【正文】 rcuit 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（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 論文的研究內(nèi)容與目標(biāo) ............................................................................................. 1 2 電力電子裝置諧波電流的理論分析 .................................................................................... 2 諧波概述 ..................................................................................................................... 2 電力電子裝置諧波電流分析 ..................................................................................... 3 忽略換相過程的情形 ...................................................................................... 3 計及換相過程的情形 ...................................................................................... 9 計及直流側(cè)電流脈動時的情形 .................................................................... 12 3 電力電子裝置諧波電流的仿真分析 .................................................................................. 15 單相橋式整流電路的仿真 ....................................................................................... 15 單相橋式全控整流電路 ................................................................................ 15 單相橋式半控整流電路 ................................................................................ 16 三相橋式整流電路的仿真 ....................................................................................... 18 三相橋式全控整流電路 ................................................................................ 18 三相橋式半控整流電路 ................................................................................ 19 GUI 界面 ................................................................................................................... 21 結(jié) 論 .................................................................................................................................. 23 致 謝 .................................................................................................................................. 24 參考文獻 .................................................................................................................................. 25 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論 論文 背景與意義 一個理想的電力系統(tǒng)是以單一恒定頻率與規(guī)定幅值的穩(wěn)定的電壓供電 [1]。其中電力電子裝置是造成諧波問題最 主要的設(shè)備之一，應(yīng)用最為廣泛的橋式整流裝置在眾多領(lǐng)域使用，由此帶來的諧波問題日益嚴(yán)重，并引起廣泛的關(guān)注。本文將對諧波分析進行研究。這樣交流側(cè)電流即為方波或階梯波，波形簡單，分析所得的結(jié)論清晰易記，直到現(xiàn)在仍被廣泛采用。最初是考慮換相過程的影響，后來是計及直流側(cè)電流脈動的情況，一直到將換相過程和電流脈動一起考慮，精確度越來越高。 論文 的 研究內(nèi)容與目標(biāo) 本文研究的重點就是諧波的實時分析，對橋式整流裝置在不 控、半控 及 全控的工作狀態(tài)進行基波和各次諧波有效值的推導(dǎo)。 使 用 MATLAB 軟件中的 Simulink 工具模擬仿真，對比仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果 ，驗證理論分析的正確性 。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 2 電力電子裝置諧波 電流的理論 分析 電力電子裝置已成為電力系統(tǒng)中的主要諧波源 之一 ，而且消耗大量的無功功率。這對于評估某電力電子裝置對電網(wǎng)產(chǎn)生的危害和負(fù)擔(dān)、判斷是否需要設(shè)置補償裝置，以及補償裝置的具體設(shè)計都是非常重要的。本 文 主要 研究 橋式 整流電路交流 側(cè) 的 諧波 電流 含量情況 。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。但當(dāng)正弦波電壓施加在非線性的電力電子裝置 上時，電流就變?yōu)榉钦也?，非正弦電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會使電壓波形也變?yōu)榉钦也?。對于周期?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（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。 電力電子裝置諧波電流分析 由于長期以來阻感負(fù)載的整流電路曾一直是 應(yīng)用最廣、數(shù)量最多的電力電子裝置 之一 ，所以對阻感負(fù)載整流電路交流側(cè)諧波的分析一度是電力電子裝置 諧波分析的主流工作，研究最充分，成果也最豐富。這樣交流側(cè)電流即為方波或階梯波，波形簡單，分析所得的結(jié)果清晰易記，直到現(xiàn)在仍被廣泛采用。最初是考慮換相過程的影響，后來是計及直流側(cè)電流脈動的情況，一直到將換相過程和電流脈動一起考慮，精確度越來越高，分析時所需的電路參數(shù)和已知條件也越來越多。 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，即假設(shè)交流側(cè)電抗為零，而直流電感為無窮大，則 單相 橋式 全控整流電路在阻感負(fù)載時的電路如圖 (a)所示。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 假設(shè)電路