三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真
晶闸管的仿真与设计
晶闸管的仿真与设计晶闸管是一种电子器件，被广泛应用于交流电控制和直流电变换等领域。
晶闸管仿真和设计是电气工程师日常工作中必不可少的一部分。
本文将介绍晶闸管的仿真和设计过程。
晶闸管的基本构造：晶闸管由四个区域组成：P区，N区，P区和N区。
控制电压施加在P区和N区之间的结（P-N结）上时，这个结就变得导电，晶体管就被激活，使得电流流过。
这个结被激活后，晶体管就会继续导电，即使控制电压已经被取消了。
晶闸管的原理和特性：晶闸管的原理和特性与晶体管类似，但是晶闸管的电流和电压比晶体管更高。
晶闸管能够承受更高的电压和电流，使得它被广泛应用于更大功率的电子器件中。
晶闸管的仿真和设计是电气工程师的一个核心技能之一，它使得电气工程师能够预测电子电路的行为并设计出最佳的电路。
以下是晶闸管的仿真和设计过程的概述。
1. 确定应用场景：在设计晶闸管之前，必须先确定应用场景。
这包括了电源电压、电子电路的负载和其他相关的参数。
这个步骤将有助于确定设计中需要考虑哪些因素。
2. 选择晶闸管：在确定应用场景后，必须选择合适的晶闸管。
不同的晶闸管具有不同的特性，如极值（包括峰值反向电压、峰值正向电流等等）、导通电阻、高压限制、能量限制等等。
根据应用场景，必须选择最适合的晶闸管。
3. 仿真：在确定应用场景和选择晶闸管后，电气工程师可以开始仿真。
仿真软件可以模拟出电路的行为，并根据所选的元件参数对电路进行评估。
仿真可以帮助电气工程师发现电路的潜在问题，并优化元件的选择和电路的设计。
4. 布局和绘图：在完成仿真后，必须进行布局和绘图。
布局将晶闸管和其他元件的位置确定在标准电子电路图上，以确定元件之间的物理位置和连接方式。
接下来，必须按照图纸绘制出原型电路板。
5. 制造原型：在绘制电路板之后，电气工程师必须制造出原型。
这可以通过使用电子布线系统或手工制作电路板来完成。
在制造原型时，必须注意元件的位置和连接方式，以确保电路可以正常运转。
总结：晶闸管的仿真和设计是电气工程师必备的核心技能之一。
三相交流调压电路的仿真与研究
二是相位控制 ， 即通过控制 晶闸管 的导通 角来 电路 。用三对 反并联 晶闸管作为开关元件 ， 分 大 时 ， 仍能保持两 相同时导 通 ， 与三 相全控整 调压 ； 用挖制 晶闸管通断 周波 比调 压方式 的 别接至 负载就 构成 了三相全波 星形联 结的调 流桥一样 ， 采 要求采用双窄脉冲或宽脉冲触发（ 大 于 ６０ ） 。。
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科技资讯 Ｓ Ｅ Ｅ ＆ Ｔ ＣＨ ＯＬ Ｙ ＩＦ ＭＡＴＯ ＣＩＮＣ Ｅ Ｎ ＯＧ Ｎ ＯＲ ＩＮ
２３ ４
学 术 论 坛
同时使 Ａ／ Ｄ的采集的频率精确 。 构 简单 可靠 ， 抗干扰能 力强。ＲＡ０ 、ＲＡ１ 外 响应 ，
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ＲＡ０ 即采集 的磁场强度 ； ， 另一路通过微 分微 分电路后 ， 进入 ＲＡｌ 即采集的广义梯 度。 再 ， 单 片机把输入的模拟信号转换成数字量后 ， 通 度） 是否超 出一 定的范围来判断单片机是否 报
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它铁 制工件裂纹 和应力集 中的检测。
船舶动力装置实验室 ， 把裂纹检测仪 的传感部 ［ 任吉林 ， 俊明 ， １ 】 林 池永滨 ， ． 等 金属磁记忆检 分安装在型号是 ２ ５ ９ Ｇ的船舶 柴油机上 。把 传 感器固定在特制的有机塑料封盖上（ 导门位置） 节， 在传 感器前面有一 个密封 的玻璃罩 ， 免 避 通过 电缆线直接和传感 器相连 ， 并能把 传感器 测技术【 ． Ｍ】北京 ： 中国 电力 出版社 ， ０ ０ ２０：
学 术 论 坛
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三相 交流调 压Байду номын сангаас路 的仿真与研 究
翟晓烨 （ 中国地质大学 （ 北京 ） 信息工程学院 北京 １ ０ ８ ） ０ ３ ０
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真
目录1设计任务及分析 01.1 电路设计任务 01.2 电路设计的目的 02.1 主电路的原理分析 (1)3 MATLAB建模与仿真 (4)3.2 参数设置 (5)3.3 仿真结果及分析 (6)总结 (7)参考文献 (8)三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真1设计任务及分析1.1 电路设计任务（1）用simulink设计系统仿真模型；能够正常运行得到仿真结果。
（2）比较理论分析结果与仿真结果异同，总结规律。
（3）设计出主电路结构图和控制电路结构图。
（4）根据结构图设计出主电路图和控制电路图，对主要器件进行选型。
1.2 电路设计的目的电力电子装置及控制是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。
并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。
而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。
本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的Matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。
通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。
通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。
2 主电路的设计2.1 主电路的原理分析根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路句有多种形式。
本次仿真主要是对星形联结电路的工作原理和特性进行分析。
通过对三星三相三线负载星型联结交流调压电路图分析可得，任一相在导通时必须和另一相构成回路。
基于晶闸管的三相三线交流调压电路分析与仿真
２２ 交流调压 电路谐波和功率因数分析 ．
交流调压电路采用 的是相位控制方式 ， 电路 中出现缺角正弦波形 ， 使 因此它不可避免地包含高次谐波电流 并导致电源波形畸变。在电力 电子技术 中有功功率 、 无功功率 、 功率因数的计算 和正弦电路 中相同。即 ： 有功
由以上分析可得出结论 ： 交流调压所得的负载电压和电流波形都不是正弦波 ， 随着 ａ 且 角增大 ， 负载电压
相应变小 ， 负载电流开始出现断续 。当负载为电感性时 ， 交流调压输 出的波形就不仅与 Ｃ ｔ 有关 ， 也与负载的阻 抗角 有关 ， 这时负载 电流和电压波形也不再同相了， 其移相角范围为 ９ ５。 ￣１０。由于三相交流调压带阻感性
采用控制 晶闸管通断周波 比调压方式的缺点是 ： 以实现连续调压 ， 难 不易找到合适的调压 比。这种调压方式在
实际应用 中受到一定的限制。所以交流调压大多以相位控制方式为主 ， 该方式是作 为开关的晶闸管在 每个电 源电压波形周期的选定时刻将负载与电源接通 ， 根据选定时刻的不同可得到不同的输出负载电压 ， 从而起到调 压作用 。 ２ 三相交流调压电路的分析
ｌ 前言
。
随着 电力 电子技术 的发展 ， 交流调压技术大都采用工作在“ 交流开关状态 ” 的晶闸管 （ １ ， 图 ）其实质是在恒 定交流电源与负载之间接入晶闸管作为交流电压控制器。晶闸管的控制方式有两种 ： 一是相位控制 ， 即通过控
制晶闸管的导通角来调压 ； 二是周波控制 ， 在一定的时间内， 控制晶闸管导通 的工频周期数来达到调压 的目的。
图 ２ 控 制 角 的 基 准 点
三相交流调压调速系统设计与仿真
三相交流调压调速系统设计与仿真三相交流调压调速系统是一种常见的电力系统控制技术，广泛应用于电机驱动、风力发电、太阳能发电等领域。
调压调速系统的设计和仿真是一个重要的环节，可以通过仿真分析系统的性能、稳定性和可靠性等，从而指导实际系统的设计和运行。
首先，三相交流调压调速系统主要由三相桥式整流电路、直流侧LC 滤波器、逆变器、电机负载以及控制系统组成。
为了设计一个稳定可靠的系统，首先需要确定系统的输入电压和输出电压、电流的需求。
根据需求确定整流电路和逆变器的参数。
其次，根据确定的参数，进行系统的电路设计，包括整流电路、滤波器和逆变器。
整流电路采用桥式整流电路，可以将交流电转换为直流电；滤波器用于滤除整流电路输出的直流电中的高频脉动；逆变器将直流电转换为交流电，并输出给电机负载。
然后，设计系统的控制策略。
调压调速系统的控制策略通常包括电压闭环控制和速度闭环控制。
电压闭环控制用于控制逆变器输出的交流电电压，保持其稳定在设定值附近；速度闭环控制用于控制电机负载的转速，保持其稳定在设定值附近。
最后，进行系统的仿真。
利用电力仿真软件，可以对系统进行仿真分析，评估其性能、稳定性和可靠性。
通过仿真可以观察系统的响应过程、稳态性能以及系统动态参数等，并进行相应的调整和优化。
在仿真过程中，可以分别对电压闭环控制和速度闭环控制进行仿真。
首先，电压闭环控制仿真分析逆变器输出的交流电电压是否在设定值附近稳定；其次，速度闭环控制仿真分析电机负载的转速是否在设定值附近稳定。
通过分析仿真结果，可以发现系统的问题并进行相应的改进。
综上所述，三相交流调压调速系统的设计与仿真是一个重要的环节，可以帮助工程师评估系统性能并进行优化。
通过合理的参数选择、电路设计和控制策略，可以设计出稳定可靠的调压调速系统，满足实际应用需求。
三相交交变频电路设计与仿真
三相交交变频电路设计与仿真三相交交变频电路是一种将三相交流电转换为可变频率的交流电的电路。
在电力系统中，电能的供给和需求常常是不匹配的，因此需要通过变频电路来实现电能的调节和控制。
本文将详细介绍三相交交变频电路的设计原理、电路结构和仿真分析。
首先，三相交交变频电路的设计原理是利用可控电子元件对三相交流电进行调节和控制，从而改变其频率和电压。
常见的可控电子元件有晶闸管、可控硅和IGBT等。
这些元件能够根据外部信号实现开关控制，从而实现对电流和电压的调节。
三相交交变频电路的电路结构主要包括整流桥、滤波电路、逆变桥和控制电路。
首先，整流桥将三相交流电转换为直流电，并经过滤波电路进行滤波处理，以去除电流中的高频脉冲成分。
接下来，逆变桥将滤波后的直流电转换为可变频率的交流电。
控制电路主要用于实现对逆变桥的开关控制。
常见的控制方法有脉宽调制（PWM）控制和电压调制控制。
脉宽调制控制通过改变逆变桥的开关时间来控制输出电压的大小。
而电压调制控制则通过改变逆变桥的开关角来控制输出电压的幅值。
为了验证三相交交变频电路的性能和稳定性，需要进行仿真分析。
在仿真过程中，可以使用软件如PSIM、Matlab/Simulink等来实现电路的建模和仿真。
首先，通过建立电路的数学模型，确定各个元件的参数和开关控制策略。
然后，仿真软件将根据模型和控制策略进行仿真计算，得到电路的输出电压、电流波形等参数。
通过分析这些仿真结果，可以评估电路的性能和优化设计。
总结起来，三相交交变频电路是一种将三相交流电转换为可变频率的交流电的电路。
它通过控制和调节电流和电压，实现对电能的调节和控制。
设计和仿真分析是验证电路性能和稳定性的重要步骤。
只有深入了解电路的原理和结构，并进行充分的仿真分析，才能设计出高性能的三相交交变频电路。
晶闸管三相全控桥式整流仿真实验报告
运动控制仿真实验报告——晶闸管三相全控桥式整流仿真实验——实用Buck 变换仿真实验晶闸管三相全控桥式整流仿真实验（大电感负载）原理电路R2晶闸管三相可控整流仿真实验2原理电路框图输入三相交流电，额定电压380 伏（相电压220 伏），额定频率50Hz，星型联接。
输入变压器可省略。
为便于理解电路原理，要求用 6 只晶闸管搭建全控桥。
实验内容1、根据原理框图构建Matlab 仿真模型。
所需元件参考下表：仿真元件库：Simulink Library Browser示波器Simulink/sink/Scope要观察到整个仿真时间段的结果波形必须取消对输出数据的5000 点限制。
要观察波形的FFT 结果时，使能保存数据到工作站。
仿真结束后即可点击仿真模型左上方powergui 打开FFT 窗口，设定相关参数：开始时间、分析波形的周期数、基波频率、最大频率等后，点Display 即可看到结果。
交流电源SimPowerSystems/Electrical Sources/AC Voltage Source设定频率、幅值、相角，相位依次滞后120 度。
晶闸管SimPowerSystems/Power Electronics/Thyristor6 脉冲触发器SimPowerSystems/Extra Library/Control Blocks/Synchronized 6-Pulse Generator设定为50Hz，双脉冲利用电压检测构造线电压输入。
Block 端输入常数0.输出通过信号分离器分为 6 路信号加到晶闸管门极，分离器输出脉冲自动会按顺序从1 到 6排列，注意按号分配给主电路对应晶闸管。
电阻、电容、电感SimPowerSystems/Elements/Series RLC Branch设定参数负载切换开关SimPowerSystems/Elements/Breaker设定动作时间信号合成、分离Simulink/Signal Routing/Demux,Mux电流傅立叶分解SimPowerSystems/Extra Library/Discrete Measurements/Discrete Fourier设定输出为50Hz，基波有效值SimPowerSystems/Extra Library/Discrete Measurements/Discrete RMS value 设定为50Hz位移功率因数计算Simulink/User-Difined Functions/Fcn将度转换为弧度后计算余弦常数Simulink/Sources/Constant增益Simulink/Math Operations/Gain乘除运算Simulink/Math/Divide显示Simulink/sinks/Display电压检测SimPowerSystems/Measurements/Voltage Measurement电流检测SimPowerSystems/Measurements/Current Measurement2、带阻感负载，电感0.1H, 设定触发角为30 度：起动时基本负载20 欧，0.3 秒后并联一个2 欧姆电阻。
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真
目录1设计任务及分析 01.1 电路设计任务 01.2 电路设计的目的 02.1 主电路的原理分析 (1)3 MATLAB建模与仿真 (4)3.2 参数设置 (5)3.3 仿真结果及分析 (6)总结 (7)参考文献 (8)三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真1设计任务及分析1.1 电路设计任务（1）用simulink设计系统仿真模型；能够正常运行得到仿真结果。
（2）比较理论分析结果与仿真结果异同，总结规律。
（3）设计出主电路结构图和控制电路结构图。
（4）根据结构图设计出主电路图和控制电路图，对主要器件进行选型。
1.2 电路设计的目的电力电子装置及控制是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。
并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。
而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。
本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的Matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。
通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。
通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。
2 主电路的设计2.1 主电路的原理分析根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路句有多种形式。
本次仿真主要是对星形联结电路的工作原理和特性进行分析。
通过对三星三相三线负载星型联结交流调压电路图分析可得，任一相在导通时必须和另一相构成回路。
三相交流调压调速系统设计与仿真
三相交流调压调速系统设计与仿真首先，三相交流调压调速系统由三个主要组件组成：电源、调压模块和调速模块。
其中，电源提供三相交流电，调压模块控制电源输出电压，调速模块控制电机的转速。
在设计三相交流调压调速系统时，首先需要确定系统的功率需求和电源参数。
根据功率需求选择合适的三相交流电源，并确定其额定电压、频率和容量。
然后，设计调压模块，可以采用调压变压器、稳压器或变频器等来实现电源输出电压的调节。
调压模块需要具备过载保护、过压保护和短路保护等功能，以确保电源的稳定和安全运行。
接下来，设计调速模块。
调速模块根据输入的控制信号，控制电机的转速。
调速模块可以采用PID控制、开环控制或闭环控制等方式，根据具体应用需求选择合适的控制算法。
同时，还需要考虑电机的额定功率、额定转速和最大转矩等参数，以确保电机正常工作和安全运行。
在系统设计完成后，需要进行系统的仿真和验证。
通过使用仿真软件，如Matlab/Simulink、PSCAD或Proteus等，建立系统模型，模拟不同的工作条件和故障状况，评估系统的性能和稳定性。
同时，还可以使用实际硬件进行系统的验证和测试，对系统进行实时运行和实际负载测试。
在仿真和实验过程中，需要注意系统的工作温度、功率损耗和效率等参数。
同时，还需要进行系统的保护设计和故障排除，确保系统在故障情况下的安全运行和快速恢复。
总之，三相交流调压调速系统的设计与仿真是一个复杂而关键的过程。
通过合理选择电源、调压模块和调速模块，并进行细致的仿真和验证，可以确保系统的性能和稳定性，满足实际应用的需求。
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真晶闸管交流调压电路是一种常见的电力电子器件应用，广泛应用于工业控制和电力调节领域。
本文将介绍一个三相晶闸管交流调压电路的设计和仿真。
设计思路：三相晶闸管交流调压电路是通过控制晶闸管的导通角度来改变电路中的功率流动，从而实现调压功能。
其基本原理是将交流电源输入通过滤波电路滤波后接入晶闸管电路，通过调节晶闸管的触发角度来改变输出电压。
在设计过程中需要确定晶闸管的触发脉冲信号和滤波电路的参数。
第一步：确定晶闸管的触发脉冲信号晶闸管的触发脉冲信号可以通过计算或仿真得到。
在本设计中，我们使用三角波脉冲宽度调制（PWM）技术生成触发信号。
具体步骤如下：1.根据所需调压范围和输出电流要求，确定晶闸管的导通角度范围。
2.根据导通角度范围，计算得到对应的触发脉冲信号的周期和占空比。
3.利用MATLAB等工具生成符合条件的三角波脉冲信号。
4.调节触发脉冲信号的频率和幅值，以满足电路要求。
第二步：确定滤波电路的参数滤波电路的设计目的是使输入的交流电信号转化为稳定的直流电压。
在三相晶闸管交流调压电路中，常用的滤波电路是基于三相全控整流桥电路的三电感三电容滤波电路。
具体步骤如下：1.确定输出电压的波形要求，如稳定性要求、纹波要求等。
2.根据电路输入电压的峰值确定滤波电容的容值。
3.根据输出电流和输出电压的纹波要求确定滤波电感的参数。
4.根据晶闸管的最大导通角度和电源频率确定滤波电容的电压等级。
第三步：进行电路仿真电路设计完成后，可以利用电路仿真软件进行仿真。
常用的电路仿真软件有PSpice、Multisim等。
通过仿真可以验证电路的性能，并对电路进行优化。
在仿真中，可以进行以下几个方面的验证：1.电路的输入和输出波形是否满足要求。
2.输出电压的稳定度和纹波值是否满足要求。
3.晶闸管的导通角度是否可控。
根据仿真结果，可以进行电路参数的调整和优化，直至满足设计要求。
总结：通过以上设计和仿真步骤，可以得到一个稳定可靠的三相晶闸管交流调压电路。
基于SIMULINK的三相交流电机调压调速的仿真
4.异步电动机模块建模与参数设置
三相交流电动机模块采用国际单位制(SI unit)下的异步电动机模型，选择鼠笼式的异步电动机，该模块有4个输入端子，1个输出端子。A、B、C为电机的定子三相电压输入，Tm端子一般接负载，输出端子为m端子，其返回一系列电机内部信号（共21路），供电机测试信号分配器模块(machines measurement demux)。测试中设定电机参数如图所示。负载信号设定为阶跃信号，初值为0，终值为-20。
三相交流调压调速系统的仿真参数设置如下：仿真所选择的算法为ode45tb，仿真开始时间(start time)设置为0s，停止时间(top time)设为10s，其他默认。
如图所示为给定环节的阶跃响应
其中，转速调节器的参数，限幅值参数，仿真参数设置都已经在前面介绍过，这里反馈参数K选择为20，其他都设置为默认值。 由上图可得到交流调压调速系统的转速特性。如图3.17所示。 修改电机测试信号分配器的输出端子，使其输出端分别为电磁转矩eT、三相定子电流输出is_abc可以得到如图3.18、3.19的波形。
3.晶闸管三相交流调压器的建模与参数设置
晶闸管三相交流调压器通常是采用三对反并联的晶闸管元件组成，单个晶闸管元件采用“相位控制”方式，利用电网自然换流。图中所示为晶闸管三相交流调压器的仿真模型。
晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在必要时由阻断转为导通。晶闸管触发电路往往包括触发时刻进行控制相位控制电路、触发脉冲的放大和输出环节。对于调压电路，要求顺序输出的触发脉冲依次间隔60°。晶闸管必须严格按编号轮流导通，6个触发脉冲相位依次相差60O。
在模型中，异步电动机参数如下：额定电压 =220V、频率 、定子电阻 =3 、额定功率 =2.2KW、定子自感 =0.002mH、转子电阻 =0.816 、转子自感 ＝0.002mH、级对数 ＝2、互感 ＝0.06931mH、转动惯量 =2kg·m2。
基于Matlab的三相交流调压电路的设计与仿真-
本科毕业论文(设计)题目：基于Matlab的三相交流调压电路的设计与仿真学院：_____自动化工程学院_____专业：___电气工程及其自动化___姓名：_________________指导教师：____________________2013年5月28日Matlab-based three-phase AC voltage regulator circuit design andsimulation摘要论文叙述了交流调压电路的发展，介绍了组成交流调压电路的基本器件——晶闸管并分析了其结构与特性。
介绍了交流调压电路的几种类型，分析了交流调压电路的原理，并在对三相交流调压电路工作原理分析的基础上，建立了基于MATLAB的三相交流调压电路的仿真模型，并对其进行了仿真分析和研究，通过仿真分析验证了所建模型的正确性。
关键词晶闸管MATLAB 交流调压仿真AbstractThe development of the AC regulation circuit is descriped in the passage and the basic apparatus that form the AC regulation circuit—Thyrister is introduced,the frame and the characteristic of the Thyrister is discussed either. Then the several types of the AC regulation has been introduced. The basic principle of the AC regulating circuit is explained in this passage. At the base of researching the operating principle of Three-Phase AC V oltage Regulation system,the model of system is presented in MATLAB environment. The corresponding simulation and research are done. It proved that the model of Three-Phase AC regulation circuit is correct.Keywords thyrister MATLAB AC—regulation simulation目录第1章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 晶闸管交流电力控制器的研究意义及用途 (2)1.3 晶闸管交流调压电路发展动向与展望 (3)1.4 本文研究的主要内容 (3)第2章交流调压电路简介 (4)2.1 电路器件—晶闸管简介 (4)2.1.1 晶闸管的结构与工作原理 (4)2.1.2 晶闸管的主要参数 (5)2.2 单相交流调压电路 (5)2.2.1 单相交流调压电路原理 (5)2.2.2 单相交流调压电路的分析 (6)2.3 三相交流调压电路的原理与分析 ..................................................... 错误!未定义书签。
三相交流调压电路的matlab仿真设计
黑龙江大学课程设计说明书学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电力电子技术设计题目：三相交流调压电路（无中线）的仿真姓名：学号：指导教师：成绩：第一章三相交流调压电路的原理 (1)1.1 实验电路 (1)1.2 工作原理分析 (1)第二章实验仿真 (3)1.1参数设计 (4)1.2 仿真结果 (5)第三章仿真结果分析 (7)结论 (8)参考文献 (9)第一章三相交流调压电路的原理1.1 实验电路实验电路如下：电阻性负载Vt1vt4 vt3vt6 vt5vt2RP1RP2RP3LD1LD2LD3U0I0电阻电感性负载三相交流调压实验的电路图1.2 工作原理分析工作原理分析，主要分析电阻负载时的情况：1.任一相导通须和另一相构成回路，因此，和三相全控整流电路一样，电流流通路径中有两个晶闸管，所以应采用双脉冲或宽脉冲触发。
2.三相的触发脉冲依次相差120°，同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差180°。
因此触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路一样，为VT1~ VT6,依次相差60°。
3.如果把晶闸管换成二极管可以看出，相电流和相电压同相位，且相电压过零食二极管开始导通。
因此把相电压过零点定为触发延迟角a 的起点，三相三线电路中，两相间导通是靠线电压导通的，而线电压超前相电压30°，因此，a角移相范围是0°~ 150°。
根据任一时刻导通晶闸管个数及半个周波内电流是否连续，可将0°-150°的移相范围分为如下三段：(1)0°≤ a < 60°：电路处于三管导通与两管导通交替，每管导通180°－a 。
但a=0°时是一种特殊情况，一直是三管导通。
(2)60°≤ a < 90°：任一时刻都是两管导通，每管的导通角都是120°。
(3)90°≤ a < 150°：电路处于两管导通与无晶闸管导通交替状态，每个晶闸管导通角为300°－2a。
作业3：晶闸管三相桥式整流器仿真模型的建立及分析
作业3：晶闸管三相桥式整流器仿真模型的建立及分析一、晶闸管三相桥式整流器的仿真模型①在simulink模型窗口中建立主电路仿真模型，如图3-2所示。
图3-2晶闸管三相桥式整流器的仿真模型二、晶闸管三相桥式整流器仿真模型参数的设置1、三相交流电源参数设置三相交流电源通过三个频率为50Hz、幅值为220V、相位滞后120°交流电压源实现。
具体参数设置如下图3-3.图3-3 A相电压源模型参数B相相位滞后A相120°，Phase设置为-120°，C相相位超前A相120°，Phase设置为120°2、整流桥模型参数设置双击通用桥臂模块图标（Universal Bridge）打开Block Parameters：Universal Bridge对话框，设置参数如图3-4。
图3-43、同步脉冲触发器参数设置双击同步脉冲触发器模块图标（Synchronized 6-Pulse Generator）打开Block Parameters：Synchronized 6-Pulse Generator 对话框，设置参数如图3-5。
图3-54、仿真设置与仿真结果仿真算法选用ode23tb，仿真时间为0~1s，其他参数为默认值。
①阻感负载时仿真情况（负载电阻设为1Ω，电感设为10mh）1）当6脉冲同步触发器alpha-deg端连接0时，即晶闸管触发角α=0°。
图3-10 α=0°时iA与iB、Ud、Id、脉冲p的波形2）当6脉冲同步触发器alpha-deg端连接30时，即晶闸管触发角α=30°。
图3-11 α=30°时iA与iB、Ud、Id、脉冲p的波形3）当6脉冲同步触发器alpha-deg端连接60时，即晶闸管触发角α=60°。
图3-12α=60°时iA与iB、Ud、Id、脉冲p的波形4）当6脉冲同步触发器alpha-deg端连接90时，即晶闸管触发角α=90°。
三相交流调压电路的MATLAB仿真
三相交流调压电路的MATLＡＢ仿真根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路句有多种形式。
本次仿真主要是对星形联结电路的工作原理和特性进行分析。
通过对三星交流调压电路图（图1)分析可得,任一相在导通时必须和另一相构成回路。
因此和三相桥式全控整流电路一样,电流流通路径中有两个晶闸管,所以应采用双脉冲或宽脉冲触发。
三相的触发脉冲应依次相差１２0°，同意向的两个反并联的晶闸管触发脉冲应相差1８0°。
因此和三相桥式全控整流电路一样，触发脉冲顺序也是VＴ1～ＶT6,依次相差60°。
图1 三星交流调压电路图(注:本次仿真的触发延迟角与《电力电子技术》课本中的定义不同,仿真中是以晶闸管承受正向电压为起点的,即与三相桥式去看整流电路中触发角定义相同。
)1．建立仿真模型建立一个仿真模型的文件，按照三相桥式全控整流电路的原理图，从电力系统模型(SimPowｅrSysterms）中选取适合的模型放到仿真平台上，并将各模块连接起来,组成仿真电路模型，如图２,３所示。
图2采用晶闸管的三相交流调压电路电阻负载仿真模型图３三相交流调压电路电阻负载仿真模型子系统此次仿真，为了使仿真图形简化，是模型的结构清晰，层次分明，因此对复杂系统的仿真采用了子系统模型。
2．模型参数设置1）三相电源.对称正弦交流电，幅值为√2*２２０V，频率为50Hｚ,Ua，Ub，Ｕｃ初始相位分别为0°，-12０°,120°。
2）晶闸管,电压测量,与实时数字显示等均采用默认设置。
３)常量输入模块。
常量值，输入设置为0，输入端Blｏck是触发器模型的使能端，只有当此端置“0"时,才能输出脉冲.Aｌpha为相移控制角给定信号，单位为（°)。
这个值根据仿真需要进行设置。
４）三项测量模块V—I Ｍｅasｕrement。
电压测量设置为phase-to－phasｅ,即线电压。
电流测量设置为yes。
三相交流调压调速系统设计与仿真知识讲解
三相交流调压调速系统设计与仿真武汉理工大学华夏学院课程设计报告课程名称运动控制系统题目三相交流调压调速系统设计与仿真专业自动化班级1122学号姓名成绩 ________________________年_______ 月_______日目录课程设计任务书 (4)一、课程的性质、目的与任务 (4)二、课程设计内容及基本要求 (4)三、课程设计选题 (4)五、学时分配进度要求 (5)2.图纸要求 (6)3.评分标准 (6)《运动控制系统》课程设计指导书 (6)摘要 (10)题目4: 三相交流调压调速系统设计与仿真 (10)1概述 (11)1.1电机发展概述 (11)1.2 交流调速系统的应用领域主要有三个方面： (11)1.3交流调速系统的分类 (12)2、异步电动机的机械特性 (12)2.1、异步电机固有机械特性 (12)2.2、异步电机调压调速的机械特性 (13)3、调压调速系统 (14)3.1调压电路 (14)3.2速度闭环控制的调压调速系统 (15)3.3 缺相保护 (16)4、Matlab仿真 (17)4.1调压电路仿真模型 (17)4.2参数设置 (18)4.3仿真总电路图 (19)4.4 仿真结果 (19)4.5结果分析 (20)5、小结 (21)参考文献 (21)武汉理工大学华夏学院信息工程系课程设计任务书课程名称：运动控制系统指导教师：李文彦班级名称：自动化1122 开课系、教研室：自动控制一、课程的性质、目的与任务课程设计是学习专业技术课所必需教学实践环节。
通过课程设计的教学实践，使学生所学的基础理论和专业知识得到巩固，并使学生得到运用所学理论知识解决实际问题的初步训练。
通过课程设计使学生利用所学理论知识和设计方法完成某种运动控制系统设计。
通过课程设计使学生掌握系统设计的步骤和一般方法，学会电路的设计，电器元件参数的计算、选型以及系统特性分析和评价标准。
掌握从收集资料、方案比较论证到电路设计、计算的整个设计过程，获得初步的实践锻炼，进一步提高学生的分析、综合能力。
晶闸管三相桥式可控整流电路的设计与仿真
晶闸管三相桥式可控整流电路的设计与仿真第一章 MATLAB 基础1.1 MATLAB 介绍MATLAB 是一种科学计算软件。
MATLAB 是 Matrix Laboratory(矩阵实验室)的缩写，这是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
早期的 MATLAB 主要用于解决科学和工程的复杂数学计算问题。
由于它使用方便、输入便捷、运算高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户自行扩展的空间，因此受到用户的欢迎，使它成为在科技界广为使用的软件，也是国内外高校教学和科学研究的常用软件。
MATLAB 由美国 Mathworks 公司于1984 年开始推出，历经升级，到 2001 年已经有了 6．0 版，现在 MATLAB 6.5、7.1、7.8版都已相继面世。
早期的MATLAB 在 DOS 环境下运行，1990 年推出了Windows版本。
1993年,Mathworks 公司又推出了MATLAB 的微机版,充分支持MicrosoftWindows界面下的编程，它的功能越来越强大，在科技和工程界广为传播，是各种科学计算软件中用频率最高的软件。
1993 年出现了 SIMULINK，这是基于框图的仿真平台，SIMULINK 挂接在 MATLAB 环境上，以 MATLAB 的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。
SIMULINK提供了各种仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库，为系统的仿真提供了极大便利。
在 SIMULINK平台上，拖拉和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模型框图，并对模型进行仿真。
在 SIMULINK 平台上，仿真模型的可读性很强，这就避免了在 MATLAB 窗口使用 MATLAB 命令和函数仿真时,需要熟悉记忆大量 M 函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无疑是最好的福音。
现在的 MATLAB都同时捆绑了SIMULINK，SIMULINK 的版本也在不断地升级，从 1993 年的 MATLAB4．0／SIMULINK 1．0 版到 2001 年的 MATLAB 6．1／SIMULINK 4．1 版，2002 年即推出了 MATLAB 6．5 ／SIMULINK 5．0 版。
三相交流调压电路的MATLAB仿真
目录一、电路的选定 (1)1.1单相交流调压 (1)1.2 三相交流调压的设计选择 (1)二、三相交流调压电路的原理与分析 (2)三、交流调压电路触发信号 (4)3.1单脉冲触发方式 (4)3.2宽脉冲触发方式 (5)四、主电路器件的选择 (7)五、仿真系统的建立 (9)5.1.Simulink建模方法 (9)5.2.Simulink建模的步骤 (9)5.3.主电路的建模和参数设置 (10)5.4.三相交流电源的建模和参数设置 (11)5.5.晶闸管三相交流调压器的建模 (11)5.6脉冲的设置 (12)5.7负载的设定 (13)六、仿真结果 (13)七、仿真结果分析 (15)结束语 (16)一、电路的选定1.1单相交流调压所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出电压的有效值。
下面是单相交流调压电路图1.1。
图1.1单相交流调压电路正、负半周α起始时刻（α=0），均为电压过零时刻。
在t ωα=时，对VT1施加触发脉冲，当VT1正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在t ωπ=时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，VT1自然关断。
在t ωπα=+时，对VT2施加触发脉冲，当VT2正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在2t ωπ=时，电源电压过零，VT2自然关断。
1.2 三相交流调压的设计选择根据单相交流调压电路的原理，可设计三相交流调压电路。
常用的三相交流调压线路有星型联结，支路控制三角形联结和中点控制三角形联结。
其中星型联结有分为三相三线和三相四线如图 1.2，1.3。
三相四线时，相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120度工作，电流中有基波和奇次谐波。
组成三相电路后，基波和3的整数倍以外的谐波在三相之中流动，不流过中性线。
因此，中性线会有很大的3次谐波电流及其他3的整数倍次谐波电流，当控制角α=90°时，中性线电流甚至和各相电流的有效值接近。
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目录1设计任务及分析 (1)1.1 电路设计任务 (1)1.2 电路设计的目的 (1)2.1 主电路的原理分析 (2)3 MATLAB建模与仿真 (5)3.2 参数设置 (6)3.3 仿真结果及分析 (7)总结 (8)参考文献 (9)三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真1设计任务及分析1.1 电路设计任务（1）用simulink设计系统仿真模型；能够正常运行得到仿真结果。
（2）比较理论分析结果与仿真结果异同，总结规律。
（3）设计出主电路结构图和控制电路结构图。
（4）根据结构图设计出主电路图和控制电路图，对主要器件进行选型。
1.2 电路设计的目的电力电子装置及控制是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。
并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。
而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。
本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的Matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。
通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。
通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。
2 主电路的设计2.1 主电路的原理分析根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路句有多种形式。
本次仿真主要是对星形联结电路的工作原理和特性进行分析。
通过对三星三相三线负载星型联结交流调压电路图分析可得，任一相在导通时必须和另一相构成回路。
因此和三相桥式全控整流电路一样，电流流通路径中有两个晶闸管，所以应采用双脉冲或宽脉冲触发。
三相的触发脉冲应依次相差120°，同意向的两个反并联的晶闸管触发脉冲应相差180°。
因此和三相桥式全控整流电路一样，触发脉冲顺序也是VT1~VT6，依次相差60°。
图1 三相三线负载星型联结交流调压电路2.2 主电路器件的选择三相交流调压器的主电路中所用到得器件主要有220V 三相交流电源，6个反并联的晶闸管，还有三个电阻负载。
其中6个反并联的晶闸管可用三个双相晶闸管代替，也可以用一个串联谐振代替2个反并联的晶闸管。
晶闸管的选择：1 选择正反向电压可控硅在门极无信号，控制电流Ig 为0时，在阳(A)一一阴(K)极之间加正向电压，(J2)处于反向偏置，所以，器件呈高阻抗状态，称为正向阻断状态，若AK U 增大而达到一定值BO U ，可控硅由阻断突然转为导通，这个BO U 值称为正向转折电压，这种导通是非正常导通，会减短器件的寿命。
所以必须选择足够正向重复阻断峰值电压DRM U 。
在阳一一阴极之间加上反向电压时，器件的第一和第三PN 结(J1和J3)处于反向偏置，呈阻断状态。
当加大反向电压达到一定值RB U 时可控硅的反向从阻断突然转变为导通状态，此时是反向击穿，器件会被损坏。
而且BO U 和RB U 值随电压的重复施加而变小。
在感性负载的情况下，如磁选设备的整流装置。
在关断的时候会产生很高的电压( ∈=-Ldi/dt)，如果电路上未有良好的吸收回路，此电压将会损坏可控硅器件。
因此，器件也必须有足够的反向重复峰值电压RRM U 。
可控硅在变流器(如电机车)中工作时，必须能够以电源频率重复地经受一定的过电压而不影响其工作，所以正反向峰值电压参数DRM U 、RRM U 应保证在正常使用电压峰值的2-3倍以上，考虑到一些可能会出现的浪涌电压因素，在选择代用参数的时候,只能向高一档的参数选取。
2 选择额定工作电流参数可控硅的额定电流是在一定条件的最大通态平均电流)(AV T I ，即在环境温度为+40℃和规定冷却条件，器件在阻性负载的单相工频正弦半波，导通角不少于l70℃的电路中，当稳定的额定结温时所允许的最大通态平均电流。
而一般变流器工作时，各臂的可控硅有不均流因素。
可控硅在多数的情况也不可能在170℃导通角上工作，通常是少于这一角度。
这样就必须选用可控硅的额定电流稍大一些，一般应为其正常电流平均值的1.5-2.0倍。
3 选择门极(控制级)参数可控硅门极施加控制信号使它由阻断变成导通需经历一段时间，这段时问称开通时间gt t ，它是由延迟时间d t 和上升时间r t 组成。
从门极电流阶跃时刻开始，到阳极电流上升到稳态值的10%，这段时间称为延时时间d t ； tr 是阳极电流从l0％上升到稳态值的90％所经历的时间。
可见开通时间gt t 与可控硅门极的可触发电压、电流有关，与可控硅结温，开通前阳极电压、开通后阳极电流有关，普通可控硅的gt t 在10μs 以下。
在外电路回路电感较大时可达几十甚至几百μs 以上(阳极电流的上升慢)。
在选用可控硅时，特别是在有串并联使用时，应尽量选择门极触发特征接近的可控硅用在同一设备上，特别是用在同一臂的串或并联位置上，这样可以提高设备运行的可靠性和使用寿命。
如果触发特性相差太大的可控硅在串联运行时将引起正向电压无法平均分配，使gt t 较长的可控硅管受损，并联运行时gt t 较短的可控硅管将分配更大的电流而受损，这对可控硅器件是不利的，所以同一臂上串或并联的可控硅触发电压、触发电流要尽量一致，也就是配对使用。
在不允许可控硅有受干扰而误导通的设备中，如电机调速等，可选择门极触发电压、电流稍大一些的管子(如可触发电压GT U >2V ，可触发电流GT I >150mA)以保证不出现误导通，在触发脉冲功率强的电路中也可选择触发电压、电流稍大一点的管。
在磁选矿设备中，特别是旧的窄脉冲触发电路中，可选择一些G U 、G I 低一些的管子，如GT U <1.5V 、GT I 在≤100mA 以下。
可减少触发不通而出现缺相运行。
以上所述说明在某些情况下应对GT U 和GT I 参数进行选择。
(以上举例对500A 的可控硅参考参数)4 选择关断时间(tg)可控硅在阳极电流减少为0以后，如果马上就加上正向阳极电压，即使无门极信号，它也会再次导通，假如在再次加上正向阳极电压之前使器件承受一定时间的反向偏置电压，也不会误导通，这说明可控硅关断后需要一定的时间恢复其阻断能力。
从电流过0到器件能阻断重加正向电压的瞬间为止的最小时闻间隔是可控硅的关断时间q t ，由反向恢复时间rr t 和门极恢复时间gr t 构成，普通可控硅的q t 约150-200μs ，通常能满足一般工频下变流器的使用，但在大感性负载的情况下可作一些选择。
在中频逆转应用，如中频装置、电机车斩波器，变频调速等情况中使用，一定要对关断时间参数作选择，一般快速可控硅(即kk 型晶闸管) 的关断时间在10-50μs ，其工作频率可达到1K-4KHZ ；中速可控硅(即KPK 型晶闸管)的关断时间在60-100μs ，其工作频率可达几百至lKHZ ，即电机车的变频频率。
3 MATLAB建模与仿真3.1仿真电路图图2仿真电路图图3 三相交流调压电路电阻负载仿真模型子系统3.2 参数设置1．模型参数设置1）三相电源。
对称正弦交流电，幅值为√2*220V，频率为50Hz，Ua,Ub,Uc 初始相位分别为0°，-120°，120°。
2）晶闸管,电压测量，与实时数字显示等均采用默认设置。
3）常量输入模块。
常量值，输入设置为0，输入端Block是触发器模型的使能端，只有当此端置“0”时，才能输出脉冲。
Alpha为相移控制角给定信号，单位为（°）。
这个值根据仿真需要进行设置。
4）三项测量模块V-I Measurement。
电压测量设置为phase-to-phase，即线电压。
电流测量设置为yes。
5）三相负载模块。
R=1Ω。
6）同步6脉冲发生器。
频率设置为50Hz，脉冲宽度设置为10°，并选择用双脉冲。
7）仿真参数设置。
仿真开始时间为0s，停止时间为0.06s。
数值算法采用ode23tb，其它采用默认参数。
3.3 仿真结果及分析设置好各参数后，启动仿真，仿真结果如下。
图4 α=30°波形图5 α=60°波形在任一时刻，可能是三相中各有一个晶闸管导通，这时负载相电压就是电源相电压;也可能两相中各有一个晶闸管导通，另一相不导通，这时导通相的负载相电压是电源线电压的一半。
图6 三相电源电压波形总结这次课程设计，我重新用到我们相关一章的课本知识，同时SIMULINK仿真有了新的认识。
SIMULINK提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量编写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
适应面广、结构和流程清晰、仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点。
SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型，进而进行仿真与分析。
在电路进行仿真的过程中，经常遇到这样那样的问题。
如：线路连接错误、参数设置等。
这次课设增强了自己的设计和理论联系实际的能力，加深对MATLAB软件功能的理解，学会了如何用MATLAB设计三相交流调压器，学会分析理论与实际之间的误差，为以后理论在实践中的应用打下一个很好的基础。
其次懂得了各个课程知识不是孤立的，而是相互之间联系的，我们要学会综合理解知识点以及运用各知识。
这次课程设计涉及到了电力电子技术、电路、数学，控制等众多知识面，因而我们需要把把各个学科之间的知识融合起来，形成一个整体，提升了自己的综合知识素养。
参考文献[1] 杨荫福，段善旭.电力电子装置及系统.清华大学出版社.2013年1月[2] 贺益康，潘再平.电力电子技术.科学出版社.2010年7月[3] 蒋珉.MATLAB程序设计及应用.北京邮电大学出版社.2010年3月[4] 吴文辉.电气工程基础[M].华中科技大学出版社.2013年2月[5] 刘叔军.MATLAB7.0控制系统应用于实例.机械工业出版社.2006年1月[6] 刘树堂.现代线性系统-使用MATLAB.西安交通大学出版社.2002年5月。