控制方式下进行了系统仿真, 仿真结果表明该方法是合理、可行的。
关键词M ATLAB PWM 整流器电气系统模块库仿真Keywords M ATLAB, PWM reversible rectifier, pow er system blockset, simulation应用计算机仿真的方法对电路的各种性能进行研究, 具有方便、直观、经济、有效的特点。
MATLAB 语言是一种功能强大的控制系统计算机辅助设计和仿真语言[1], 它的仿真工具弥补了用传递函数和PSPICE 仿真的不足, 易于实现很多控制系统的仿真, 目前已得到了越来越广泛的应用。
电压型PWM 整流器在解决电力公害方面具有十分重要的作用, 已成为国际电力电子学界研究的热门课题。
本文采用电气系统模块库构造了三相电压型PWM 整流器仿真模型, 并给出了滞环电流控制方式下的仿真实例和仿真结果。
图1三相PW M 整流器主电路基于电气系统模块库的三相电压型PWM 整流器模型1. 用理想开关元件建立的仿真模型用理想开关元件构造的三相电压型PWM 整流器仿真模型如图2所示。
图中点A 、B 、C 与图1对应, 三相理想开关模块由电气系统模块库的6个理想开关元件构成, S a1、S a2、S b1、S b2、S c1、S c2分别为a 、b 、下桥臂理想开关的驱动信号。
基于Matlab的三电平SVPWM逆变器的仿真实现
基于Matlab的三电平SVPWM逆变器的仿真实现常国祥;金琴;宋红超;赵杰【摘要】A neutral point clamped three-level inverter is used to explain the scheme. We briefly analyze working principle and algorithm of SVPWM, proposing a simple building method of sector judge-ment model basedon Matlab. Through the observation and analysis of the simulation waveform, the cor-rectness of the algorithm is verified, also providing the basis for debugging and studying the actual hard-ware circuit.%以二极管钳位式三电平逆变器为研究对象，介绍了SVPWM的原理、算法，在Matlab的基础上提出了一种简单的扇区判断模型的搭建方法。
通过对仿真波形的观察、分析，验证了算法的正确性，也为实际电路的调试、研究提供了依据。
【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P42-44,57)【关键词】SVPWM;Matlab;逆变器;仿真;节能减排【作者】常国祥;金琴;宋红超;赵杰【作者单位】黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨150022;黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨150022;黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨150022;黑龙江科技大学电气与控制工程学院，哈尔滨150022【正文语种】中文【中图分类】TP391.920世纪80年代，A.Nabae等人首次提出了中点钳位式逆变器，它的出现为高压大容量电压型逆变器开辟了一条新思路。
Matlab 电力电子仿真教程
降到0到晶闸管能重新施加正向电压而不会误导通的时间。
第5章 电力电子电路仿真分析
(a)
(b)
图5-7 晶闸管模块的电路符号和静态伏安特性 (a) 电路符号；(b) 静态伏安特性
第5章 电力电子电路仿真分析
SimPowerSystems库提供的晶闸管模块一共有两种：一
种是详细的模块(Detailed Thyristor)，需要设置的参数较多； 另一种是简化的模块(Thyristor)，参数设置较简单。晶闸管 模块的图标如图5-8。
电感Lon、直流电压源Vf组成的串联电路和开关逻辑单元来 描述。电力电子元件开关特性的区别在于开关逻辑和串联电 路参数的不同，其中开关逻辑决定了各种器件的开关特征； 模块的串联电阻Ron和直流电压源Vf分别用来反映电力电子 器件的导通电阻和导通时的电压降；串联电感Lon限制了器 件开关过程中的电流升降速度，同时对器件导通或关断时的 变化过程进行模拟。
第5章 电力电子电路仿真分析
图5-6 例5.1的仿真波形图
第5章 电力电子电路仿真分析
5.1.2 晶闸管模块
1. 原理与图标 晶闸管是一种由门极信号触发导通的半导体器件，图57所示为晶闸管模块的电路符号和静态伏安特性。当晶闸管 承受正向电压(Vak>0)且门极有正的触发脉冲(g>0)时，晶闸 管导通。触发脉冲必须足够宽，才能使阳极电流Iak大于设定 的晶闸管擎住电流I1，否则晶闸管仍要转向关断。导通的晶 闸管在阳极电流下降到0(Iak=0)或者承受反向电压时关断， 同样晶闸管承受反向电压的时间应大于设置的关断时间，否 则，尽管门极信号为0，晶闸管也可能导通。这是因为关断 时间是表示晶闸管内载流子复合的时间，是晶闸管阳极电流
第5章 电力电子电路仿真分析
基于Matlab的三相桥式全控整流电路的仿真研究(1)_图文(精)
基于Matlab的三相桥式全控整流电路的仿真研究黄江波k2(1.长江师范学院,重庆408100}2.重庆大学电气工程学院,重庆400044摘要:三相桥式全控整流电路在现代电力电子技术中具有非常重要的作用。
这里在研究全控整漉电路理论基础上, 采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立三相桥式全控整流电路的仿真模型,对输出电压、控制角、故障现象以及负载特性进行了动态仿真与研究。
仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点。
从而为电力电子教学及实验提供了一种较好的辅助工具。
关键词:Matlab;整流电路;动态仿真;建模中豳分类号:TN710文献标识码:A 文章编号:1004—373X(201008—0202"03Research and Simulation of Three-phase Full-bridge Control Rectifier Circuit Based on Matlab 。
HUANG Jiang-b01’2(1.Yangtze Normal University,Chongqing 408100,Chinat2.Electrical Engineering College。
Chongqing Universify。
Chongqing400044,ChinaAbstract:Three-phase full—bridge control rectifier circuit plays an impoltant role in the modern power electronic technolo。
gy.The simulation model of three-phase bridge controlled rectifier circuit is established with the visualization simulation tool Simulink of Matlab and by fun—bridge control rectifier circuit theory.The dynamic Simulation and analysis of output voltage, controlling angle,fault phenomenon and load characteristics were performed.The results show that the simulating model is correct,and has a series of merits such as high speed,agility,convenience,intuition and SO on.Therefore,an efficient auxiliary implement is offered for the design of power electronic circuit.Keywords:Matlab;rectifier circuit;dynamic simulation;modeling随着社会生产和科学技术的发展,整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用13益广泛。
电力电子技术matlab仿真实验报告
上海电机学院卢昌钰 BG0801 10号1.单相半波可控整流电路（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=30°）接线图电阻性负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入电压与输出电压波形（2）阻感负载（R=1欧姆，L=0.05H，U2=220V,α=30°）接线图阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入电压与输出电压波形（3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H，U2=220V,α=30°）有问题接线图阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入与输出电压波形2.单相桥式全控整流电路（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=60°）电阻性负载电路图搭建电阻负载输入电压和输出电压对比电阻负载直流电压和电流波形电阻负载时晶闸管T1的波形电流i2的曲线（2）电感性负载（R=1欧姆，L=0.05H,α=60°，U2=220V,）阻感负载电路图搭建阻感负载电压输入与输出波形阻感负载输出电流id阻感负载输出电压ud阻感负载交变时的电流i2阻感负载交变时的电压u2阻感负载VT1的电压波形（3）电感性负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H,α=60°，U2=220V,）电感性负载+续流二极管接线图输入和输出电压波形负载电流负载电压二次侧电流晶闸管两端电压3.单相桥式半空整流电路（1）电阻负载（R=1欧姆，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二极管电流波形图（2）阻感负载（R=1欧姆，L=0.05H，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二极管电流波形图（3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管VT1电压，二极管VD4电压，二极管VD4电流波形图4.三相半波可控整流电路电阻负载接线图（0°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（电阻0°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（电阻30°）阻感负载接线图（30°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（阻感30°）阻感负载+续流二极管接线图（30°）5．三相全控整流电路电阻负载接线图（30°导通角）三相输入输出电压对比，晶闸管1电压，输出电流电压图形（30°）阻感负载接线图（30°导通角）三相输入输出电压对比，晶闸管1电压，输出电流电压图形（30°）阻感负载+续流二极管接线图（30°导通角）6 降压BUCK电路降压斩波电路（电流连续）接线图BUCK变换器电感电流连续时仿真波形BUCK变换器电感电流断续时仿真波形7 升压Boost电路升压Boost变换器仿真接线图升压Boost变换器连续工作升压Boost变换器断续工作8 单相全桥方波逆变电路单相全桥方波电阻负载逆变电路接线图电阻负载逆变器直流侧电流，输出交流电压电流方波波形单相全桥方波阻感负载逆变电路接线图阻感负载逆变器直流侧电流，输出交流电压电流方波波形9 三相方波逆变电路三相方波逆变电路接线图三相方波逆变电路仿真波形（感性无功=100Var）10单极性的PWM方式下的单相全桥逆变电路在下：输出电压，电流和直流侧电流波形。
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三 电平 整流器 主 电路 由 ８ 开关管 Ｖ 个 ～Ｖ 组 成 （ １ｏ 图 以第 一相为例说 明 ：上下２ 个桥臂各有 ２个 开关 管 （ Ｖ ）１ 个辅助二极管 （ ｎｏ 中Ｖ 。 ： Ｖ。 ￣２ 和 １ Ｄ。 ： 其 。 与Ｖ ： 相 当于二 电平 Ｐ ＷＭ 变流器中的上下互补开关管， Ｖ ： 而 （ Ｄ。 、 ３Ｖ ３ 。Ｄ 构成中点箝位 电路， Ｖ ２ Ｖ。（ Ｄ。与Ｄ 、 ２ ） ） 因此， 电 三 平 主电路又称 中点箝位 电路（ｅ ｔ ｌ ｏｎ ａ ｅ ） 三 电 ｎｕｒ ｉ ｃ ｍｐｄ 。 ａｐ ｔ ｌ 平 整流器交流侧 与二 电平 的相 同，直流侧 由２ 电容 器 个
ＰＡＮＹａ ｎ
（ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｅ ｔ ， ｈ ｚ ｏ Ｓ ｉ ｅ ｌ ｔ ｃ ｏ， ｔ．Ｚ ｕ ｈ ｕ Ｈｕ ａ １ ０ １ Ｃ ｉａ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎｅ Ｚ ｕ ｈ ｕＣ Ｒ Ｔ ｍ ｓ ｅ ｒ ．Ｌ ｄ ｈ ｚ ｏ ， ｎ ｎ４ ２ ０ ， ｈ ｎ ） Ｃ ｒ Ｅｃ ｉ Ｃ ，
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单相三 电平整流器建模及 ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ仿真实现
潘 燕
（ 株洲 南 车时 代 电气 股份 有 限公 司 技术 中心 ， 湖南 株洲 ４ ２０ ） １０ １
摘
要 ：介 绍 了单相 三 电平 Ｐ ＷＭ 整流 器 系统 的数 学模 型算法 。分析 了不 同 Ｐ ＷＭ 控制 模式 下整流 器的状 态
波远小于二 电平变 流器 的； ３即使 开关频 率较低 ， （） 三电
平Ｐ ＷＭ 高频整 流器输 入侧电流波形也能保证一定 的正 弦度 ， 同样 的开关频率及控 制方式 下， 电流谐波总 畸 在 其 变率 （ＨＤ） 远小 于二电平 变流器 的。 Ｔ 要 功率 因数 可调 的 Ｐ ＷＭ 高频整流器作 为Ｐ ＷＭ 功率 变流器 中的一种重要 结 构。 不仅能控 制有功 功率的传输 ， 它 而且 能提供无 功
Ｏ 引言
三电平 脉宽调 制（Ｗ Ｍ） 流器主 电路 结构较 复杂， Ｐ 变
功 率的吞吐 。 本文在 开关 函数 概念基础 上， 从工程 应用 角度 出发 ， 出三 电平 Ｐ 提 ＷＭ 高频 整流器的系统数学模 型， 给出基于ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ语言和 Ｓｍｕｉｋ仿真环境下的系 ｉ ｌ ｎ 统仿真 结果 。 明了该模 型的正确性 。 证
பைடு நூலகம்
与常规的二电平 Ｐ ＷＭ 变 流器相 比， 具有 以下优点 ： ） （ 每 １
一
个 功率开关 器 件所 承受 的关断 电压 仅为 直流 侧 电压
的一半 ，故 比较适 用于 高电压 、 大容 量功 率应用 场合 ； （） 同等开关频 率及控制方式 下， 出电压或 电流 的谐 ２在 输
１ 三 电平整流器工作原理
空间方程 ，在此基础上通过 ＭＡ Ｌ ／ ｉ ｌ ｋ实现 了数 学模 型和 离线控制 器的闭环仿 真实验 。仿真结果表 明，模 Ｔ ＡＢ Ｓｍｕｉ ｎ 型算 法能反 应整 流 器 系统 主要 电量 的 变化 规律 ，满 足 实时 变流控制 装置 的开发 测试要 求。 关键词 ：单相 三 电平整流器 ； 建模 ； 离线闭环仿 真