基于Matlab的单相桥式半控整流电路研究
单相桥式全控整流电路实验
一．实验目的：1，熟悉Matlab 仿真软件和Simulink 模块库。
模块库。
2，掌握单相桥式全控整流电路的工作原理、工作情况和工作波形。
形。
二．实验器材：MATLAB 仿真软件仿真软件三．实验原理：VT1 VT3 VT2 VT4触发器1 触发器2 四．实验步骤： 电阻负载：一、仿真步骤一、仿真步骤1．启动MATLAB MATLAB，进入，进入SIMULINK 后新建一个仿真模型的新文件。
并布置好各元器件。
器件。
2．参数设置。
．参数设置。
各模块参数的设置基本与上一实验相同，各模块参数的设置基本与上一实验相同，但要注意触发脉冲的给定。
但要注意触发脉冲的给定。
但要注意触发脉冲的给定。
互为对角的互为对角的两个示波器的控制角设置必须相同，否则就会烧坏晶闸管。
二、模型仿真二、模型仿真设置好后，即可开始仿真。
设置好后，即可开始仿真。
点击开始控件。
点击开始控件。
点击开始控件。
仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真的结果。
仿真的结果。
电阻电感负载：带电阻电感性负载的仿真与带电阻性负载的仿真方法基本相同，但须将RLC 的串联分支设置为电阻电感负载。
本例中设置的电阻R ＝1，L ＝0.01H 0.01H，电容为，电容为inf inf。
五．实验数据：v +-Voltage Measurement1v+-Voltage MeasurementSeries RLC BranchScopePulse Generator3Pulse Generator2Pulse Generator1Pulse GeneratorDetailed Thyristor3Detailed Thyristor2Detailed Thyristor1Detailed Thyristori+-Current MeasurementAC Voltage Source电源电压触发信号1触发信号1触发信号2触发信号2流过晶闸管电流负载电流晶闸管端电压负载电压电阻负载：α=0度α=60度α=120度阻感负载：α=30度α=60度。
单相桥式全控整流电路Matlab仿真(完美)资料-共18页
目录完美篇单相桥式全控整流电路仿真建模分析 (1)（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) (2)1.电路的结构与工作原理 (2)2.建模 (3)3仿真结果与分析 (4)4小结 (6)（二）单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) (7)1.电路的结构与工作原理 (7)2.建模 (8)3仿真结果与分析 (10)4.小结 (12)（三）单相桥式全控整流电路(反电动势负载) (13)1.电路的结构与工作原理 (13)2.建模 (14)3仿真结果与分析 (16)4小结 (18)单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。
2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形。
二．实验内容（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) 1.电路的结构与工作原理1.1电路结构U1U2Ud Id+ -T VT3VT1VT2VT4abR 单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图(截图)1.2工作原理用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
（1）在u2正半波的（0~α）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。
四个晶闸管都不通。
假设四个晶闸管的漏电阻相等，则u T1.4= u T2.3=1/2 u2。
（2）在u2正半波的ωt=α时刻：触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
电流沿a→VT1→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，负载上有电压（u d=u2）和电流输出，两者波形相位相同且u T1.4=0。
此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则u T2.3=1/2 u2。
晶闸管VT1、VT4—直导通到ωt=π为止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。
（3）在u2负半波的（π~π+α）区间：晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。
单相桥式半空整流电路MATLAB仿真实验报告
一、单相桥式半控整流电路（电阻性负载）1．电路结构与工作原理（1）电路结构Tu1u2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3u R2.建模3．仿真结果分析α=30°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）α=60°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）α=90°单相桥式半控整流电路（电阻性负载）4．小结尽管整流电路的输入电压U2是交变的，但负载上正负两个半波内均有相同的电流流过，输出电压一个周期内脉动两次，由于桥式整流电路在正、负半周均能工作，变压器二次绕组正在正、负半周内均有大小相等、方向相反的电流流过，消除了变压器的电流磁化，提高了变压器的有效利用率。
二、单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管）1．电路结构与工作原理（1）电路结构L（2）工作原理1）在u2正半波的（0~α）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。
假设电路已工作在稳定状态，则在0～α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。
2）在u2正半波的ωt=α时刻及以后：在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通，电流沿a→VT1→L →R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，此时负载上有输出电压（u d=u2）和电流。
电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。
2.建模3．仿真结果分析α=30°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）α=60°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）α=90°单相桥式半控整流电路（阻感性负载）4．小结电路具有自续流能力，但实用中还需要加设续流二极管VD，以避免可能发生的失控现象。
三、单相桥式半控整流电路（带续流二极管）1．电路结构与工作原理（1）电路结构Tu2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3Ru RLulidVDud（2）工作原理接上续流二极管后，当电源电压降到零时，负载电流经续流二极管续流，是桥路直流输出端只有1V左右的压降，迫使晶闸管与二极管串联电路中的电流减小到维持电流以下，使晶闸管关断。
基于MATLAB的单相整流滤波电路仿真与分析
数 。ＭＡ Ｌ Ｂ中 的 Ｐｗ ｒ ｕ模 块具有 Ｆ Ｔ 能 ， ＴＡ ｏ ｅＧ ｉ Ｆ功 从而 为整流 电 路的谐波分析提供了极大的便 利。由于篇 幅所限， ４ 图 中只给 出 对应 于 ０ 、０触 发角 的交流侧 电流频谱 ， ５中只给 出对 应于 。６ 。 图 ０ 、０触发角的直流侧电压频谱 ， 中的参数分别 与前面对应 。 。６ 。 其
波 总畸变 率（ ＨＤ） Ｔ 不断 增大 ， 中基波 幅值 在 ６ ￣ 其 ０ 时达 到最 大 ，
其 他 高 次谐 波 在 ９ 。 达 到 最 大 。 ０时
波 电容 ， 可以平缓直 流侧 的输 出电压 ， 使得直流侧输 出电压特性
明显强于纯电阻负载的 电压特性 。单相整流 电路带 电容滤波 以
Ｑ； 冲发 生 器 触 发 信 号 的 振 幅 为 １ 周 期 为 ００ ｓ 即 频 率 为 脉 Ｖ， ． （ ２
从 仿真结 果可知 ， 整流 电路的交流 侧电流波形 已不再是理
想 的 正 弦 波 ， 它 仍 然 具 有 周 期 性 ， 可 将 其 分 解 为 傅 里 叶 级 但 故
５ Ｈ ）脉 冲宽度为 ２ ％； ０ ｚ， ５ 采样频率 ８ ９ ＂ Ｈ 。 １２ ４ ｚ ２电容滤 波 的单 相桥 式全 控整 流 电路 的 ＭＡ Ｌ Ｂ仿 真结 ． ＴＡ 果 。将 滤波 电容分别 取 Ｃ ２一 Ｆ Ｃ ｌ一 Ｆ 并设 置不 同的触 ＝ ｅ ２ 和 ＝ ｅ２ ， 发角 ， 即可得到对应 的电压 电流波形 。由于篇 幅版面所限 ， 下面 只给出９ 。 ０触发角的仿真结果 ， 图中波形 由上到下分别为交流侧
、
单相全控整流 电路的仿真分析
１电容滤波的单相桥式全控 整流电路的 ＭＡ Ｌ Ｂ仿真模型 ． ＴＡ
基于Matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2014年 12月 28日信息工程学院课程设计任务书2014年12月28日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要电力电子技术是一门诞生和发展于20世纪的崭新技术，在21世纪仍将以迅猛的速度发展。
以计算机为核心的信息科学将是21世纪起主导作用的科学技术之一。
本次单相半波可控整流电路设计是基于MATLAB的系统仿真设计。
本文是基于Matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真，通过对单相的单相半波可控整流电路（电阻性负载）电路、单相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路和单相半波可控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）电路这三种进行电路设计和仿真，通过对仿真图形进行分析，了解这三种电路的工作原理和性能。
关键字：MATLAB的系统仿真；可控整流电路；单相半波电路ABSTACTPower electronic technology is a birth and development in the new technology of the 20th century, in the 21st century will remain at the speed of rapid development. With the computer as the core information science will be one of the science and technology play a leading role in the 21st century. The single phase half wave controlled rectifier circuit design is the design of system simulation based on MATLAB.This paper is the design and Simulation of Matlab single phase half wave controlled rectifier circuit based on single phase, by single phase half wave controlled rectifier (resistive load) circuit, single phase half wave controlled rectifier circuit (resistive inductive load) circuit and single phase half wave controlled rectifier circuit (resistance of inductive load and freewheeling diode) circuit the three circuit design and simulation, through the simulation graph analysis, understand the working principle and performance of the three circuit.Key words: MATLAB system simulation; controllable rectifier circuit; single phase half wave circuit目录摘要 (4)关键字 (4)ABSTACT (5)Key words (5)1 绪论 (7)1.1半波整流简介 (7)1.2 本文研究的内容 (7)1.3 单相半波可控整流电路建模与基本参数 (7)2 单相半波可控整流电路（电阻性负载） (10)2.1 电路的结构与工作原理 (10)2.2 Matlab下的模型建立 (10)2.3 仿真结果与波形图分析 (11)2.4 小结 (13)3 单相半波可控整流电路（阻-感性负载） (14)3.1 原理图 (14)3.2 Matlab下的模型建立 (14)3.3 仿真结果与波形图分析 (15)3.4 小结 (17)4 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) (18)4.1 电路的结构与工作原理 (18)4.2 Matlab下的模型建立 (19)4.3 仿真结果与波形图分析 (19)4.4 小结 (21)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1半波整流简介变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。
基于matlab的单相桥式可控整流电路环节仿真设计目的和意义
基于matlab的单相桥式可控整流电路环节仿真设计目的和意义一、引言随着电力电子技术的发展，可控整流电路在众多领域得到了广泛应用。
其中，单相桥式可控整流电路作为一种基本的电力电子装置，具有重要的理论和实际意义。
MATLAB作为一款强大的数学软件，其在电路仿真设计中的应用也越来越受到研究者们的青睐。
本文旨在基于MATLAB对单相桥式可控整流电路进行仿真设计，并探讨其目的和意义。
二、目的和意义1.提高对单相桥式可控整流电路的理解通过对单相桥式可控整流电路进行MATLAB仿真，可以直观地展示电路的工作原理和特性，有助于加深对电路本身的理解。
同时，通过调整可控硅的触发脉冲，可以实现对输出电压、电流等参数的调控，为实际工程应用提供理论依据。
2.验证MATLAB在电路仿真设计的优势MATLAB具有强大的计算能力和图形显示功能，可以方便地实现电路的建模、仿真和分析。
相较于传统的模拟电路实验，MATLAB在电路仿真设计中具有更高的精度和效率，可以大大缩短研究周期。
3.为相关领域的研究提供参考本文针对单相桥式可控整流电路的MATLAB仿真设计，可以为电力电子、电气工程等领域的相关研究提供一定的参考。
同时，也为其他类型的电路仿真设计提供了思路和方法。
三、MATLAB仿真步骤1.建立模型根据单相桥式可控整流电路的原理，在MATLAB中搭建相应的电路模型，包括电源、桥臂、可控硅、电阻和电感等元件。
2.设定参数为模型设置合适的参数，如电源电压、负载电阻、电感等，以满足实际应用需求。
3.编写控制策略根据可控整流电路的特点，编写相应的控制策略。
例如，采用SPWM调制方式，通过调整脉冲宽度实现对输出电压的调控。
4.运行仿真在设定好的参数和控制策略下，运行MATLAB仿真，观察输出电压、电流等波形。
5.分析结果对仿真结果进行分析，评估电路性能，如电压调整率、谐波含量等。
根据分析结果，对电路参数和控制策略进行优化。
四、结论本文通过对单相桥式可控整流电路的MATLAB仿真设计，验证了其在电力电子领域的应用价值。
单相桥式全控整流电路Matlab仿真(完美)
目录完美篇单相桥式全控整流电路仿真建模分析 (1)（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) (2)1.电路的结构与工作原理 (2)2.建模 (3)3仿真结果与分析 (4)4小结 (6)（二）单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) (7)1.电路的结构与工作原理 (7)2.建模 (8)3仿真结果与分析 (10)4.小结 (12)（三）单相桥式全控整流电路(反电动势负载) (13)1.电路的结构与工作原理 (13)2.建模 (14)3仿真结果与分析 (16)4小结 (18)单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。
2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形。
二．实验内容（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载)1.电路的结构与工作原理1.1电路结构R单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图(截图)1.2工作原理用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
（1）在u2正半波的（0~α）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。
四个晶闸管都不通。
假设四个晶闸管的漏电阻相等，则u T1.4= u T2.3=1/2 u2。
（2）在u2正半波的ωt=α时刻：触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
电流沿a→VT1→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，负载上有电压（u d=u2）和电流输出，两者波形相位相同且u T1.4=0。
此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则u T2.3=1/2 u2。
晶闸管VT1、VT4—直导通到ωt=π为止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。
（3）在u2负半波的（π~π+α）区间：晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。
此时，u T2.3=u T1.4=1/2 u2。
基于Matlab的整流电路仿真研究
库、 元件模型库、 电机模型库、 测量模型库及附加模型库等。 在 具体 的仿真 中建 立模型是基础 ，参 数设置是 关键 。
建 立仿 真 ， 一般 采 取 以下 步 骤 ：
① 按 自己 习惯 的 方 式 （ 有 三种 方式 ）进 入 Ｍａ ｌ ｆ ａ ｂ ／
现 提供 了理 想 的工 具 。
Ｓ ｅ ｏ ｐ ｅ ５
图 １ 单相 半波 可 控 整 流 电路 模 型
１ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ电力电子仿真简介 在 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ环 境 下 进 行 仿 真 ， 可 基 于 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ图 形 界 面建立模块化交互式 的仿 真模 型。 而有 关 电力 电子 的仿真 研 究主要基于 Ｐ Ｓ Ｂ （ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂ ｌ ｏ ｋ ｓ ｅ ｔ ｓ ） 进行 ， 仿真模 型
（ 兰州职业技术学院， 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０） （ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要 ： 电力电子 电路设计 时参数 的选择 、 计算， 往往 比较复 杂， 利用 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ中的电力 系统工具 箱， 不用进行编程 ， 也无需推导 电 路、 系统 的数 学模型 ， 就整 流电路做 了仿真 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏｎ ｒ ｉ ｃ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ，ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ．Ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｏ ｌ ｂ ｏ ｘ ｉ ｎ ｈｅ ｔ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ｃ ａ ｌ ｌ ｑ ｕ ｉ ｃ ｋ ｌ ｙ ｇ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ，ｗ ｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，
电力电子技术MATLAB仿真实验报告
电力电子技术MATLAB仿真实验报告Harbin Institute of Technology电力电子技术MATLAB仿真实验报告院系：班级：姓名：学号：哈尔滨工业大学一、实验目的1. 根据电路接线图利用MATLAB仿真分析单相桥式半控整流电路的各输出结果。
2. 改变参数后再进行仿真分析，进而分析总结各参数对输出的影响。
3. 在实验过程中掌握运用MATLAB对电力电子各电路进行仿真分析的方法。
4. 对实验进行总结整理并写出报告。
二、实验内容1根据实验电路图进行理论分析单相桥式半控整流电路图2 利用理论对电路进行分析这是单相桥式半控整流电路的另一种接法，相当于把原本的VT3和VT4换为二极管VD3和VD4，这样可以省去续流二极管VDR,续流由VD3和VD4来实现。
因此，理论分析各时间段电压电流及二极管导通状态如下：① wt1-π：Ua＞Ub，VT1，VD4导通，Ud＝U2，i:a→VT1→R→L→VD4→b；②π-wt2 ：Ua＜Ub，VD2，VD4导通，Ud＝0，i:b→VD2→R→L→VD4→b；③ wt2-2π：Ua＜Ub，VT3，VD2导通，Ud＝-U2，i:b→VD2→R→L→VT3→a；④ 2π- wt3：Ua＞Ub，VD2，VD4导通，Ud＝0，i:b→VD2→R→L→VD4→b。
23理论分析满足的输出波形如下U20 wt1 wt2 wt3Ud4根据电路图在MATLAB中连接各元器件得出接线图35仿真结果[各波形代表的输出结果为二次侧电压，负载电压，负载电流，VT1电流，VT1电压]①阻性负载：R=20Ω，L=0,a=30°:②阻性负载：R=20Ω，L=0,a=60°:4③阻感负载：R=20Ω，L=0.008,a=30°:④阻感负载：R=20Ω，L=0.008,a=60°:5⑤阻感负载：R=20Ω，L=0.08,a=60°:三、实验结论1、通过理论分析与MATLAB仿真结果比拟，发现理论分析与仿真结果一致。
单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验
单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：1、学习基于matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真2、了解三种不同负载电路的工作原理及波形二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路（电阻性负载）图1.1 为单相半波可控整流电路图。
半波整流电路工作过程分为以下 3 个阶段：第1 阶段：晶闸管关断时，晶闸管门极没有触发脉冲，晶闸管承受正向电压，iR=0，uVT=u2；第2 阶段：晶闸管导通时，晶闸管被触发，承受正向电压，当触发脉冲消失，晶闸管仍为导通状态，当ωt=π时，晶闸管关断。
晶闸管两端的电压uVT=0，且ud=u2，经过晶闸管VT、电阻和变压器二次侧的电流为（1）其中，ud 为整流器的输出电压，U2 为交流电压的有效值；第 3 阶段：当交流电压处于负半周期，晶闸管关断，此时承受反向电压，ud 和id 都为零。
整流输出直流电压平均值整流器输出直流电流平均值式中：U2 为交流电压的有效值。
2、MATLAB下的模型建立图1.2如图1.2所示，参数参考：交流源220V、50HZ；负载1Ω；脉冲信号发生器周期同交流源相同，为0.02s、脉冲宽度10％；电感1mH。
（a）电阻参数：（b）电源参数：（c）脉冲初始参数：3、仿真结果及波形分析下列所示波形图中，波形图分别代表晶体管VT上的电流、晶体管VT上的电压、电阻上的电压。
（1）α=30°时（2）α=60°时（3）α=90°时（4）α=120°时分析：在此仿真中，我们可以看出通过改变触发角α的大小，直流输出电压，负载上的输出电压波形都发生变化，可以看出，仿真波形与理论分析波形、实验波形结果非常相符，通过改变触发脉冲控制角α的大小，直流输出电压ud的波形发生变化，负载上的输出平均值发生变化。
由于晶闸管只在电源电压正半波区间内导通，输出电压ud为极性不变但瞬时值变化的脉动直流。
三、阻感性负载电路1、电路及其工作原理图1.3单向半波可控整流电路（阻—感性负载）阻感负载的特点是，电感对电流变化有抗拒作用，使流过电感的电流不会发生突变。
单相桥式半控整流电路(阻感性负载不带续流二极管)(精)
单相桥式半控整流电路电路选择在 MATLAB 软件中搭建实验模拟电路,在模拟电路中仿真并且观察各数据的波形。
元件可以从 MATLAB 软件的 Simulink 和 Power System元件库中的找到有关元件。
一、单相桥式半控整流电路原理图及原理单相桥式半控整流电路原理图如下:L u2二、单相桥式半控整流电路工作原理1、若是感性负载,当 u2在正半周时,在ωt =α处给晶闸管 VT1加触发脉冲, VT1导通后,电流从 u2正端→ VT1→ L → R → VD4→ u2负端向负载供电。
u2过零变负时,因电感 L 的作用使电流连续, VT1继续导通。
但 a 点电位低于 b 点,使电流从 VD4转移至 VD2, VD4关断,电流不再流经变压器二次绕组,而是经 VT1和VD2续流,则 ud=0。
2、在 u2负半周ωt =π+α时刻触发 VT3使其导通,则向 VT1加反压使之关断, u2经VT3→ L → R → VD2→ u2端向负载供电。
u2过零变正时, VD4导通, VD2关断。
VT3和 VD4续流, ud 又为零。
此后重复以上过程。
三、单相桥式半控整流电路仿真电路建模在 MATAB 软件中建立的单相桥式半控整流电路的仿真图图 1 单相桥式半控整流电路原理图图 2 单相桥式半控整流电路建摸图四、仿真电路中各参数的设置1、晶闸管的参数设置图 3 晶闸管的参数2、交流电源参数的设置图 4 交流电源的参数 3、晶闸管触发脉冲的参数设置图 5 第一个脉冲的参数设置图 6 第二个脉冲的参数设置 4、二极管的参数设置图 7 二极管的参数5、阻感负载的参数设置图 8 负载参数设置五、仿真波形由于电路中需要测量的参数比较多 , 因此在仿真电路中使用了两个示波器 , 这样观察波形更方便 , 也更清晰 .这次防真中选取了四个触发角来观察波形 , 分别为 20度 ,60度 ,80度和 150度 , 以下是防真中的波形 ,每两图是一组波形 .图 9 触发角为 20度 (示波器 1图 10 触发角为 20 度(示波器 2 图 11 触发角为 60 度(示波器 1图 12 触发角为 60 度(示波器 2 图 13 触发角为 80 度(示波器 1图 14 触发角为 80 度(示波器 2 图 15 触发角为 150 度(示波器 1图 16 触发角为 150 度(示波器 2 六、结论结合以上波形图，我们可以分析出单相桥式半控整流电路具有以下的特点： 1、电感在电路中具有续流作用； 2、晶闸管在触发时换流，二极管则在电源过零时刻换流； 3、尽管电路具有续流作用，但还应该加续流二极管。
基于MATLAB的单相桥式整流电路的仿真PPT
a角的移相范围为180°。
单相桥式半控整流电路的仿真模型
带 纯 电 阻 负 载 的 仿 真 结 果
（a）控制角为45° （b）控制角为90°
带 电 阻 电 感 性 负 载 的 仿 真 结 果
（a）控制角为0° （b）控制角为45°
结论
本文在对单相桥式可控整流电路进行理论分 析的基础上，利用MATLAB面向对象的设计思想 和自带的电力系统工具箱，建立了基于MATLAB 的单相桥式整流电路的仿真模型，并对其进行了 对比分析研究。对于电路带纯电阻性负载时的工 作情况，验证了触发角a的移相范围是0～180°， 负载电流不连续；对于电路带电阻电感性负载时 的工作情况，验证了触发角a的移相范围是0～ 90°，负载电流是连续的；在应用单相桥式半控 整流电路时应注意避免失控现象。通过仿真分析 建立了对仿真参数设置的感性认识，同时也验证 了本文所建模型的正确性。
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单相桥式全控整流电路的仿真模型
带 纯 电 阻 （b）控制角为90°
带 电 阻 电 感 性 负 载 的 仿 真 结 果
（a）控制角为45° （b）控制角为90°
单相桥式半控整流电路
带电阻电感性负载的工作情况
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1 2
(
2U 2 U sin t ) 2 d(t ) 2 R 2R
1 sin 2 2
带电阻电感负载时的工作情况 :
1 2 2 U d 2U 2 sin td(t ) U 2 cos 0.9U 2 cos
晶闸管移相范围为90° 晶闸管导通角θ与a无关，均为180°。
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单相桥式全控整流电路
基于Matlab的单相桥式半控整流电路研究
ＶＴ１
＝
ＶＴ２ 。一 。
ｌ 一
ｆ ＿ －
ｉ 。
柱 。在 电力 电子领 域 中 。单相 桥式 电路是 研 究桥
ｌ
ｂ Ｖｄ ４
要 ：以单相桥 式 半控 整流 电路 为例 ，用数 学 分析 的 方法 对单相 桥 式 电路 的 输 出输入 波形
特 性进行 了重点研 究 。 同时借助 于Ｍａ ａ ／ ｍ ｌ ｋ 真软 件检 验 了文 中理 论 分析 的正确 性 。 ｔ ｂｓ ｕｉ 仿 ｌ ｉ ｎ 关 键宇 ：单相 桥 式 ；整 流 电路 ；Ｍａｌ ／ ｍｕｉｋ ｔ ｂｓ ｌ ａ ｉ ｎ
因 承受 反 向 电压 而 关 断 ．ｕ经Ｖ 和 Ｖ ３ ２ Ｄ 向负 载
供 电 。Ｕ过 零变 正时 ，Ｖ ４ 通 ，Ｖ ３ 断 。 电 ２ Ｄ导 Ｄ关
流经 ＶＩ 和Ｖ ４ 流 ．又为 零 。 ｒ １ ２ Ｄ续
０ ｉ ｄ
到 处 都 能感 受 到 电力 电子 技 术 的 存 在 和 巨 大 魅
ＷＬ ＞ 条 件下 对 电路进行 仿 真 。为 使 两 晶闸管 能 ＞Ｒ
假 设 二 次侧 电压 源 ／＝ ／ Ｕｓ （ｔ，那 么 电压 ／ 、 ２ｎ ｗ） ， ２ ｉ
过 零 时 ，整 流二 极 管 Ｖ ３ Ｄ 、Ｖ ４ 自然 导 通 。 而 Ｄ将 当ｕ在 正 半 周 时 ，在Ｏ触 发Ｖ １ ２ Ｖ １ ２ ｔ Ｔ ， 经 Ｔ 和ＶＤ ４
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — １ ２ １— ４ ０
够 正常 工作 ，需 在 晶 闸管上 加触 发 脉 冲 ，触 发 脉 冲周 期 为Ｏ０ ，触 发 角ｃ ９ 。 ． ｓ ２ ｔ ０ ，故 触 发 脉 冲 １ ＝ 的 延 迟 时 间 为 ００ ５ ｓ ． ．触 发 脉 冲 ２ 延 迟 时 间 为 ０ 的
单相桥式全控整流电路MATLAB仿真实验
单相桥式全控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：1、学习基于matlab的单相桥式全控整流电路的设计与仿真2、了解三种不同负载电路（电阻性负载、阻-感性负载、反电动势）的工作原理及波形二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图2.1单相桥式全控整流电路（电阻性负载）如图2.1所示，为典型单相桥式全控整流电路,共用了四个晶闸管,两只晶闸管接成共阳极，两只晶闸管接成共阴极，每一只晶闸管是一个桥臂，桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性。
其工作原理：（1）在u2正半周（在0~α区间），晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VTs承受反向电压。
因此，四个晶闸管都不导通，负载电流id 和负载电压ud均为零，VT1和VT4串联承受电压u2，假设4个晶闸管的漏电阻相等，VT1和VT4各承担u2的一半，即U(t1.4)=U(t2.3)=1/2U2；（2）（在α~π区间）在触发角α处给VT1和VT4施加触发脉冲，则VT1和VT4导通，电流沿a-VT1-R-VT4-b方向流通，当u2过零时（在π~π+α区间），闸管VT2、VT3 承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4 承受反向电压也不导通。
流过晶闸管的电流降为零，晶闸管VT1和VT4关断；（3）在u2负半周(在π+α~2π区间)，在触发角α处给VT2和VT3施加触发脉冲，那么VT2和VT3导通，电流沿b-VT3-R-VT2-a方向流通；当u2过零的时候，流过晶闸管的电流降为零，晶闸管VT2和VT3关断；（4）在u2的周期内下次又是晶闸管VT1和VT4导通，如此循环工作。
2、MATLAB下的模型建立图2.2其中脉冲发生器参数设置公式: (1/50) * ( α/360 )以及(1/50) * ( α/360 )+0.01。
两个脉冲信号参数：电源参数：电阻参数：3、仿真结果及波形分析（1）α=30°时（2）α=60°时（3）α=90°时（4）α=120°时分析：在单项全控桥式整流电路电阻性负载电路中,要注意四个晶闸管1在单项全控桥式整流电路电阻性负载电路中,要注意四个晶闸管1,4和晶闸管2，3的导通时间相差半个周期。
单相桥式全控整流电路反电动势负载MATLAB仿真
电力电子仿真实验报告一、课程设计名称单相桥式全控整流电路反电动势负载MATLAB仿真二、设计任务及条件1.设计条件：1)电源电压：交流100V/50Hz2)输出功率：1KW3)移相范围：30∘−150∘4)反电势：E=70V2.要求完成的主要任务；(1)主电路设计(包括整流元件定额的选择和计算等)，讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。
2)触发电路设计：触发电路选型(可使用集成触发器)，同步信号的产生。
(3)晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计，计算保护元件参数并选择保护元件型号。
4)利用仿真软件分析电路的工作过程。
三、设计原理1.主电路原理图.∵工作原理:当整流电压的瞬时值ud小于反电势E时，晶闸管承受反压而关断，这使得晶闸管导通角减小。
晶闸管导通时，ud=u2,id=ud−ER,晶闸管关断时，ud=E。
与电阻负载相比晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称作停止导电角。
δ=arcsinE2U2若α<8时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。
为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。
这样，相当于触发角被推迟，即α=8。
四、保护电路的设计在电力电子电路中，除了电力电子器件参数选择合适、驱动电路设计良好外，采用合适的过电压、过电流、du/dt保护和di/dt保护也是必要的。
4.1过电压保护以过电压保护的部位来分，有交流侧过压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。
图4-1过电压抑制措施及配置位置F%避雷器D%变压器静电屏蔽层C%静电感应过电压抑制电容RC；％阀侧浪涌过电压抑制用RC电路RC-%阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路RV%压敏电阻过电压抑制器RC3%阀器件换相过电压抑制用RC电路RCD判阀器件关断过电压抑制用RCD电路(1)交流侧过电压保护可采用阻容保护或压敏电阻保护。
a.阻容保护(即在变压器二次侧并联电阻R和电容C进行保护)单相阻容保护的计算公式如下：C≥6∗i0%∗SU22(μF)R≥2.3∗U22S∗uK96i0(Ω)S：变压器每相平均计算容量(VA)；U2:变压器副边相电压有效值(V)；i0%;变压器激磁电流百分值；U%：变压器的短路电压百分值。
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Vol.12No.9Sep.2010
第12卷第9期
2010年9月
姨U 2sin (wt )，那么电压
过零时，整流二极管VD3、VD4将自然导通。
而
当u 2在正半周时，在α触发VT1，u 2经VT1和VD4
向负载供电。
此后，u 2过零进入负半周时，因电感的作用使电流继续，VT1继续导通，但此时因a 点电位低于b 点电位，电流经VT1和VD3续流，
u d =0。
当u 2在负半周时，α处触发VT2，VT1两端
因承受反向电压而关断，u 2经VT2和VD3向负载供电。
u 2过零变正时，VD4导通，VD3关断。
u d 电流经
VT2和VD4续流，又为零。
2Matlab 仿真模型的建立
图2所示是单相桥式半控整流的simulink 仿真
模型。
利用Matlab 软件中simulink 工具可对电路进行仿真，仿真时，负载为阻感负载，取电阻R =1
Ω，电感L=3H ，频率f =50Hz ，电容C =1nF 。
在
WL>>R 条件下对电路进行仿真。
为使两晶闸管能
够正常工作，需在晶闸管上加触发脉冲，触发脉冲周期为0.02s ，触发角α＝90°，故触发脉冲1的延迟时间为0.005s ，触发脉冲2的延迟时间为
0.015s ，占空比都是50%。
收稿日期：2010-04-01
基于Matlab 的单相桥式半控
整流电路研究
秦怡，曹雪祥，袁小平
(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏
徐州
221008)
摘
要：以单相桥式半控整流电路为例，用数学分析的方法对单相桥式电路的输出输入波形
特性进行了重点研究。
同时借助于Matlab/simulink 仿真软件检验了文中理论分析的正确性。
关键字：单相桥式；整流电路；Matlab/simulink
图2单相桥式半控整流simulink 仿真模型
3负载端电流电压特性
负载端由于WL>>R ，电流i d 的波动应是很小
且连续的，故理论上应是一条直线。
当u 2在正半周时，在α＝90°时将触发VT1、VT1导通，对负载进行电能的输出；而当u 2在负半周时，触发VT2和VT2导通，并对负载进行电能的输出；此时负载端电压为u 2=2姨U 2sin (wt )，其中k π+π/2≤
wt ≤k π+π(k =0,1,2,…)；负载端电压电流的仿真波
形如图3所示。
3.1
二次侧电流特性
设通过二次侧后负边、晶闸管VT1和整流二极管VD3的电流分别为i a 、i 1和i 3，且根据基尔霍夫电流定律得：i a +i 3=i 1，则i a =i 1-i 3，而晶闸管VT1的导通区间为：2k π+π/2≤wt ≤2k π+π(k =0,1,2,…)；因此，i 1只在上述区间内有值，电流幅值与负载端电流幅值相等。
在单相半控桥式电路中，通过晶闸管VT2的电流必然滞后于晶闸管VT1的电流，且滞后角为180°，因此，对于晶闸管VT2的电流波形，只需将i 1向右移180°就可以得到。
这样，晶闸管VT2的导通且有电流流过的区间为：
2k π+3π/2≤wt ≤(2k π+1)π(k =0,1,2,…)，而由于
整流二极管VD3与晶闸管VT2在同一桥臂上，因此，电流波形与晶闸管VT2的波形一样，其能够导通且有电流的区间也是：2k π+3π/2≤wt ≤
(2k π+1)π(k =0,1,2,…)。
此时，二次侧的电流波
形只需将通过晶闸管VT1的电流波形i 1和整流二极管VD3的电流波形的取反-i 3相叠加即可。
通过
Matlab/simulink 仿真软件得到的仿真结果如图4所
示，从图4中可以明显地看出，i a 、i 1和i 3在波形上的关系，这与前面的数学推理相符合。
3.2
单桥臂上的电压特性
若以晶闸管VT1和整流二极管VD3所构成的
单桥臂和负载端为研究对象。
那么，晶闸管VT1两端的电压曲线是由四部分组成的，即自身未导通阶段、自身导通阶段、续流二极管VDR 导通阶段和晶闸管VT2导通阶段。
这四者的周期都是π/
2，这四段的波形构成了晶闸管VT1两端的电压曲
线，然后通过分析，即可得出其分段函数为：
其中k =0,1,2…，由此仿真可得出晶闸管VT1两端的电压波形如图5所示。
根据基尔霍夫电压定律，对有晶闸管VT1、整流二极管VD3和阻感负载组成的回路进行数学分析可得：u VT1+u VD3+u d =0，即：u VD3=-u VT1-u d ，其中：u VT1、u VD3、u d 分别是晶闸管VT1、整流二极管
VD3和阻感负载两端的电压。
从
u VT1=
2姨U 2sin(wt )2k π≤wt ≤2k π+π/2自身未导通阶段02k π+π/2≤wt ≤2k π+π自身导通阶段
2k π+π≤wt ＜2k π+3π/2
续流二极管VDR 导通阶段2姨U 2sin(wt )2k π+3π/2≤wt ＜(2k +2)π
晶闸管VT2导通阶≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤
≤
≤≤≤≤≤
段
图
4
二次侧负边、晶闸管VT1和
整流二极管VD3的电流波形
(下转第68页)
图6整流二极管VD3的电压仿真波形
参考文献[1]彭涛.DKL/LCU 通用测试台的设计[J].机车电传动,2005,
(6):51-53.[2]张有松，朱龙驹.韶山4型电力机车[M].北京：中国铁道出版社,1988.
[3]
王树森.SS4G 机车逻辑控制单元检测装置的研制[J].铁道机车车辆,2007,(3):49-50
(上接第64页)。