【正文】 n 1 1 + s in 1 3π 5 7 1 1 1 32 3 2 3 1= s in ( ) s inπ π2 s in ( ) 2 s inknkkknnkki I t t t t tI t I n tnI t I n t? ? ? ? ????????? ??????? ?????? ? ? ? ????????????11 () 若以 a 相電壓過零點(diǎn)為時(shí)間零點(diǎn)，則有： ad2 3 1 1= s i n ( ) s i n 5 ( ) s i n 7( )π 57i I t t t? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ??????? () 根據(jù) 式 和 式 可得出，不論時(shí)間原點(diǎn)的位置取在哪里，因?yàn)椴ㄐ挝醋?，所以基波和各次諧波的幅值也不變，只是如果時(shí)間原點(diǎn)左移了 ? 角，則基波初相角減少了? ，各次諧波分量的初相角減少了 n? 。同樣，交流側(cè)電抗為零，直流電感 Ld 為無(wú)窮大。 i+id LdRe V T 1V T 3V D 2 V D 4ab Ou?OiIdId?t (a) 電路 (b) 波形 圖 單相半控整流電路及相應(yīng)波形 將圖 (b)所示的電流 i 分解為傅立 葉級(jí)數(shù)，可得： d1 , 3, 5 , 1 , 3, 5 ,22 1 c o s s i n ( ) 2 s i n ( )π n n nnnIi n n t I n tn ? ? ? ? ???? ??? ? ???? ? ? ? ??? () 其中， d2 1 co sπn IInn ??? () s ina r c ta n ( ) ( 1 , 3 , 5 , )1 c o sn n nn?? ??? ? ???? 根據(jù)式 可得電流基波和各次諧波有效值分別為： d1d2 1 c o sπ2 1 c o s ( 1 , 3 , 5 , )πnIIII n nn??? ?????? ? ? ? ????? () 在式 中，令 ? =0? ，代入可得： d22πnIIn? ( 1,3,5, )n? ??? () 式 與 式 完全相同，說明在 ? =0? 時(shí)，單相 橋式 半控與全控整流 電路 工作原理 相同 ， 是互為等效電路的。電源電壓負(fù)半軸分析與正半周類似。 該 電路 是由 晶閘管和二極管組成的， 它實(shí)際上是將單相 橋式 全控整流電路下面兩個(gè)橋臂的 晶閘管 換成了二極管。由圖可知，電流 i 為理想方波，其有效值 I 等于直流側(cè)電流平均值 dI 。 忽略換相過程的情形 (1) 單相橋式整流電路 ① 全控整流電路 忽略換相過程 和直流側(cè)電流脈動(dòng)，即假設(shè)交流側(cè)電抗為零，而直流電感為無(wú)窮大，則 單相 橋式 全控整流電路在阻感負(fù)載時(shí)的電路如圖 (a)所示。這樣交流側(cè)電流即為方波或階梯波，波形簡(jiǎn)單，分析所得的結(jié)果清晰易記，直到現(xiàn)在仍被廣泛采用。對(duì)于周期為 T=360? /?的非正弦電 壓 ()ut? ，一般滿足狄里赫利條件， 可 分解 如下形式的傅立 葉級(jí)數(shù) ： 0 1( ) ( c o s s i n )nnnu t a a n t b n t? ? ???? ? ?? () 其中， 2π001 ( )d ( )2πa u t t??? ? 2 π01 ( ) c o s d ( )πna u t n t t? ? ?? ? 2 π01 ( ) s in d ( )πnb u t n t t? ? ?? ? n=1,2,3??? 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 或 0 1( ) s i n ( )nnnu t a c n t? ? ???? ? ?? () 其中， 22n n nc a b?? arcta n( / )n n nab? ? 在式 或式 的 表示的 傅立 葉級(jí)數(shù)中，頻率與工頻相同的分量稱為基波，頻率為基波頻率大于 1 整數(shù)倍的分量稱為諧波，諧波次數(shù)為諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比。正弦波電壓可表示為： ( ) 2 sin ( )u t U t???? () 其中， U 為 電壓有效值 ； ?為初相角 ； ?為角頻率 ， 2π 2π/fT? ?? ， f 為頻率， T 為周期。這對(duì)于評(píng)估某電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的危害和負(fù)擔(dān)、判斷是否需要設(shè)置補(bǔ)償裝置，以及補(bǔ)償裝置的具體設(shè)計(jì)都是非常重要的。 使 用 MATLAB 軟件中的 Simulink 工具模擬仿真，對(duì)比仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果 ，驗(yàn)證理論分析的正確性 。最初是考慮換相過程的影響，后來是計(jì)及直流側(cè)電流脈動(dòng)的情況，一直到將換相過程和電流脈動(dòng)一起考慮，精確度越來越高。本文將對(duì)諧波分析進(jìn)行研究。 關(guān)鍵詞： 橋式整流電路 ； 諧波計(jì)算 ； 仿真 分析；可視化界面 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract Harmonics pollution of the utility grid has bee more and more serious as the wider use of various power electronic devices in recent years. And it results in power quality drops and accidents happen. How to effectively restrain harmonics and improve the quality of electric power system has bee a hotspot. Therefore, it is a great significance to analyze the harmonic of power electronic devices. Firstly, the harmonic of rectifier bridge device is analyzed content on resistive inductive load in theory, including singlephase and threephase fullcontrolled bridge, semicontrolled and noncontrolled rectifier circuit, and it derives the AC side current expression of the fundamental and harmonic valid values of those bridge rectifier harmonic on ignoring forphase process and the DC current ripple. On this basis, this paper analyzes of the harmonic content of the three fullcontrolled rectifier bridge in considering the mutation process and the DC current pulse move forward a single step. Secondly, the singlephase and threephase bridge is built with controlling rectifier circuit simulation model by using MATLAB/Simulink software as the simulation platform respectively, and analyzes the different delay firing angle of the AC side current harmonic content, and pares the theory calculations with the simulation analysis of data, the error is in the controllable range. The results show that it is proved the correctness of theoretical analysis by using simulation tools. Finally, it writes the harmonic current calculation interface by using MATLAB software, and achieves output of the harmonic content of the data visualization. Key Words： Bridge rectifier circuit, Harmonic calculation, Simulation analysis, Visual interface 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................................... II 目 錄 ...................................................................................................................................III 1 緒論 ........................................................................................................................................ 1 論文背景與意義 ......................................................................................................... 1 論文研究現(xiàn)狀 ............................................................................................................. 1 論文的研究?jī)?nèi)容與目標(biāo) ............................................................................................. 1 2 電力電子裝置諧波電流的理論分析 .................................................................................... 2