【正文】 河 北 工 業(yè) 大 學 畢業(yè)設計說明書 作 者： 劉倩 學 號： 110183 學 院： 電氣工程學院 系 (專業(yè) ): 電氣工程及其自動化專業(yè) 題 目 : 三相全控橋式整流電路的仿真設計 指導者： 趙爭菡 實驗師 評閱者： 楊曉光 教授 2020 年 6 月 10 日 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計（論文）中文摘要 三相全控橋式整流電路的仿真設計 摘要： 三相全控橋式整流電路在工業(yè)領域 有著十分 廣泛 的 應用。本文在研究全控整流電路理論基礎上，采用 MATLAB 的 Simulink 動態(tài)仿真建立三相橋式全控整流電路的仿真模型。首先，通過對不同觸發(fā)角、輸出電壓、故障現(xiàn)象和負載特性進行仿真分析和研究， 得到不同負載及觸發(fā)角時電路的整流電壓波形 。然后 分析仿真結果的數(shù)據(jù) ， 驗證仿真的正確性 。最后 針對器件上存在電壓和電流的突變量 ，設計了一 種充放電型緩沖電路 ， 對電力電子器件加以保護 。 仿真結果表明該模型具有快捷、 方便 、 直觀 、 靈活 等一系列特點 , 為電力電子教學及實驗提供了一種較好的輔助方法。 關鍵詞 ： MATLAB 三相全控整流電路 緩沖電路 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計（論文）外文摘要 Title Simulation of ThreePhase Fullycontrolled Bridge Rectifier Circuit Abstract Threephase fullycontrolled bridge rectifier circuit is widely used in industrial applications. In this paper, based on the theory of fullycontrolled rectifier circuit, the model of threephase fullycontrolled bridge rectifier circuit is built on Matlab/Simulink dynamic simulation. Firstly, by simulating the different firing angle, the output voltage, the fault phenomenon and load characteristics, it obtains the rectified voltage waveforms at the different firing angle and load of the circuit. Then the analysis of the simulation results verifies the correctness of the simulation. Lastly, for the presence of voltage and current of the device mutation volume, it designs a chargedischarge type snubber circuit protection for power electronic devices. The simulation results show the model has a series of features, for example fast, flexible, convenient, intuitive and so on, so it can provide a good teaching aid for power electronics and experiments. Keywords: MATLAB threephase fullycontrolled rectifier circuit snubber circuit 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計說明書 目 錄 1 引言 ……… ………………………… ……… …………………………………… 1 課題研究的背景 與意義 …………………… …… ……… …… …………………… 1 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 … …………… … … ……………………………… 1 本文主要研究內(nèi)容 …………… ……………………………… …………………… 2 2 整流電路 ……………………………………………… ………………………… 3 整流電路概述 ……………………………………………………… …………… 3 三相橋式全控整流電路 …… ………………………………………………… 7 3 MATLAB 仿真 設計 …………………………………………………………… …… 13 MATLAB 簡介 ……………………………………………………………………… 13 三相全控整流電路 MATLAB 建模 ………………………………………… 13 不同負載及觸發(fā)角的電路仿真結果輸出 ……………………………………… 16 整流 輸出電壓分析 ……………………………………………………………… 19 4 緩沖電路 …………………………………………………………………………… 20 過電壓保護 …………………………………………………………………… 20 過電流保護 …………………………………………………………………… 20 緩沖電路概述及 充放電型 RDC 緩沖電路的設計 …………………… … 21 結論 ……………………………………………………………………………… 23 參考文獻……………………………………………………………………………… 24 致謝…………………………………………………………………………… ……… 26 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計說明書 1 1 引言 1． 1 課題研究的背景 與意義 近幾十年來 ，電力電子器件迅速發(fā)展 ，因而也促進了電力電子 技術 層面上的革新與進步 。 電力電子裝置 不僅應用于傳統(tǒng)的工業(yè)，還被廣范應用于 交通運輸、電力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、新能源系統(tǒng) 等新興產(chǎn)業(yè) 。 在長距離、大容量 電能的傳輸中，直流輸電 有很大的優(yōu)勢，其受電端的逆變閥和送電端的整流閥都采用晶閘管 ， 而晶閘管需要由直流電源供電。全控型器件的高頻開關電源因為具有小體積、高效、質(zhì)輕被各種電子裝置用來供電，比如通信設備中的程控交換機和大微型計算機。 科技不斷革新，生產(chǎn)力 不斷發(fā)展 ，整流電路 越來越被廣泛應用 在自動控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和發(fā)電機勵 磁系統(tǒng)等領域 [1]。 經(jīng)常使 用的三相整流電路 包括 三相橋式不可控整流電路、三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路 ， 因為整流電路由晶閘管、電阻、電感、電容等多種電子器件組成，又涉及到直流信號、觸發(fā)信號和交流信號，所以用常規(guī)方法分析整流電路就會顯得繁瑣，對實驗環(huán)境的要求也十分苛刻，致使實驗、分析過程顯得棘手。 在 MATLAB 中可以通過 Simulink實現(xiàn) 對電路拓撲結構的搭建能夠直觀的看到電路運行后的結果，在 MATLAB 中 通過對話框可以按照要求對原器件的參數(shù)進行修改，并且得到相應的運行結果，可以讓實驗人員直接進行 分析實驗結果，不需要通過復雜的編程來得到結果。 將 MATLAB 的動態(tài)仿真功能應用到實踐教學中，可以使學生直觀地觀察到波形隨著電路參數(shù)的修改而產(chǎn)生相應的變化，大大提高了學生學習電力電子技術的熱情，又能夠提高學生的動手操作能力，在實踐中檢驗所學的理論知識，將所學的知識得到進一步鞏固，提高學生的綜合能力。 1． 2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 在所有電能變化中 電力電子 是 最早使 用在交流電整流成直流電能， 自 20 世紀 20年 代 到現(xiàn)在 已經(jīng)歷以下幾種類型：旋轉式變流機組、靜止式離子整流器、和靜止式半導體整流器 [2]。 在半導體 整 流器出現(xiàn)之前電能的轉化大多使用離子變流器和交流機組河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計說明書 2 來實現(xiàn)，但是由于其各項關鍵經(jīng)濟數(shù)據(jù)均達不到客戶的需求，所以被性能更為優(yōu)異的半導體整流器所代替。整流電路高頻和低頻的區(qū)分方法是通過開關器件達到的頻率來進行區(qū)分，在低頻電路中比較典型的控制方式是相控式，相控式 整流方式 是 在整流電路中最早被人們所接受的，且被應用到各個不同領域，比如交通、電力、航空和新能源等領域；在高頻電路中比較典型的整