Simulink在多脉波整流电路仿真中的应用

Simulink在多脉波整流电路仿真中的应用
乔志杰;孙育河
【摘要】The simulink tool was used to establish models and conduct simulation for the 6 pulse and 12 pulse rectifiers,and its simulation results were analyzed,it proves that the 12 pulse rectifiers is more effective than 6 pulse rectifiers in high-voltage areas.The simulation are given to demonstrate their correctness and a series of merits such as
rapidity,agility,convenience,intuition and so on.And the defects of complex wiring and difficult changing have been overcomed.Therefore,a efficient auxiliary tool is offered for the design and analysis of power electronic circuit.%以6脉波、12脉波整流电路为研究对象,利用Smiulink工具建立模型,对其进行仿真,并对其仿真结果进行分析,证明了12脉波整流电路比6脉波整流电路
在高压领域的优越性。

仿真验证了模型的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列优点,克服了以往分析过程中系统接线复杂和改变接线困难等
缺点,从而为电力电子电路的设计分析提供了一个有效的辅助工具。

【期刊名称】《宜春学院学报》
【年(卷),期】2012(034)004
【总页数】3页(P30-32)
【关键词】多脉波整流电路;Simulink;仿真
【作者】乔志杰;孙育河
【作者单位】安徽电子信息职业技术学院,安徽蚌埠233030;中国联通合肥市分公司,合肥230000
【正文语种】中文
【中图分类】TM401.1
随着生产和科技的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。

整流装置功率也进一步增大，大功率整流装置存在着对电网的严重干扰，而在一个电源周期中整流输出电压脉波数越多，则输出电压中的谐波阶次越高，谐波幅值越小，整流特性越好。

为了减轻整流装置谐波对电网的影响，可采用多脉波的多相整流电路。

由于多脉波电路[1]的触发电路和主电路复杂，需要大量器件，在一般的实验室实
现难度很大。

Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并可立即得到仿真结果，直观性强。

利用Simulink仿真工具对6脉波整流电路以及12脉波整流电路进行仿真，并得
出了正确的仿真结果，对多脉波整流电路的分析具有较高实用价值。

6脉波指以6个晶闸管组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个晶闸管分别
控制，所以又叫6脉冲整流。

从Simulink的电气系统模块库调出晶闸管及脉冲触发器和阻感负载的模块，按照电路结构图[2]的要求建立仿真模型[3]，如图1所示。

三相对称交流电压源的幅值设为220 V，频率为50 Hz，相位分别为0、－120、120。

三相晶闸管整流桥参数设置:使用默认值。

RLC负载参数设置:R取100，L
取0，C取 inf。

同步脉冲触发器设置:频率为50Hz，脉冲的宽度取20 degrees，选择双脉冲触发方式。

选定触发角为0，仿真时间为0.1S。

仿真结果如图2所示。

12脉波[4]是指在原有6脉波整流的基础上，再增加一组6脉冲整流器，使直流母
线电流由12个晶闸管整流完成，因此又称为12脉冲整流。

图3所示两个6脉波整流电路通过变压器的不同联结构成12相整流电路[5]。

为了得到12脉波直流电压，需要两组三相交流电源，且两组电源间的相位差应是30度。

三相电源星形联结时，线电压超前相应的相电压。

基于这个原理，图3利
用了一个三相三绕组变压器，其一次侧A、B、C绕组接成星形，二次侧a2、b2、c2绕组接成星形，二次侧a3、b3、c3接成三角形。

为了便于观察，3个绕组的
额定电压分别取380V、220V、220 V。

其余参数设置[6]同六脉波整流电路。

仿
真模型如图4所示。

1)由图2、5比较分析可知:12脉波的输出电压波形的脉动分量比6脉波的输出电
压脉动分量明显减小，12脉波输出电流明显比6脉波输出电流的谐波次数要小。

2)由图5、6比较分析可知:a=30°时比a=0°时12脉波整流输出变得更加平稳。

3)由图7分析可知每个电源周期内整流桥输入电流出现6个波头，与理论分析吻合，进一步验证了仿真模型的合理性。

通过Simulink建立了6脉波和12脉波两种多脉波整流电路的仿真模型，仿真结
果则充分证实了模型的正确性。

通过改变模型中元器件的参数，从而方便快速地改变了电路的性质，并避免了传统分析中实际电路器件接线复杂且不易改动的缺点。

通过示波器随时观察仿真波形，可以使仿真分析更加具有实时性、直观性和灵活性。

因此Simulink就为电力电子系统引入一个有效的研究和分析工具，具有很广泛的应用前景。

通过对仿真结果进行分析，可以得出12脉波的动态性能要优于6脉波的动态性能，12脉波比6脉波波形更加平稳。

另外，12脉波的输出电压平均值等于6脉波的
两组整流桥输出电压之和，所以采用12脉波的联结方式，更适用于输出高电压应用。

【相关文献】
[1]陶慧，杨海柱.多重化整流电路的MATLAB仿真和谐波分析[J].电力学报，2008，23(6):463－466
[2]贺益康，潘再平.电力电子技术基础[M].杭州:浙江大学出版社，2003
[3]李颖，朱伯立.Simulink动态系统建模与仿真基础[M].西安:西安电子科技大学出版社，2004
[4]孙毅，吴小兰.串联12脉波整流电路的MATLABSimulink仿真[J].工矿自动化，2005，
(z1):194－195
[5]张文斌，靳希.12脉波整流电路MATLAB Simulink仿真及谐波分析[J].华东电力，2008，36(4):70－72
[6]徐德鸿.电力电子系统建模及控制[M].北京:机械工业出版社，2005。