基于matlab的三相整流电路的仿真研究毕业设计论文(编辑修改稿)

基于matlab的三相整流电路的仿真研究毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

序，相位依次差 60176。 表 21 三相桥式全控整流电路电阻负载 a=0176。 时晶闸管工作情况 时 段 I II III IV V VI 共阴极组中导通的晶闸管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 共阳极组中导通的晶闸管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 整流输出电压 Ud UaUb =Uab UaUc =Uac UbUc =Ubc UbUa =Uba UcUa =Uca UcUb =Ucb 共阴极组 VT VT VT5 的脉冲依次差 120176。 ，共阳极组 VT VT VT2 也依次差120176。 ，同一相的上下两个桥臂，即 VT1 与 VT4， VT3 与 VT6， VT5 与 VT2，脉冲相差 180176。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 5 图 22 三相桥式全控整流电路带电阻负载 α =0176。 时波形 （ 3） ud 一周期脉动 6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为 6 脉波整流电路。 （ 4）需保证同时导通的 2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发另一种方法是双脉冲触发（常用）。 （ 5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同α =30176。 时的工作情况从 wt1开始把一周期 等分为 6段， ud波形仍由 6段线电压构成， 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 6 图 23 三相桥式全控整流电路电阻负载α =30176。 时波形 每一段导通晶闸管的编号等仍符合表 21 的规律区别在于：晶闸管起始导通时刻推迟了 30176。 ，组成 ud的每一段线电压因此推迟 30176。 变压器二次侧电流 ia 波形的特点：在 VT1处于通态的 120176。 期间， ia 为正， ia波形的形状与同时段的 ud波形相同，在 VT4 处于通态的 120176。 期间， ia 波形的形状也与同时段的 ud 波形相同，但为负值。 =60176。 时工作情况 ud 波形中每段线电压的波形继续后移， ud 平均值继续降低。 α =60176。 时 ud出现为零的点。 当α≤ 60176。 时， ud 波形均连续，对于电阻负载， id 波形与 ud 波形形状一样，也连续。 当α 60176。 时， ud 波形每 60176。 中有一段为零， ud 波形不能出现负值。 带电阻负载时三相桥式全控整流电路α 角的移相范围是 120176。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 7 图 24 三相桥式全控整流电路电阻负载α =60176。 时波形 阻感负载时的工作情况 α≤ 60176。 时， ud 波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压 ud 波形、晶闸管承受的电压波形等都一样区别在于：由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载 上，得到的负载电流 id 波形不同。 阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时况与电阻负载时不同，电阻负载时 ud 波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感 L 的作用， ud 波形会出现负的部分带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为 90。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 8 当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载α≤ 60176。 时）的平均值为： 带电阻负载且α 60176。 时，整流电压平均值为： 输出电流平均值为 Id=Ud /R 图 25 三相桥式全控整流电路电阻负载α =90176。 时波形    c o )(s i n631 2323 2dUttdUU       )3c o s ()(s i n63 23 2d    UttdUU（公式 21） （公式 22） 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 9 当整流变压器采用星形接法，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图 26中所示，为正负半周各宽 120176。 、前沿相差 180176。 的矩形波，其有效值为： （ 公式 228） 图 26 三相桥式整流电路带阻感负载，α =30176。 时波形 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 10 晶 闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。 图 27 三 相桥式全控整流电路阻感负载α =90176。 时波形 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 11 3. 三相整流电路仿真研究 MATLAB 概述 MATLAB 是一款以数值计算为主的软件，他进行的数值计算的基本处理单位是复数数组（或称阵列），并且数组维数是自动按照规则确定的。 它的计算具有快速性、准确性和稳定性等特点。 MATLAB 的图形可视能力在所有数学软件中是首屈一指的。 MATLAB 的图形系统有高层和低层两个部分组成。 高层指令友善、简便；低层指令细腻、丰富、灵活。 一般说来，不管二元函数多么复杂，它的三维图形，仅需 10 条左右指令，就能得到富于感染力的表现。 数据和函数的图形可视手段包括：线的勾画、色图的使用、浓谈的处理、视角的选择、透视和裁剪。 MATLAB 有比较完备的图形标识指令，它们可标注：图名、轴名、解释文字和绘画图例。 MATLAB 具有的工作环境有：帮助系统、工作内存管理、搜索路径管理、操作系统、程序调试和性能剖析工具 等。 MATLAB 的编程基本上是使用作图方式，快捷、方便、简单。 而在 MATLAB 环境运行的 SIMULINK 总由模块库、模块构造及分析指令、演示程序等三部分组成，只要通过一些简单的鼠标操作就可形象地建立起被研究系统的数学模型，并进行仿真和分析研究。 并且一些不得不忽略的非线性、随机干扰等因素的影响也十分容易研究。 在 MATLAB 的 SIMNLINK 的界面下，可以用模型图将需要设计的情况表示出来，通过连线及设置实验中所需的各种设备及器件的使用值，继而可以调试、仿真。 设置不同的参数值，可以仿真出不同条件下的图形以及在晶 闸管故障时的图形、现象。 SIMNLINK中的电气模块是：电源模块库（包括交流、直流及可控的电压源和电流源），元件模块库（包括串联及并联的 RLC 支路负载、变压器、互感、开关等），电力电子模块库（包括二极管、晶闸管、 GTO、 MOSFET、 IGBT 等电力电子器件），还有通用桥（它可设定成不同电力电子器件的单臂、双臂和三臂桥），电机模块库（直流、交流等），各种电机模块。 连接模块库是：包括地线、中性点、连结点等。 测量模块库是：包括电流、电压等测量模块。 附加模块库是：主要有①控制模块库：内有同步 6 脉冲发生器、 PWM 发生器、时钟、三相可编程电源等。 ②离散测量模块库：各种离散测量模块。 ③离散控制模块库：离散 PI、 PID 控制器，离散 PWM 发生器和二阶滤波器等。 ④测量模块库：有交流调速中的abc 到 dqo的坐标变换等。 ⑤矢量模块库：序列分析器等。 ⑥附加电机模块库：有直流电机、离散直流电机等。 Simulink 概述 Simulink 是用于仿真建模及分析动态系统的一组程序包，它支持线形和非线性系统，能在连续时间，离散时间或两者的复合情况下建模。 系统也能采用复合速率，也就是用不同的部分用不同的速率来采样和更新。 Simulink 提供一个图形化用户界面用于建模，用鼠标拖拉块状图表即可完成建模。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 12 在此界面下能像用铅笔在纸上一样画模型。 相对于以前的仿真需要用语言和程序来表明不同的方程式而言有了极大的进步。 Simulink 拥有全面的库，如接收器，信号源，线形及非线形组块和连接器。 同时也能自己定义和建立自己的块。 模块有等级之分，因此可以由顶层往下的步骤也可以选择从底层往上建模。 可以在高层上统观系统，然后双击模块来观看下一层的模型细节。 这种途径可以深入了解模型的组织和模块之间的相互作用。 在定义了一个模型后，就可以进行仿真了，用 综合方法的选择或用 Simulink的菜单或MATLAB命令窗口的命令键入。 菜单的独特性便于交互式工作，当然命令行对于运行仿真的分支是很有用的。 使用 scopes或其他显示模块就可在模拟运行时看到模拟结果。 进一步，可以改变其中的参数同时可以立即看到结果的改变，仿真结果可以放到 MATLAB工作空间来做后处理和可视化。 模型分析工具包括线性化工具和微调工具，它们可以从 MATLAB命令行直接访问，同时还有很多 MATLAB的 toolboxes中的工具。 因为 MATLAB和 Simulink是一体的，所以可以仿真，分析，修改 模型在两者中的任一环境中进行。 三相整流电路仿真分析 利用 SIMULINK建模非常方便，只要把所需的模块一一拖入建模窗口，设置好合适的参数，用适当的连线把它们连接好即可（具体操作中需要注意，在连线过程中一定要使连线点的单箭头变成粗黑箭头，若系统中有暂时不用的输入端子和输出端子，应该分别用接地模块和终止模块将其封闭，以免仿真时在命令窗口出现不必要的警告提示，使得仿真不能进行）。 构建系统模型时，应注意对电路器件等效参数的正确考虑，这与搭建实际电路存在很大差别。 仿真成功的关键是设置好仿真参数，这包括仿真的 起始和终止时间，仿真算法，最大相对误差和最大绝对误差，变步长或固定步长等。 参数的设置要根据模型的性质和仿真的需要而定，尤其是仿真算法的选取，在很大程度上决定了仿真的正确性和仿真时间。 三相半波整流电路 模块的建立 各个元器件提取路径如下表： 表 31 三相 半波 整流电路模型主要元件提取路径 序号 元器件名称 提取元器件位置 1 交流电源 Simpowersystems / Electrical Sourse / AC Voltage sourse 2 脉冲触发器 Simulink / Sources / Pulse Generator 3 晶闸管模型 Simpowersystems /Power Electronics /Detailed Thyristor 4 接地端 Simulink/Commonly/Used/Block/Ground 5 电流表模型 Simpowersystems /Measurements /Current Measurement 6 电压表模型 Simpowersystems /Measurements / Voltage Measurement 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 13 7 信号 分解 Simulink /Signal Routing /Demus 8 信号合成模型 Simulink /Signal Routing /Mux 9 RLC 串联电路 Simpowersystems /Elements /Series RLC Branch 10 示波器模型 Simulink /Sinks /Scope 图 31 三相半波整流电路模块图 参数设置 电源参数设置：电压。