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正文內(nèi)容

基于matlab的變流器的設(shè)計(jì)及仿真畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-07-24 19:02 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 imulink 軟件仿真設(shè)計(jì) 整流橋基本模型 如下圖圖 3 所示左側(cè)為三相橋式電路的通用橋臂模塊(Universal Bridge) ,其中 A,B,C 三個(gè)端子三相交流電源的相電壓輸入端子;Pulses 為觸發(fā)脈沖的輸入端子,如果是選電力二極管,則沒(méi)有此端子;+端子為整流橋的輸出端子; 端子則為整流橋的輸入端子,另外+、端子在建模時(shí)應(yīng)該構(gòu)成回路。 右側(cè)為 6 脈沖同步觸發(fā)器(Synchronized 6Pulse Generator) ,成整流橋可以實(shí)現(xiàn)交流電壓到直流電壓的轉(zhuǎn)換,六個(gè) pulse generator 產(chǎn)生整流橋的觸發(fā)脈沖,且依次分給 1~6 號(hào)晶閘管觸發(fā)脈沖。圖 3 通用橋臂與 6脈沖觸發(fā)器下圖為 6脈沖觸發(fā)器的應(yīng)用模型圖 4 6脈沖觸發(fā)器應(yīng)用模型 仿真電路圖設(shè)計(jì) 選取仿真模塊 根據(jù)三相橋式全控整流電路的原理,可以利用 Simulink 內(nèi)的模塊建立仿真模型:我們?cè)?PowerSystems 下的 Elements 子欄下選擇 Ground 接地 3 個(gè),Sriess RLC Branch 1 個(gè),作為 RLC 負(fù)載;在 SimPowerSystems 下的 Electrical Sources 子欄中選擇 AC 交流電源 3 個(gè),一個(gè) DC 直流電源作為反電動(dòng)勢(shì);在SimPowerSystems 下的 Measurements 子欄中選擇 Current Measurement 3 作為電流信號(hào)的輸出,Voltage Measurements 4,作為電壓信號(hào)的輸出;在SimPowerSystems 下的 Power Electronics 子欄選擇 Universal Bridge,即整流電路的三相橋臂;在 SimPowerSystems 下的 Control Block 子欄選擇Synchronized 6Pulse Generator 作為控制脈沖發(fā)生器。 在 Simulink 欄下的 Commonly Used Blocks 欄中選擇 2 個(gè) Constant,一個(gè)作為控制角的輸入,一個(gè)作為脈沖發(fā)生器的 Block 輸入,在選擇 1 個(gè) Scope,作為示波器輸出;仍然在 Simulink 欄下的 Commonly Used Blocks 欄中選擇 1 個(gè)Mux,作為響亮信號(hào)的疊加。 連接仿真總圖圖 4 仿真總圖 將選擇好的仿真模塊按照三相橋式全控整流電路,依次連接起來(lái),注意引腳處有無(wú)連接不良,錯(cuò)誤等等。 設(shè)置仿真參數(shù) 控制脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置為頻率 50HZ,脈沖寬度 10degrees,Block,為 0。 對(duì)于三相交流電源,將參數(shù)設(shè)為 100V/50HZ,脈沖寬度為 0,相位角從左到右依次設(shè)為 0 度,120 度,120 度等;整流橋臂的數(shù)量為 3,緩沖電 le5,緩沖電容inf,晶閘管內(nèi)阻 Ron 設(shè)為 le3,晶閘管的內(nèi)電感 Lon 設(shè)為 0,正向管壓降設(shè)為None;負(fù)載電容設(shè)為無(wú)窮大。另外,仿真時(shí)間設(shè)為 ,仿真算法選用ode23tb 或者是 ode23s。 仿真結(jié)果及分析 純電阻負(fù)載情況純電阻負(fù)載情況下:將負(fù)載 R 設(shè)為 1 歐姆,電感設(shè)為 le9 亨,反電動(dòng)勢(shì)設(shè)為0 伏,相位角 α 依次設(shè)為 0 度,30 度,60 度,90 度,來(lái)進(jìn)行仿真,有如下波形結(jié)果當(dāng) α 為 0 度時(shí),圖 5 相位角 α=0 度時(shí),iaamp。ib、id、ud、觸發(fā)脈沖波形圖當(dāng) α 為 30 度時(shí),圖 6 相位角 α=30 度時(shí),iaamp。ib、id、ud、觸發(fā)脈沖波形圖當(dāng) α 為 60 度時(shí),圖 7 相位角 α=60 度時(shí),iaamp。ib、id、ud、觸發(fā)脈沖波形圖當(dāng) α 為 90 度時(shí),圖 8 相位角 α=90 度時(shí),iaamp。ib、id、ud、觸發(fā)脈沖波形圖從以上仿真結(jié)果可以看出,該模塊的整流輸出電壓一個(gè)周期內(nèi)脈動(dòng) 6 次,而且每次的脈動(dòng)波形一樣。另外 id 的波形與 ud 波形一樣,沒(méi)有滯后或者超前,因?yàn)?id=ud/rd,ud 的波形隨觸發(fā)脈沖的相位角波形變化而變化,脈沖相位角越大,ud 電壓越向后推遲,其平均值也越小,id 一樣,又因?yàn)橐粋€(gè)周期內(nèi)各時(shí)段的晶閘管導(dǎo)通情況如下表2,ia 在 VT1 導(dǎo)通時(shí)為正,波形與 id 一樣,ia 在 VT4 導(dǎo)通時(shí)為負(fù),波形與 id 相同,只是方向倒了;ib 在 VT3 導(dǎo)通時(shí)為正,波形與 id 一樣,ib 在 VT6 導(dǎo)通時(shí)為負(fù),波形與 id 波形相同,只是方向倒了一下而已。表 2 周期內(nèi)晶閘管的導(dǎo)通情況 在負(fù)載電阻情況下,各個(gè)波形都與負(fù)載電壓波形一致,當(dāng)相位控制角 α 小于60 度時(shí),波形都是連續(xù)的;而當(dāng)相位控制角 α 大于 60 度時(shí),波形會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)情況。之所以會(huì)出現(xiàn)波形不連續(xù)的情況,是因?yàn)殡娏?id 不能出現(xiàn)負(fù)值,只要電流為零,晶閘管就會(huì)不導(dǎo)通而斷開(kāi),所以電壓不能出現(xiàn)負(fù)值,會(huì)導(dǎo)致不連續(xù)現(xiàn)象的出現(xiàn)。 當(dāng)相位控制角 α 繼續(xù)增大,直到大于 120 度時(shí),負(fù)載電壓電流曲線會(huì)全部消失,這種現(xiàn)象說(shuō)明在純負(fù)載的情況下,相位控制角的大小范圍是 0 到 120 度,我們把到的波形與電路分析的理論波形相比較,基本是沒(méi)什么差別的。Id 的波形與 ud 的一樣。 以相位控制角 α 為 30 度為例,計(jì)算峰值電壓有 又由實(shí)驗(yàn)記錄所得 ud 的波峰值如下圖圖 9圖 9 相
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