【正文】 晶閘管裝置的的正常工作，與門極觸發(fā)電路正確和可靠的運行密切相關(guān)，門極觸發(fā)電路必須按主電路的要求來設(shè)計．對于晶閘管變流裝置主電路，對門極觸發(fā)電路的要求：觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的功率，觸發(fā)脈沖的電壓和電流應(yīng)大于晶閘管要求的數(shù)值，并留有一定的裕量．觸發(fā)脈沖的相位應(yīng)能在規(guī)定范圍內(nèi)移動．觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路電源必須同步，兩者頻率應(yīng)該相同，而且要有固定的相位關(guān)系，使每一周期都能在 同樣的相位上觸發(fā)．觸發(fā)脈沖的波形要符合要求。晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通順序是 VT1→ VT2→ VT3→ VT4→ VT5→ VT6→VT1。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 4 整流電路工作原理 帶電阻負(fù)載時的工作情況 1. α =0176。 三相橋式全控整流電路的特點： （ 1） 2 管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各 1，且不能為同 1 相器件。時晶閘管工作情況 時 段 I II III IV V VI 共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 整流輸出電壓 Ud UaUb =Uab UaUc =Uac UbUc =Ubc UbUa =Uba UcUa =Uca UcUb =Ucb 共陰極組 VT VT VT5 的脈沖依次差 120176。時波形 （ 3） ud 一周期脈動 6次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為 6 脈波整流電路。時波形 每一段導(dǎo)通晶閘管的編號等仍符合表 21 的規(guī)律區(qū)別在于：晶閘管起始導(dǎo)通時刻推遲了 30176。期間， ia 波形的形狀也與同時段的 ud 波形相同，但為負(fù)值。時 ud出現(xiàn)為零的點。時， ud 波形每 60176。時波形 阻感負(fù)載時的工作情況 α≤ 60176。時）的平均值為： 帶電阻負(fù)載且α 60176。的矩形波，其有效值為： （ 公式 228） 圖 26 三相橋式整流電路帶阻感負(fù)載，α =30176。它的計算具有快速性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性等特點。一般說來，不管二元函數(shù)多么復(fù)雜，它的三維圖形，僅需 10 條左右指令，就能得到富于感染力的表現(xiàn)。 MATLAB 的編程基本上是使用作圖方式，快捷、方便、簡單。設(shè)置不同的參數(shù)值，可以仿真出不同條件下的圖形以及在晶 閘管故障時的圖形、現(xiàn)象。附加模塊庫是：主要有①控制模塊庫：內(nèi)有同步 6 脈沖發(fā)生器、 PWM 發(fā)生器、時鐘、三相可編程電源等。⑤矢量模塊庫：序列分析器等。 Simulink 提供一個圖形化用戶界面用于建模，用鼠標(biāo)拖拉塊狀圖表即可完成建模。同時也能自己定義和建立自己的塊。 在定義了一個模型后，就可以進(jìn)行仿真了，用 綜合方法的選擇或用 Simulink的菜單或MATLAB命令窗口的命令鍵入。 模型分析工具包括線性化工具和微調(diào)工具，它們可以從 MATLAB命令行直接訪問，同時還有很多 MATLAB的 toolboxes中的工具。 仿真成功的關(guān)鍵是設(shè)置好仿真參數(shù)，這包括仿真的 起始和終止時間，仿真算法，最大相對誤差和最大絕對誤差，變步長或固定步長等。負(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻設(shè)為 1，電感為 0，電容無窮大 inf。延遲角的設(shè)置要特別注意，在三相電路中，觸發(fā)延時時間并不是直接從 a 換算過來，由于 α 角的零位定在自然換相角，所以在計算相位延時時間時要增加西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 14 30 度相位。選擇算法為 ode23tb， stop time 設(shè)為 。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 15 圖 33 圖 34 圖 35 圖 36 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 16 電阻電感負(fù)載： 帶電阻電感性負(fù)載的仿真與帶電阻性負(fù)載的仿真方法基本相同，但須將 RLC 的串聯(lián)分支設(shè)置為電阻電感負(fù)載。負(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻 R＝ 10 H＝ 0 C＝ inf 。因此當(dāng)α＝ 0度時，延時時間應(yīng)設(shè)為 。電阻 R＝ 10 H＝ 0 C＝ inf，在觸發(fā)角為 0度， 30度， 45度， 60度時仿真圖像見圖 312圖 315。負(fù)載參數(shù)設(shè)置：電阻設(shè)為 1，電感為 0，電容無窮大 inf。其參數(shù)對話框如下所示。仿真完成后就可以通過示波器來觀察仿真的結(jié)果。本例中設(shè)置的電阻 R＝ 45， L＝ 1H，電容為 inf。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 25 由于三相半波整流電路，三相橋式半控整流電路比較好理解，我們只對三相橋式全控整流電路進(jìn)行分析，從他的波形圖，我們可以得出以下結(jié)論： 1. 對于純電阻性負(fù)載，當(dāng)觸發(fā)角小于等于 90176。 2. 對于阻感性的負(fù)載，當(dāng)觸發(fā)角小于 60176。時，由于電感的作用，延長了管子的導(dǎo)通時間，使 Ud波形出現(xiàn)負(fù)值，而不會出現(xiàn)斷續(xù)，所以直流側(cè)輸出電壓會 減小，但是由于正面積仍然大于負(fù)面積，這時直流平均電壓仍為正值。小于 90176。應(yīng)用 Matlab／ Simulink 仿真，在仿真過程中可以靈活改變仿真參數(shù)，并且能直觀地觀察到仿真結(jié)果隨參數(shù)的變化情況。我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師雖然我們是在開始畢業(yè)設(shè)計時才認(rèn)識，但他卻能以一位長輩的風(fēng)范來容諒我的粗心和無知，給我不厭其煩的悉心指導(dǎo)。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。就要離開學(xué)校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的 又一個起點，在這里祝福大學(xué)里跟我風(fēng)雨同舟的朋友們： 一路走好，未來總會是絢爛繽紛。 大學(xué)生活即將匆匆忙忙地過去，但我卻能無悔地說：“我曾經(jīng)來過。 雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一段每一字都有我的勞動。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 27 謝辭 畢業(yè)設(shè)計，也許是我大學(xué)生涯交上的最后一個作業(yè)了。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 26 結(jié)束語 通過仿真和分析，可知三相橋式全控整流電路的輸出電壓受控制角和負(fù)載特性的影響，通過應(yīng)用 Matlab 的可視化仿真工具 Simulink 對三 相橋式全控整流電路的仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析，并與常規(guī)電路理論分析方法所得到的輸出電壓波形進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗證了仿真結(jié)果的正確性。 ， 當(dāng)觸發(fā)角小于等于 60176。而當(dāng)觸發(fā)角大于等于 60176。隨著觸發(fā)角增大，在電壓反向后管子即關(guān)斷，所以晶閘管的正向?qū)〞r間減少，對應(yīng)著輸出平均電壓逐漸減小，并且當(dāng)觸發(fā)角大于 60176。 圖 328 圖 329 圖 330 圖 331 由仿真圖結(jié)合理論分析可知，上述波型圖是正確的。 以下是觸發(fā)角分別為 0度， 30 度， 60 度，90 度時的仿真結(jié)果見圖 324圖 327。選擇算法為 ode23tb， stop time 設(shè)為 。 圖 321 通用變換橋參數(shù)設(shè)置 （ 2）同步 6 脈沖觸發(fā)器的參數(shù)設(shè)置，該模塊有 5個輸入端，其圖標(biāo)如圖所示。 圖 316 圖 317 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 20 圖 318 圖 319 三相橋式全控整流電路 模塊的建立 各個元器件提取路徑如下表 : 表 33 三相 橋式全控 整流電路模型主要元件提取路徑 序號 元器件名稱 提取元器件位置 1 交流 電源 Simpowersystems / Electrical Sourse / AC Voltage sourse 2 脈沖觸發(fā)器 Simulink / Sources / Pulse Generator 3 晶閘管模型 Simpowersystems /Power Electronics /Detailed Thyristor 4 接地端 Simulink/Commonly/Used/Block/Ground 5 電流表模型 Simpowersystems /Measurements /Current Measurement 6 電壓表模型 Simpowersystems /Measurements / Voltage Measurement 7 信號分解 Simulink /Signal Routing /Demus 8 信號合成模型 Simulink /Signal Routing /Mux 9 RLC 串聯(lián)電路 Simpowersystems /Elements /Series RLC Branch 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 21 圖 320 三相橋式全控整流電路模塊圖 參數(shù)設(shè)置 電源參數(shù)設(shè)置： 電壓設(shè)置為 380V，頻率設(shè)為 50Hz。 觸發(fā)角α＝ 0度時 ,延遲角依次設(shè)置為： ， ， 觸發(fā)角α＝ 30 度時 ,延遲角依次設(shè)置為： ， ， 觸發(fā)角α＝ 45 度時 ,延遲角依次設(shè)置為： ， ， 觸發(fā)角α＝ 60 度時 ,延遲角依次設(shè)置為： ， ， （ 3）閘管采用默認(rèn)的參數(shù)設(shè)置 （ 4）仿真參數(shù)設(shè)置：打開設(shè)置窗口，選擇 ode23tb 算法，將相對誤差設(shè)置 1e3,開始時間為 0，停止時間為 。本例中有三個觸發(fā)脈沖，脈寬可設(shè)為 2，振幅設(shè)為 5。電阻電感負(fù)載觸發(fā)角分別在 0度， 30 度， 45 度， 60 度時的仿真結(jié)果如下圖 37圖 310。仿真完成后就可以通過示波器來觀察仿真的結(jié)果。其計算可按以下公式： t=（α +30） T/360。本例中有三個觸發(fā)脈沖，由電路原理可知觸發(fā)角依次相差 120 度。 三相半波整流電路 模塊的建立 各個元器件提取路徑如下表： 表 31 三相 半波 整流電路模型主要元件提取路徑 序號 元器件名稱 提取元器件位置 1 交流電源 Simpowersystems / Electrical Sourse / AC Voltage sourse 2 脈沖觸發(fā)器 Simulink / Sources / Pulse Generator 3 晶閘管模型 Simpowersystems /Power Electronics /Detailed Thyristor 4 接地端 Simulink/Commonly/Used/Block/Ground 5 電流表模型 Simpowersystems /Measurements /Current Measurement 6 電壓表模型 Simpowers