【正文】 R=2Ω 、 L=， α =60176。圖中自上而下依次為交流電壓源 Ug、脈沖信號發(fā)生器 Pulsel發(fā)出的門極正脈沖 Ugl、 Pulse2發(fā)出的門極正脈沖 Ug負(fù)載電壓 Ud、 2號 晶閘管兩端電壓 Ut即 Uak、 負(fù)載電流 id。 的仿真曲線 從仿真曲線可 知 ，當(dāng) α =60176。 時，負(fù)載電壓 Ud 的波形負(fù)面積大于正面積，平均值為負(fù)值；輸出電流 Id的方向沒變，所以負(fù)載由 α =60176。 時的回饋功率，這正是從整流到逆變的轉(zhuǎn)換。 晶閘管設(shè)置參數(shù)為 Ron=、 Lon=、 Vf=0V、 Rs=10Ω、 Cs=。時，對于 Pulse,觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲時間 t=α t/360=(90+30)*； 對于Pulse1,觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲 時間 t=α t/360=（ 120+120） *；對于 Pulse2，觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲時間 t=（ 120+240） *。參數(shù)設(shè)置完成后，啟動仿真。時的仿真波形 第 40 頁 共 49 頁 圖 三相半波電路 α =120176。圖 是三相半波電路工作在整流狀態(tài)時的波形（α =60176。），此時增加一個反電動勢， 電路輸出電壓波形正面積小于負(fù)面積，直流平均第 41 頁 共 49 頁 電壓小于零，電流方向未變，仿真結(jié)果與理論分析吻合。 Um=100V、 f=50Hz、初相位依次為 0176。 Port configuration：端口形式設(shè)。 Inductance Lon（ H）：晶閘管的內(nèi)電感 Lon，單位為 H，電感不能設(shè)置為 0。 RLC原件設(shè)置參數(shù)為 R=1Ω、 L=、 C=inf 直流電壓源電壓設(shè)置為 150V 脈沖發(fā)生器 同步脈沖觸發(fā)器用于觸發(fā)三相全控整流橋的 6個晶閘管，同步 6脈沖觸發(fā)器可以給出雙脈沖 ,雙脈沖間隔為 60176。 Frequency of 第 44 頁 共 49 頁 synchronization voltages(Hz)：同步電壓頻率（赫茲）； Pulse width(degrees) ：觸發(fā)脈沖寬度（角度）； Double pulsing：雙脈沖觸發(fā)選擇 。 仿真曲線如下： 第 45 頁 共 49 頁 圖 三相橋式電路 α =60176。 第 48 頁 共 49 頁 結(jié)論 本文主要研究單相 橋式全控整流及有源逆變電路 、三相半波及三相橋式有源逆變電路 的原理以及如何應(yīng)用 matlab 仿真軟件對有源逆變電路原理進(jìn)行闡述并對其進(jìn)行仿真。 第 49 頁 共 49 頁 參考文獻(xiàn) [1]黃俊，王兆安 .電力電子技術(shù) ， 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [2]黃忠霖 ， 電力電 子技術(shù)的 matlab實踐 ， 國防工業(yè)出版社， 2020 [3]韓利竹 等 ， Matlab電子 仿真 與 應(yīng)用 ， 國防工業(yè)出版社 2020 [4]邱關(guān)源，羅先覺 . 電路 ， 高等教育出版社， 1999 [5]薛定宇，基于 matlab的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用 ， 清華大學(xué)出版社 2020 [6]黃忠霖，控制系統(tǒng) matlab計算與仿真 ， 國防工業(yè)出版社， 2020 [7]陳桂明，應(yīng)用 matlab建模與仿真 ， 科學(xué)出版社， 2020 [8]鐘 麟 ， matlab仿真 技術(shù)與 應(yīng)用 教程 ， 國防工業(yè)出版社， 2020 。設(shè)計實現(xiàn)了單相橋式全控整流及有源逆變 、三相半波及三相橋式有源逆變電路 在 阻 感 負(fù)載時的仿真實例，最后通過調(diào)試各個模塊的參數(shù)來觀察和分析仿真結(jié)果，并進(jìn)一步設(shè)計出了有源逆變的仿真程序，此外，還對仿真中遇到的問題及解決方法做了介紹。時的仿真波形 第 47 頁 共 49 頁 圖 三相橋式電路 α =120176。 參數(shù)設(shè)置完成后，啟動仿真。 alpha_deg：此端子為脈沖觸發(fā)角控制信號輸入； AB, BC, CA：三相電源的三相線電壓輸入即 Vab, Vbc, and Vca； Block：觸發(fā)器控制端，輸入為 “0” 時開放觸發(fā)器，輸入大于零時封鎖觸發(fā)器； Pulses： 6脈沖輸 出信號。 Measurements：測量可以選擇 5中形式， 即無（ None） 裝置電壓（ Device voltages） 裝置電流（ Device currents） 三相線電壓與輸出平均電壓（ UAB UBC UCA UDC）或所有電壓電流（ All voltages and currents） 選擇之后需要通過萬用表模塊（ Multimeter）顯示。 Snubber capacitance Cs(F):緩沖電容 Cs。、120176。與三相半波有源逆變電路相比， 圖 由于采用了六脈沖觸發(fā)模塊和通用變流橋，因此在移相觸發(fā)角設(shè)置上較為簡單，直接給出角度即可。圖 是三相半波電路工作在整流、逆變交界時的波形（α=90176?？芍寒?dāng)α≤ 90176。 仿真曲線如下： 第 38 頁 共 49 頁 圖 三相半波電路 α =60176。時，對于 Pulse,觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲時間 t=α t/360=(120+30)*； 對于Pulse1,觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲時間 t=α t/360=（ 150+120） *；對于 Pulse2，觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲時間 t=（ 150+240） *。時，對于 Pulse,觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲時間 t=α t/360=(60+30)*； 對于 Pulse1,第 37 頁 共 49 頁 觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲時間 t=α t/360=（ 90+120） *；對于 Pulse2，觸發(fā)脈沖對應(yīng)延遲時間 t=（ 90+240） *。、 120176。 時的消耗功率轉(zhuǎn)變?yōu)?α =120176。 時，變流裝置工作在整流狀態(tài)，負(fù)載電壓 Ud的波形正面積大于負(fù)面積，平均值為正值 ； 當(dāng) α =120176。 的仿真曲線 第 34 頁 共 49 頁 圖 3. 21 單相橋式電路 α =90176。 、 α =120176。 的相位差。總之，在參數(shù)設(shè)置時，將其設(shè)置的參數(shù)大概選定在某一范圍內(nèi)，然后再在小范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，選擇出最匹配的參數(shù)數(shù)值。 “Format” 為三種保存數(shù)據(jù)的格式選擇： Structure with time（帶時間的構(gòu)架）、 Structure（構(gòu)架）、 Array（數(shù)組）。 “Limit data points to last ” 欄設(shè)置緩沖區(qū)存儲數(shù)據(jù)的長度，默認(rèn)設(shè)置為 5000?！癟icklabels” 下拉三個選項： “all” 為坐標(biāo)系標(biāo)注標(biāo)識 “Time offset 0” ， “none” 為坐標(biāo)系不標(biāo)注標(biāo)識 “Time offset O” ， “bottom axis only”為坐標(biāo)系底部標(biāo)注標(biāo)識 “Time offset 0” ，實際上與 “all” 選項相同。 “General” 主要是針對示波器窗口坐標(biāo)系與曲線顯示方面的。 “ Source of element indeces” 輸入向量元素源，可選擇 Internal（內(nèi)部）與 Extemal（外部） 。 在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置如下： “Output signal” 設(shè)置為 Complex 第 29 頁 共 49 頁 圖 3. 16電壓測量的模塊的參數(shù)設(shè)置對話框 7． 電流測量 電流測量模型相當(dāng)于一個分流器，用于測量流經(jīng)電路，系統(tǒng)或連接線中的電流，參數(shù)設(shè)置對話框中， “Output signal” 用于設(shè)置輸出信號形式，可選擇 Complex復(fù)數(shù)）、 RealImag（實部．虛部）、 MagnitudeAngle（幅值．相角）、 Magnitude（幅值）等項，前三種是復(fù)數(shù)量，幅值則是一個標(biāo)量信號。 =, 對 Pulse2，相位延遲設(shè)置為 +=, 第 28 頁 共 49 頁 圖 3. 15脈 沖信號發(fā)生器的模塊的參數(shù)設(shè)置對話框 6． 電壓測量 電壓測量模型用于測量電路兩節(jié)點之間的電壓，其模型圖標(biāo)如圖 ，模型圖標(biāo)有兩個標(biāo)有極性的輸入端，既可用來測量直流電壓，也可測交流電壓。 =, 對 Pulse2，相位延遲設(shè)置為 +=, 當(dāng)對 α =90176。當(dāng) α =120176。 在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置如下： “ Pulse type” 設(shè)置為 Time based， “Time” 設(shè)置為 Use simulation time, “Amplitude” 設(shè)置為 , “Period39?！?設(shè)置為 , 第 26 頁 共 49 頁 “Jnduction Lon” 設(shè)置為 0， “Forward volt age” 設(shè)置為 , “Initial current Ic” 設(shè)置為 0， “Snubber resistance Rs” 設(shè)置為 10, “Snubber capacitance Cs” 設(shè)置為 圖 3. 14晶閘管的模塊的參數(shù)設(shè)置對話框 5． 脈沖信號發(fā)生器 脈沖信號發(fā)生器是以矩形方波信號發(fā)生器，且為矩形方波前沿觸發(fā)方式，可用于觸發(fā)電力電子器件，如晶閘管等。第二個輸入端 (g)是門極控制信號端，當(dāng)勾選 “Show measurement port” 項時便顯示第二個輸出端 (m)，這是晶閘管檢測輸出向量端，可連接相應(yīng)的儀表，檢測流經(jīng)晶閘管的電流與晶閘管正向管壓降。 在參數(shù)設(shè)置對話框中設(shè)置如下： “Amplitude” 直流電源設(shè)置為 220V 圖 3. 12直流電壓的模塊的參數(shù)設(shè)置對話框 3． RLC元件 在 RLC元件參數(shù)設(shè)置對話框里， “Btanch type” 右側(cè)的下拉窗口，可選擇 RLC元件的各種組合；在參數(shù) “Resistance” 下的空白窗口里，輸入電阻的歐姆數(shù)；在 “Inductance39。參數(shù) “Frequency ” 是正弦電壓的角頻率對 應(yīng) 的頻率 f，單位為赫茲 (Hz)；參數(shù) “Sampletime” 是采樣時間，單位 為秒 (s)，默認(rèn)值 0標(biāo)識交流電源為連續(xù)源；在測量 “Measurement” 下拉選擇欄里選測量電壓還是不測電壓。如下圖所 示： 第 23 頁 共 49 頁 圖 仿真模型模塊的參數(shù)設(shè)置 對于工業(yè)交流電，其頻率 f= 50Hz，周期 T=1/f=l/50=，半周期 T/2=。 MATLAB產(chǎn)品可以用來進(jìn)行數(shù)值分析、數(shù)值和符號計算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真、財務(wù)與金融工程。不過， MATLAB作為一種新的計算機(jī)語言，要想運(yùn)用自如，充分發(fā)揮它的威力，也需先系統(tǒng)地學(xué)習(xí)它。為克服上述困難，美國 Mathwork 公司于 1967 年推出了“ Matrix Laboratory”（縮寫為 MATLAB）軟件包，并不斷更新和擴(kuò)充。這些運(yùn)算一般來說難以用手工精確和快捷地進(jìn)行，而要借助計算機(jī)編制相應(yīng)的程序做近似計算。 第 19 頁 共 49 頁 輸出電流平均值為 DBdDdRRRRUEI???? （ 9） 式中， RB為變壓器繞組的等效電阻； RD為變流器直流側(cè)總電阻。 三相橋式逆變電路一個周期中的輸出電壓由 6個形狀相同的波頭組成，其形狀隨 β 的不同而不同。 電勢 ED的極性由電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)決定，而變流器輸出電壓 Ud的極性則取決于觸發(fā)脈沖的控制角。逆變電路中，晶閘管之間的換流完全由觸發(fā)脈 沖控制，其換流趨勢總是從高電壓向更低的陽極電壓過渡。 為分析和計算方便，通常把逆變工作時的控制角改用 β 表示，令 β =π α ，稱為逆變角。依次觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管，如圖 (b)在 ω t1時刻觸發(fā) a 相晶閘管 V1，雖然此時 ua=0，但晶閘管 V1因承受 ED 的作用，仍可滿足導(dǎo)電條件而工作，并相應(yīng)輸出 ua相電壓。的情況，輸出電壓瞬時值均為正，其平均電壓自然為正值。 三相半波有源逆變電路 圖 （ a）整流工作狀態(tài) （ b） 逆變工作狀態(tài) 圖 （ 1） 電路的整流工作狀態(tài)（ 0＜ α ＜π /2） 圖 (a)所示電路中， α =30176。它是使電能從變流器的直流側(cè)回饋交流電網(wǎng)的源泉，其數(shù)值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)輸出的直流平均電壓。當(dāng) α ＞π /2時，只要滿足 Ed＞ |u2|，晶閘管就可以導(dǎo)通工作，在此期間，電壓 ud大部分時間均為負(fù)值， 其平均電壓 Ud自然為負(fù)，電流則依靠電機(jī)電勢 ED及電感Ld 兩端感應(yīng)電勢的共同作用加以維持。如果變流器 仍工作在 α ＜π /2 的整流狀態(tài)，從上面曾分析過的電源能量流轉(zhuǎn)關(guān)系不難看出，此時將發(fā)生電源間類似短路的情況。在該電壓作用下，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，卷揚(yáng)機(jī)將重物提升起來，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的反電勢為 ED，且 ED略小于輸出直流平均電壓 Ud，此時電樞回路的電流為 REUI Ddd ?? （ 4） V 1V 2V 3V 4＋