基于matlab的變流器的設計及仿真畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 19:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 imulink 軟件仿真設計 整流橋基本模型 如下圖圖 3 所示左側為三相橋式電路的通用橋臂模塊（Universal Bridge） ，其中 A,B,C 三個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+、端子在建模時應該構成回路。 右側為 6 脈沖同步觸發(fā)器（Synchronized 6Pulse Generator） ，成整流橋可以實現(xiàn)交流電壓到直流電壓的轉換，六個 pulse generator 產(chǎn)生整流橋的觸發(fā)脈沖，且依次分給 1～6 號晶閘管觸發(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)器的應用模型圖 4 6脈沖觸發(fā)器應用模型 仿真電路圖設計 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：我們在 PowerSystems 下的 Elements 子欄下選擇 Ground 接地 3 個，Sriess RLC Branch 1 個，作為 RLC 負載；在 SimPowerSystems 下的 Electrical Sources 子欄中選擇 AC 交流電源 3 個，一個 DC 直流電源作為反電動勢；在SimPowerSystems 下的 Measurements 子欄中選擇 Current Measurement 3 作為電流信號的輸出，Voltage Measurements 4，作為電壓信號的輸出；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 Constant,一個作為控制角的輸入，一個作為脈沖發(fā)生器的 Block 輸入，在選擇 1 個 Scope，作為示波器輸出；仍然在 Simulink 欄下的 Commonly Used Blocks 欄中選擇 1 個Mux，作為響亮信號的疊加。 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，注意引腳處有無連接不良，錯誤等等。 設置仿真參數(shù) 控制脈沖發(fā)生器的參數(shù)設置為頻率 50HZ,脈沖寬度 10degrees，Block,為 0。 對于三相交流電源，將參數(shù)設為 100V/50HZ，脈沖寬度為 0，相位角從左到右依次設為 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 設為 le3，晶閘管的內(nèi)電感 Lon 設為 0，正向管壓降設為None；負載電容設為無窮大。另外，仿真時間設為 ，仿真算法選用ode23tb 或者是 ode23s。 仿真結果及分析 純電阻負載情況純電阻負載情況下：將負載 R 設為 1 歐姆，電感設為 le9 亨，反電動勢設為0 伏，相位角 α 依次設為 0 度，30 度，60 度，90 度，來進行仿真，有如下波形結果當 α 為 0 度時，圖 5 相位角 α=0 度時，iaamp。ib、id、ud、觸發(fā)脈沖波形圖當 α 為 30 度時，圖 6 相位角 α=30 度時，iaamp。ib、id、ud、觸發(fā)脈沖波形圖當 α 為 60 度時，圖 7 相位角 α=60 度時，iaamp。ib、id、ud、觸發(fā)脈沖波形圖當 α 為 90 度時，圖 8 相位角 α=90 度時，iaamp。ib、id、ud、觸發(fā)脈沖波形圖從以上仿真結果可以看出，該模塊的整流輸出電壓一個周期內(nèi)脈動 6 次，而且每次的脈動波形一樣。另外 id 的波形與 ud 波形一樣，沒有滯后或者超前，因為 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，又因為一個周期內(nèi)各時段的晶閘管導通情況如下表2，ia 在 VT1 導通時為正，波形與 id 一樣，ia 在 VT4 導通時為負，波形與 id 相同，只是方向倒了；ib 在 VT3 導通時為正，波形與 id 一樣，ib 在 VT6 導通時為負，波形與 id 波形相同，只是方向倒了一下而已。表 2 周期內(nèi)晶閘管的導通情況 在負載電阻情況下，各個波形都與負載電壓波形一致，當相位控制角 α 小于60 度時，波形都是連續(xù)的；而當相位控制角 α 大于 60 度時，波形會出現(xiàn)不連續(xù)情況。之所以會出現(xiàn)波形不連續(xù)的情況，是因為電流 id 不能出現(xiàn)負值，只要電流為零，晶閘管就會不導通而斷開，所以電壓不能出現(xiàn)負值，會導致不連續(xù)現(xiàn)象的出現(xiàn)。 當相位控制角 α 繼續(xù)增大，直到大于 120 度時，負載電壓電流曲線會全部消失，這種現(xiàn)象說明在純負載的情況下，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，計算峰值電壓有 又由實驗記錄所得 ud 的波峰值如下圖圖 9圖 9 相
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