【導(dǎo)讀】已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相。關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。

　　

【正文】 亨。 改變不同的晶閘管控制角的角度進(jìn)行仿真。設(shè)定參數(shù)如下： 23 圖 39負(fù)載參數(shù) 60176。時(shí)： 當(dāng)晶閘管的導(dǎo)通角度為 60176。時(shí)，阻感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同，電阻負(fù)載時(shí) ud 波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分，而阻感負(fù)載時(shí)，由于電感 L 的作用， ud 波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。當(dāng)將晶閘管的導(dǎo)通角設(shè)置為 60176。時(shí)做出仿真，得到如圖 310 所示圖像： 90176。時(shí)： 當(dāng)晶閘管的導(dǎo)通角度為 90176。時(shí)，若電感 L 值足夠大， ud 中正負(fù)面積將基本相等， ud平均值近似為零。將晶閘管的導(dǎo)通角設(shè)置好后，仿真得到如圖 311 所示圖像： 圖 310控制角為 60176。時(shí)仿真圖 24 圖 311控制角為 90176。仿真圖 調(diào)整電感參數(shù) 為 20e5，得到 如圖 312 所示 的仿真波形： 圖 312控制角為 90176。電感 20e5的仿真圖 有源逆變電路 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，存在著與整流要求相反的要求，即把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，這種對(duì)應(yīng)于整流的逆向過程即為逆變。把直流電逆變成交流電的電路稱為逆變電路，當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，這種逆變電路稱為有源逆變電路。有源逆變電路常用于直流可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速以及高壓直流輸電等方面。而對(duì)于整流電路 而言，只要 25 滿足于一定的條件，就可以工作于有源逆變狀態(tài)。此時(shí)，電路形式并未發(fā)生變化，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變，因此將有源逆變作為整流電路的一種工作狀態(tài)進(jìn)行分析。 有源逆變不是總能夠發(fā)生，它需要一定的條件：①要有直流電動(dòng)勢(shì) Em，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓 Ud（如式 31）；②要求晶閘管的控制角ɑ pi/2，使 Ud 為負(fù)值（如式 32）。 |Em||Ud| (公式 31) ɑpi/2,且 Ud0 (公式 32) 并且，二者必須同時(shí)具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變。 在有源逆變時(shí)，系統(tǒng)僅需添加一個(gè) 120V 的反電動(dòng)勢(shì)，其余各模塊的設(shè)置同純電阻負(fù)載。 反電 動(dòng)勢(shì)設(shè)置如 圖 313 所示： 圖 313反電動(dòng)勢(shì)參數(shù)設(shè)置 90176。時(shí)： 將晶閘管的導(dǎo)通角度設(shè)置為 90176。仿真后得到如 圖 314 所示圖像： 120176。時(shí)： 將晶閘管的導(dǎo)通角度設(shè)置為 120176。仿真后得到如圖 315 所示圖像： 26 圖 314控制角為 90176。仿真圖 圖 315控制角為 120176。仿真圖 由此可見， 仿真波形與理論波形基本一致，仿真圖形是正確的。 27 基于三相整流電路的直流電機(jī)調(diào)速仿真研究 參數(shù)設(shè)置 主電路：開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路由三相對(duì)稱交流電壓源、晶閘管整流橋、平波電抗器、直流電動(dòng)機(jī)等部分組成。為了得到三相對(duì)稱交流電壓源，設(shè)置參數(shù)，從電壓源模塊中選擇一個(gè)交流電壓源模塊，使用復(fù)制的方法得到三相電壓源的另兩個(gè)電壓源模塊，設(shè)置為 A 相、 B 相、 C 相。 設(shè)置 A 相電壓源的參數(shù)為：幅值取 220V， 初相位取 0176。，頻率為 50HZ，其他為默認(rèn)值。 B 相 C 相與 A 相的初相位互差 120176。，其余值相同。 圖 316電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置 28 直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)：直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組“ F+— F”直流恒定勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電源可從電源模塊組中選取直流電壓源模塊，并將電壓源模塊設(shè)置為 22V，電樞繞組“ A+— A”經(jīng)平波電抗器接晶閘管整流橋的輸出，電動(dòng)機(jī)經(jīng) TL端口接轉(zhuǎn)矩負(fù)載，具體設(shè)置參數(shù)如圖 316 所示： 調(diào)速部分：參數(shù)設(shè)置為 50rad/s。 系統(tǒng)建模及仿真 仿真圖 調(diào)速部分 如 31 318 所示： 圖 317電動(dòng)機(jī) 調(diào)速仿真模型 電機(jī)調(diào)速整流部分模型如 2 中三相整流電路仿真模型所示 。 調(diào)速部分 如 318 所示： 29 圖 318調(diào)速部分仿真模型 仿真，得到如 31 3 321 圖像： 圖 319電動(dòng)機(jī)調(diào)速 仿真 A相 電壓 波形 圖 320電機(jī)電樞電流 仿真 波形 30 圖 321電機(jī)調(diào)速仿真 轉(zhuǎn)速 顯示 31 將晶閘管的仿真參數(shù)設(shè)定在一定的值上，可以進(jìn)行晶閘管故障時(shí)的電路仿真。 由于正常工作時(shí)，每個(gè)周期連續(xù)輸出 6 個(gè)波頭，每個(gè)波頭均為 60176。 ,6 個(gè)波頭的順序依次為 Uuv— Uuw— Uvu— Uwu— Uwv。故而可以 發(fā)現(xiàn)故障情況有如下幾種情況。 故障分析方針模型如 圖 41（ 純電阻負(fù)載下 ） ： 圖 41故障分析仿真 模型 只有一支晶閘管故障 故障圖形如圖 42 所示： 圖 42只有一直晶閘管故障 仿真 波形 32 對(duì)應(yīng)脈沖波形如圖 43 所示： 圖 43只有一直晶閘管故障 脈沖波形 此時(shí)，每個(gè)周期連續(xù)少兩個(gè)波頭，兩個(gè)波頭為 120176。，由于正常工作時(shí)每個(gè)橋臂導(dǎo)通120176。，由此可判定此情況為有一個(gè)橋臂不導(dǎo)通，即有一個(gè)晶閘管發(fā)生故障。 接在同一相電壓的兩個(gè)晶閘管故障 故障圖形如圖 44 所示： 圖 44同一相電壓的兩 個(gè)晶閘管故障 仿真 波形 33 對(duì)應(yīng)脈沖波形如圖 45 所示： 圖 45同一相電壓的兩個(gè)晶閘管故障 脈沖波形 此時(shí)，每個(gè)半周期有一個(gè)波頭，再連續(xù)少兩個(gè)，一個(gè)周期共少了 4 個(gè)波頭，三相橋式電路應(yīng)輸出 6 個(gè)波頭，此時(shí)只有兩相導(dǎo)電，另一相的兩個(gè)橋臂不通，即接在同一相的兩個(gè)晶閘管故障。 同一半橋中的兩個(gè)晶閘管故障 故障圖形如圖 46 所示： 圖 46同一半橋中兩只晶閘管故障 仿真 波形 34 對(duì)應(yīng)脈沖波形如圖 47 所示： 圖 47同一半橋中兩只晶閘管故障脈沖波形 此時(shí)，每個(gè)周期有兩個(gè)連續(xù)波頭，接著少了 4 個(gè)連續(xù)波頭，由于正 常情況使輸出 Ud波形 6 個(gè)波頭的順序可判定接在同一半橋的兩個(gè)橋臂不導(dǎo)通。 交叉的兩個(gè)晶閘管故障 故障波形如圖 48 所示： 圖 48交叉的兩只晶閘管故障 仿真 波形 35 對(duì)應(yīng)脈沖波形如圖 49 所示： 圖 49交叉的兩只晶閘管故障 脈沖波形 此時(shí)，每個(gè)周期連續(xù)輸出 3 個(gè)波頭，接著連續(xù)少了 3 個(gè)波頭，容易得出該圖對(duì)應(yīng)不同相的交叉的兩個(gè)晶閘管故障。 36 總結(jié) 本文對(duì)三相橋式可控整流電路進(jìn)行了理論分析，建立了基于 MATLAB/SimmulInk/ PowerSystem 工具箱的三相橋式可控整流電路的仿真模型 ，并對(duì)其進(jìn)行比較研究。對(duì)全控電路帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況，驗(yàn)證了當(dāng)觸發(fā)角α≤ 60176。時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)；當(dāng)α 60176。時(shí)，負(fù)載電流不連續(xù)。但帶電阻電感性負(fù)載時(shí)負(fù)載電壓會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分；同時(shí)驗(yàn)證了觸發(fā)角α的移相范圍是 0～ 90176。通過仿真分析也驗(yàn)證了文中所建模型的正確性。另外，本文還把三相可控整流電路在直流電機(jī)調(diào)速的應(yīng)用做了仿真分析，最后對(duì)三相整流電路晶閘管進(jìn)行了故障分析。 本次研究中應(yīng)用仿真，避免了常規(guī)分析方法中繁瑣的繪圖和計(jì)算過程，得到了一種直觀、快捷分析整流電路的新方法。此外，應(yīng)用 Simulink 進(jìn)行仿真，在仿真 過程中可以靈活改變仿真參數(shù)，并且能直觀的觀察仿真結(jié)果，是一種值得進(jìn)一步應(yīng)用推廣的功能強(qiáng)大的仿真軟件。 37 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 徐以榮 ， 冷增祥 ． 電力電子學(xué)基礎(chǔ) [M]．南京：東南大學(xué) 出版社 ， 2020， 205213 ［ 2］張青云．電力電子器件的應(yīng)用及發(fā)展 [J]． 現(xiàn)代電子技術(shù) ， 2020， 5（ 1）： 3738 ［ 3］王兆安，黃俊主編．電力電子技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020， 5558 ［ 4］趙良炳．現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 2020， 122130 ［ 5］ 李傳琦 ． 電力電子技術(shù)計(jì)算 機(jī)仿真實(shí)驗(yàn) [M]． 北京：電子工業(yè)出版社， 2020，8893 ［ 6］ Kundur System Stability and Control [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 2020，117126 [7］劉同娟，金能強(qiáng)等． MATLAB 在電力電子整流電路仿真中的應(yīng)用 [I]． 電力電子，2020， 3 (1)： 3536 ［ 8］陳桂明，張明照等．應(yīng)用 MATLAB 建模與仿真 [M]．北京科學(xué)出版社， 2020，6871 ［ 9］陳琪，羅運(yùn)成，王震． MATLAB 語言在電源仿真中的應(yīng)用 [J]．艦船電子工程 ． 2020，6 (05)： 6972 ［ 10］辜欣． MATLAB 在整流電路中的應(yīng)用 [J]． 臥江漢大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 5 (1)： 6061 ［ 11］ M. Pixiey. Inverter technology in welding power sources[J]． Welding Review International. 1994, 13 (1)： 227232 ［ 12］張葛祥，李娜． MATLAB 仿真技術(shù)與應(yīng)用 [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 2020，9599 ［ 13］鄧國(guó)揚(yáng)，盛義發(fā)等．基于 Matlab 的電力電 子系統(tǒng)的建模與仿真 [J]．南華大學(xué)學(xué)報(bào) (理工版 )， 2020， 17 (1)： 16 ［ 14］沈艷霞，周平等 ． MATLAB 在電力電子學(xué)仿真中的應(yīng)用 [J]．無錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 20 (1)： 9294 ［ 15］ 臧小惠 . 基于 Simulink 的三相橋式全控整流電路的建模與仿真 [J]． 內(nèi)江科技，2020， 28（ 2）： 120 ［ 16］劉曉蘭，孔金生，陳鐵軍．基于 MATLAB 的“電力電子技術(shù)”軟件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[J]．微計(jì)算機(jī)信息， 2020， 22 (9)： 300302 38 致謝