基于matlab的整流電路仿真分析畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-06 17:44本頁面
【正文】 電感性負(fù)載情況 16結(jié)論 18參考文獻(xiàn)： 19致謝 20基于MATLAB的整流電路仿真分析專業(yè)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)老師： 摘要：隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，整流電路在自動(dòng)控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。常用的整流電路有三相橋式全控整流電路和單相橋式可控電路。Ｍatlab提供的可視化仿真工具Simulink可直接建立電路仿真模型，隨意改變仿真參數(shù)，并且立即可得到任意的仿真結(jié)果，直觀性強(qiáng)，進(jìn)一步省去了編程的步驟。對(duì)單相橋式可控整流電路的相關(guān)參數(shù)和不同性質(zhì)負(fù)載的工作情況進(jìn)行對(duì)比分析與研究，既進(jìn)一步加深了三相橋式全控整流電路和單相橋式可控整流電路的理論，同時(shí)也為現(xiàn)代電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。常用的三相整流電路有三相橋式不可控整流電路、三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路，由于整流電路涉及到交流信號(hào)、直流信號(hào)以及觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)包含晶閘管、電容、電感、電阻等多種元件，采用常規(guī)電路分析方法顯得相當(dāng)繁瑣，高壓情況下實(shí)驗(yàn)也難順利進(jìn)行。本文利用Simulink對(duì)三相橋式全控整流電路進(jìn)行建模，對(duì)不同控制角、橋故障情況下進(jìn)行了仿真分析，既進(jìn)一步加深了三相橋式全控整流電路的理論，同時(shí)也為現(xiàn)代電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)奠定良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。三相橋式全控整流電路是由三相半波可控整流電路演變而來的，它由三相半波共陰極接法(VT1，VT3，VT5)和三相半波共陽極接法(VT1，VT6，VT2)的串聯(lián)組合。寬脈沖觸發(fā)要求觸發(fā)功率大，易使脈沖變壓器飽和，所以可以采用脈沖列代替雙窄脈沖；每隔π／3換相一次，換相過程在共陰極組和共陽極組輪流進(jìn)行，但只在同一組別中換相。所以輸出脈動(dòng)直流電壓頻率是電源頻率的6倍，比三相半波電路高l倍，脈動(dòng)減小，而且每次脈動(dòng)的波形都一樣，故該電路又可稱為6脈動(dòng)整流電路。α0時(shí)，Ud的波形出現(xiàn)缺口，隨著α角的增大，缺口增大，輸出電壓平均值降低。23α=π／3是電阻性負(fù)載電流連續(xù)和斷續(xù)的分界點(diǎn)。設(shè)置三個(gè)交流電壓源Va，Vb，Vc相位角依次相差120176。用6個(gè)Thyristor構(gòu)成整流橋，實(shí)現(xiàn)交流電壓到直流電壓的轉(zhuǎn)換。圖2 三相橋式全控整流電路仿真模型三相電源的相位互差120176。晶閘管的參數(shù)為：Rn=0．001 Ω，Lon=0．000 1 H，Vf=0 V，Rs=50 Ω，Cs=250109。脈沖發(fā)生器脈沖寬度設(shè)置為脈寬的50 ％，脈沖高度為5 V，脈沖周期為0．016 7 s，脈沖移相角隨著控制角的變化對(duì)“相位角延遲”進(jìn)行設(shè)置。 從以上仿真波形圖可知改變不同的控制角，輸出電壓在發(fā)生不同的變化。時(shí)的輸出電壓波形如圖3所示。時(shí)的輸出電壓波形圖(2) 當(dāng)觸發(fā)角α=60176。圖4 觸發(fā)角α=60176。時(shí)的輸出電壓波形如圖5所示。時(shí)的輸出電壓波形圖 故障分析由于高壓強(qiáng)電流的情況，整流電路晶閘管很容易出現(xiàn)故障。負(fù)載為阻感性時(shí)，仿真分析故障產(chǎn)生的波形情況。圖6圖7 同一相的兩個(gè)晶閘管故障波形圖 (3) 不同橋且不同相的兩個(gè)晶閘管發(fā)生故障時(shí)的仿真波形如圖8所示。 小結(jié) 通過仿真和分析，可知三相橋式全控整流電路的輸出電壓受控制角α和負(fù)載特性的影響，文中應(yīng)用Matlab的可視化仿真工具simulink對(duì)三相橋式全控整流電路的仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析，并與相關(guān)文獻(xiàn)中采用常規(guī)電路分析方法所得到的輸出電壓波形進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。應(yīng)用Matlab／Simulink進(jìn)行仿真，在仿真過程中可以靈活改變仿真參數(shù)，并且能直觀地觀察到仿真結(jié)果隨參數(shù)的變化情況。因此對(duì)單相橋式可控整流電路的相關(guān)參數(shù)和不同性質(zhì)負(fù)載的工作情況進(jìn)行對(duì)比分析與研究具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，不僅是電力電子電路理論學(xué)習(xí)的重要一環(huán)，而且對(duì)工程實(shí)踐的實(shí)際應(yīng)用具有預(yù)測(cè)和指導(dǎo)作用。電阻R和電感L為負(fù)載，若假定電感L足夠大，即ωL≥R，由于電感中電流不能突變，可以認(rèn)為負(fù)載電流在整個(gè)穩(wěn)態(tài)工作過程中保持恒值。 圖9 單相橋式半控整流電路原理在u2正半周，觸發(fā)角α處給晶閘管VT1施加觸發(fā)脈沖，u2經(jīng)VT1和VD4向負(fù)載供電。此階段若忽略器件的通態(tài)壓降則負(fù)載壓降ud不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的情況。u2過零變正時(shí)，VD4導(dǎo)通，VD3關(guān)斷。根據(jù)上述分析，可求出輸出負(fù)載電壓平均值為： (1)α 角的移相范圍為180176。圖10 單相橋式半控整流電路的仿真模型 單相橋式半控整流電路帶純電阻性負(fù)載情況相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置：① 交流電壓源參數(shù)U=100V，f=50Hz；② 晶閘管參數(shù)Rn=，Lon=0H，Vf=，Rs=10Ω，Cs=250e6F；③ 負(fù)載參數(shù)R=10Ω，L=0H，C=inf；④ 脈沖發(fā)生器觸發(fā)信號(hào)2的振幅為5V，（即頻率為50H
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