三相桥式全控整流电路的设计与仿真
三相桥式全控整流电路matlab仿真总结
三相桥式全控整流电路matlab仿真总结三相桥式全控整流电路是一种常用于工业领域的电力电子装置，它可实现对高压交流电进行整流，将其转化为直流电供给负载。
在本文中，我们将使用MATLAB 软件进行仿真分析，并一步一步解答相关问题。
【第一步：建立电路模型】首先，我们需要建立三相桥式全控整流电路的模型。
在MATLAB中，我们可以使用Simulink来进行电路建模。
打开Simulink界面，选择建立一个新的模型文件。
然后，选择信号源模块，设置输入电压的参数，例如频率、幅值等。
接下来，选择桥式全控整流电路模块，设置电路的参数，如电阻、电感、电容等。
最后，建立一个输出信号的示波器，以便观察电路中各节点的电压和电流波形。
【第二步：参数设置】在进行仿真前，我们需要设置电路的参数。
在三相桥式全控整流电路中，常见的参数有：输入电压的频率和幅值、电压和电流传感器的增益、电阻和电容的数值等。
根据实际需求，选择合适的数值进行设置。
【第三步：电路仿真】设置好电路的参数后，我们可以开始进行仿真分析了。
在Simulink界面，点击“运行”按钮，MATLAB将根据设置的参数自动进行仿真计算，得到电路中各节点的电压和电流波形。
同时，仿真过程中，Simulink还会显示实时的仿真结果，以便我们观察电路的动态特性。
【第四步：结果分析】得到仿真结果后，我们可以进行结果分析。
首先，观察电路中各节点的电压波形，了解电路的工作状态和稳定性。
然后，计算电路中的电流波形，分析电路的功率损耗和能效等指标。
最后，将仿真结果与实际应用需求进行对比，评估电路的性能和可靠性。
【第五步：参数优化】在分析结果的基础上，我们可以对电路的参数进行优化。
通过调节电路的电阻、电容等参数，以达到更好的性能指标。
在MATLAB中，我们可以使用优化算法进行参数优化，例如粒子群算法、遗传算法等。
经过优化后，再次进行仿真验证，评估优化效果。
综上所述，通过MATLAB软件进行仿真分析，可以快速、准确地评估三相桥式全控整流电路的性能指标。
三相桥式全控整流电路仿真..
三相桥式全控整流电路仿真专业：班级：姓名：学号：指导教师：摘要：三相桥式全控整流电路在现代电力电子技术中具有非常重要的作用。
本文在研究全控整流电路理论基础上,采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立三相桥式全控整流电路的仿真模型,对三相电源电压、电流以及负载特性进行了动态仿真与研究，并且对三相电源电流以及负载电流、电压进行FFT分析。
仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子技术课程实验提供了一种较好的辅助工具。
关键词:Matlab；整流电路；动态仿真；建模三相桥式全控整流电路分析（电阻负载）1 主电路结构及工作原理1.1 原理图u d4622图1 三相桥式全控整流电路原理图（电阻负载）1.2工作原理三相桥式全控整流电路原理图如图1所示。
三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的,它由三相半波共阴极接法(VT1,VT3,VT5)和三相半波共阳极接法(VT4,VT6,VT2)的串联组合。
其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通,构成电流通路,因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通,必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲,所以触发脉冲的宽度应大于π/3的宽脉冲。
宽脉冲触发要求触发功率大,易使脉冲变压器饱和,所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲;每隔π/3换相一次,换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行,但只在同一组别中换相。
接线图中晶闸管的编号方法使每个周期6个管子的组合导通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6;共阴极组VT1,VT3,VT5的脉冲依次相差2π/3;同一相的上下两个桥臂,即VT1和VT4,VT3和VT6,VT5和VT2的脉冲相差π,给分析带来了方便;当α=0°时,输出电压Ud一周期的波形是6个线电压的包络线,所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍,比三相半波电路高1倍,脉动减小,而且每次脉动的波形都一样,故该电路又可称为6脉动整流电路。
三相桥式全控整流电路的设计
引言AC／DC变换电路是能够直接将交流电能转换为直流电能的电路，泛称整流电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
三相桥式全控整流电路与三相半波电路相比，输出整流电压提高一倍，输出电压的脉动较小、变压器利用率高且无直流磁化问题。
由于在整流装置中，三相桥电路晶闸管的最大失控时间只为三相半波电路的一半，故控制快速性较好，因而在大容量负载供电、电力拖动控制系统等方面获得广泛的应用。
1 三相桥式全控整流电路的概述1.1 三相桥式全控整流电路的原理图图1-1三相桥式全控整流电路的原理图习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、 VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。
此外，习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。
从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。
1.2 工作原理和波形分析整流电路的负载为纯电阻负载。
假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角α=0o时的情况。
图1-2三相桥式全控整流电路电阻负载α=0o时波形对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通；对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通；任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个SCR 处于导通状态。
其余的SCR均处于关断状态。
三相桥式全控整流电路的设计与仿真
三相桥式全控整流电路的设计与仿真目录第一章绪论 (2)1.1 设计目的 (2)1.2 设计意义 (2)第二章设计总体思路 (3)2.1设计要求 (3)（1）设计指标 (3)2.2设计思路 (3)2.3基本原理 (4)2.4基本框图 (5)第三章单元电路设计 (5)3.1 主电路 (5)3.2 触发电路 (7)3.3 保护电路 (11)第四章电路分析与仿真 (14)4.1三相桥式全控整流电路 Matlab仿真电路图（阻感负载） (14)仿真电路图 (14)阻感负载仿真图 (15)总结 (19)附录 (20)1、主电路图 (20)2、触发电路图 (21)3、总电路图 (22)参考文献 (24)1第一章绪论1.1设计目的1、通过对三相桥式电路的设计,掌握整流电路的工作原理,提高我们的运用科学理论知识能力、工程实践能力2、通过系统建模和仿真，掌握和运用MATLAB/SIMULINK工具分析系统的基本方法。
1.2设计意义电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）和高效利用能源均至关重要。
我国目前仍旧是一个发展中的国家，尚处于前工业化阶段，传统产业仍然是我国国民经济的主力军，因此在近期或在较长一段时期内，传统产业的改造和发展将在很大程度上决定着我国经济的发展。
而电力、机械、冶金、石油、化工、交通运输是传统产业的重要支柱，这些产业技术水平的高低直接关系到我国工业基础的强弱。
毫无疑问，电力电子技术是提高这些产业技术水平的重要手段，它是对我国传统产业实现技术改造、建立自动化工业体系的关键应用技术。
下面就电力电子技术在国民经济各部门的应用进行简要讨论。
概括起来说，电力电子技术主要应用于电机调速传动、工业供电电源、电力输配电和照明四大方面。
自20世纪50年代末开始，电力电子技术在应用需求的推动下迅速发展成一门崭新的技术。
可以预见，在21世纪，电力电子技术2在现代化社会的建设中的应用将起着重要作用并得到飞跃性的发展。
三相桥式全控整流电路的设计与仿真
第一章绪言1.1设计背景目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或相控整流电路。
这类整流电路结构简单，控制技术成熟，但交流侧输入功率因数低，并向电网注入大量的谐波电流。
据估计，在发达国家有60%的电能经过变换后才使用，而这个数字在本世纪初达到95%。
电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。
据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。
电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。
可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。
而电能的传输中，直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。
通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。
大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。
在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。
因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
近年发展起来的柔性交流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。
随着社会生产和科学技术的发展，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。
常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。
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，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。
三相全控桥式整流电路的仿真设计毕业设计说明书
毕业设计说明书系(专业): 电气工程及其自动化专业题目: 三相全控桥式整流电路的仿真设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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电力电子三相桥式全控整流电路的设计
电力电子三相桥式全控整流电路的设计一、设计原理三相桥式全控整流电路由六个可控硅器件组成，分别连接在电源的三个相线和负载之间。
通过对六个可控硅器件的控制，可以实现对电源电压的全波整流，并将交流电转换为直流电供给负载。
由于可控硅器件具有可控导通和关断的特性，因此可以实现对整流电路的控制。
二、工作方式三相桥式全控整流电路的工作方式主要分为两个阶段：正半周期和负半周期。
在正半周期中，当Uab > Ubc > Uca时，可控硅器件S1和S2导通，S3和S4关断，S5和S6的导通与关断由控制信号决定。
在负半周期中，当Uab < Ubc < Uca时，可控硅器件S1和S2关断，S3和S4导通，S5和S6的导通与关断由控制信号决定。
通过不断调整控制信号，可以实现对整流电路的输出电压的控制。
三、电路参数计算1.电源电压：根据实际应用需求，确定电源电压的额定值，通常为220V或380V。
2.负载电流：根据负载的功率需求和额定电压，计算负载电流的额定值。
3.可控硅器件参数：选取合适的可控硅器件，根据其额定电流和额定电压，确定器件的参数。
4.电感参数：根据负载电流的频率和电感的自感系数，计算电感的参数。
5.电容参数：根据负载电流的频率和电容的容量，计算电容的参数。
四、性能指标1.效率：计算整流电路的输入功率和输出功率的比值，即效率。
2.谐波失真：通过谐波分析，计算整流电路输出电压的谐波含量，衡量电路输出电压的质量。
3.稳定性：通过控制信号的调整，使得整流电路输出电压的波动尽可能小，保证电路的稳定性。
4.抗干扰能力：通过合理的电路设计和控制策略，提高电路的抗干扰能力，减少外部干扰对电路的影响。
五、总结三相桥式全控整流电路是一种常见的电能变换电路，广泛应用于工业和电力系统中。
本文详细介绍了该电路的设计原理、工作方式、电路参数计算以及相关的性能指标。
在实际应用中，需要根据具体的需求和要求进行电路设计，并通过实验和测试来验证电路的性能。
三相桥式全控整流电路设计
三相桥式全控整流电路设计简介三相桥式全控整流电路是一种常用的交流电到直流电转换的电路，可以实现对交流电进行全波整流和调节输出直流电压的功能。
该电路由四个可控硅器件组成，通过适当的触发角控制，可以实现对整流电压的精确控制。
本文将详细介绍三相桥式全控整流电路的设计原理、工作原理、关键参数计算以及注意事项等内容。
设计原理三相桥式全控整流电路的设计基于桥式整流电路和可控硅器件。
在正半周，D1和D3导通，D2和D4截止；在负半周，D2和D4导通，D1和D3截止。
通过适当的触发角控制可控硅器件的导通时间，可以实现对输出直流电压的调节。
工作原理三相桥式全控整流电路的工作过程如下：1.当输入交流电源正半周时，S1和S3导通，S2和S4截止。
此时，在负载上产生正向直流输出。
2.当输入交流电源负半周时，S2和S4导通，S1和S3截止。
此时，在负载上产生反向直流输出。
通过调节可控硅器件的触发角，可以控制整流电路的导通时间，从而控制输出直流电压的大小。
关键参数计算在设计三相桥式全控整流电路时，需要计算以下关键参数：1.输入电压：根据实际应用需求和输入交流电源的特性确定。
2.输出电压：根据实际应用需求确定。
3.负载电阻：根据实际应用需求确定。
4.可控硅器件的触发角：根据输出直流电压的调节范围和所使用的可控硅器件的特性确定。
注意事项在设计和使用三相桥式全控整流电路时，需要注意以下事项：1.选择适当的可控硅器件：根据实际应用需求选择合适的可控硅器件，考虑其额定电流、额定电压、触发特性等参数。
2.进行散热设计：由于可控硅器件在工作过程中会产生较大的热量，因此需要进行散热设计，确保可控硅器件能够正常工作。
3.控制触发角度：通过控制可控硅器件的触发角度，可以实现对输出直流电压的精确控制。
需要合理选择触发角度，并进行相应的控制。
4.注意电路保护：在电路设计中，应考虑电路的过流保护、过压保护等功能，以确保电路的安全稳定运行。
结论三相桥式全控整流电路是一种常用的交流电到直流电转换电路，可以实现对交流电进行全波整流和调节输出直流电压的功能。
三相桥式全控整流电路地设计与仿真
三相桥式全控整流电路的设计与仿真一．设计要求1）完成三相桥式全控整流电路的设计、仿真；2）设计要求：输入AC3*110V，50Hz，输出电流连续，阻感负载，要求输出直流电压60V~200V，计算其主开关器件所承受的最大正反向电压，器件的额定电流，并建立合适的仿真模型，对主电路进行仿真。
然后根据三相桥式整流电路的驱动控制要求，设计其控制电路，产生符合电路驱动所要求的触发波形。
二．题目分析三相全控整流电路的整流负载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整流电路。
它是由半波整流电路发展而来的。
由一组共阴极的三相半波可控整流电路（共阴极组晶闸管依次编号T1.T3.T5）和一组共阳极接法的晶闸管（依次编号T4.T6.T2）串联而成。
六个晶闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管的触发角时，相应的输出电压平均值也会改变，从而得到不同的输出。
根据要求的输入电压值与输出的电压围，计算出晶闸管承受的最大正、反向电压值。
然后根据三相桥式整流电路的驱动控制要求，设计其控制电路，产生符合电路驱动所要求的触发波形。
再用Multisim软件进行仿真，调试，得到仿真图形。
1．主电路图原理图图一主电路原理图2.三相桥式全控整流电路的特点及其要求：一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。
一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。
①两管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各一个，且不能为同一相器件。
②对触发脉冲的要求：a.按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60︒。
b.共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120︒，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120︒。
c.同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180︒。
U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。
三相桥式全控整流电路仿真
三相桥式全控整流电路仿真三相桥式全控整流电路是应用最广泛的整流电路，完整的三相桥式全控整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成(见图1-1）。
6个晶闸管依次相隔600触发，将电源交流电整流为直流电。
三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，以保证在每一瞬时都有两个晶闸管同时导通(上桥臂和下桥臂各一个)，整流变压器采用三角形/星形联结。
图1整流电路原理图三相桥式整流电路的仿真使用simpowersystems模型库中的三相桥和触发器的集成模块，用它们组成的三相桥式整流电路的仿真模型如图2所示。
在有的模型库中6-pulsethyristorbridge模块仍使用信号端，这时需要用psbupdate函数转换为电路端口6-pulsethyristorbridge模型没有测量端，需要时可打开其子电路，引出晶闸管的测量端口，模型中用多路测量multimeter观察变压器和负载的电压电流波形，并且用rms模块计算整流变压器二次电压的有效值，meanvalue模块计算整流器输出电压和电流的平均值，用powergui模块进行谐波分析。
图2三相桥式整流电路仿真模型仿真模型中整流器工作中保证触发脉冲与主电路同步很重要，仿真使用的六脉冲发生器是在同步电压过零时作为控制角??00的位置，因此在整流变压器采用△/丫-11联结时，同步变压器也可以采用△/丫-l1联结，同步信号的连接如图2所示。
在同步信号关系难于确定时，可以利用仿真的优点，将三相同步电压信号以不同的顺序连接到六脉冲发生器的ab、bc、ca三个同步输入端，然后运行该模，观察整流器输出电压波形，如果电压波形在一周期中6个波头连续规则，则该整流器的同步是正确的。
负载和控制角可以按需要设定。
三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，整流变压器输出电压为100V（相电压）。
观察整流器在不同负载和不同控制角度下的输出电压和电流波形，测量其平均值，观察整流器的电流波形，分析其主要谐波。
三相全控桥式整流电路的建模与仿真
学号控制系统仿真大作业三相全控桥式整流电路的建模与仿真绪论 (1)三相全控桥式整流电路的建模和仿真 (2)三相全控桥式整流电路工作特点 (2)实验步骤 (3)（1）设计电路图 (3)（2）仿真和输出 (6)结论 (10)参考文献 (11)绪论（1）MATLAB基础概述MATLAB是由美国MathWorks公司发布的面向科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模与仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中。
可以说，MATLAB的出现，将数值计算和系统仿真技术与应用带入到了一个全新的阶段。
MATLAB软件和工具箱（TOOLBOX）以及Simulink仿真工具，为控制系统的计算与仿真提供了强有力的支持。
（2）Simulink基础知识Simulink是MATLAB软件的扩展，是一个实现动态系统建模和仿真的软件包，它的出现给控制系统分析与设计带来了极大的方便，它有两个主要功能：Simu（仿真）和Link(连接)，即该软件可以利用鼠标在模型窗口搭建出所需要的控制系统模型，然后对系统进行方针和分析。
Simulink与MATLAB语言的主要区别在于：它与用户交换接口是基于Windows的模型化图形输入的，从而使用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建而非语言的编程上。
所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些按功能分类的基本系统模块，用户只需要知道这些模块的输入、输出及模块的功能，而不必知道模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们按要求连接起来就可以构成所需的系统模型（保存为.mdl文件），进而进行仿真和分析。
（3）系统建模和分析本次利用MATLAB/Simulink对三相全控桥式整流电路进行建模和分析。
三相全控桥式整流电路的建模和仿真三相全控桥式整流电路工作特点三相全控桥式整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的，它可以看做是三相半波共阴极接法（VT1，VT3，VT5）和三相半波共阳极接法（VT4，VT6，VT2）的串联组合，如图2-1所示。
三相桥式全控整流电路的仿真与应用
： Ｉ 二 －ｌ
二ｌ＿¨ｌ¨＿ ……－·· ·…－ ……
… … ……
： 二 ｉ ≥≥ ……· … …· ……－
二 斡： …二 三三三： 三三：： 三三三： 三三三： ：塞三： 三三三 三三三 三三三：除三三三 兰三
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ｉ
ｉ
９．５５
９．６５
９．７０
数 字 频 率／ｒａｄ
图 １是三 相桥 式 全控 整 流 电路 的原 理 图 ，电 路包 括共 阴极 组 、共 阳极 组 、负 载 和 变压 器 ，共 有 ６个 晶闸管 工作 ，它们 均 为 半 控器 件 ，需 要 设 计 触 发 电路才 能 导 通 ，其 中与共 阴极 组 和 阴极 相 连 的 命名 为 ＶＴ 、ＶＥ 、ＶＴ ，与 共 阳极 组 和 阳极 相 连 的 命 名为 ＶＴ：、ＶＴ 、Ｖ１ｒ６ ～ 。电路 在工 作 状态 下共 阴极 组 和 共 阳 极 组 各 有 一 个 晶 闸 管 处 于 导 通 状 态 ，晶 闸管 脉 冲按 ＶＴ －ＶＴ：一ＶＴ３一ＶＴ －ＶＴ 一ＶＴ 一ＶＴ 的顺 序依 次 导 通 ，相 位 依 次 相 差 ６０。。共 阴极 组 ＶＴｌ、ＶＴ３、ＶＴ５以 及 共 阳极 组 ＶＴ 、ＶＴ４、ＶＴ６的 脉 冲依 次 相 差 １２０。。同 一 相 的 上 下 两 个 桥 臂 ，即 ＶＴ 与 ＶＴ ，ＶＴ２与 ＶＬ ，Ｖ１ｒ３与 ＶＴ 的脉 冲 相 差
效 控 制 。
关 键 词 三 相 桥 式 全控 整 流 电路 电路 分 析 电动 挖 掘 机 整 流控 制 电路
中 图 分 类 号 ＴＨ８９；ＴＭ７４３
文 献 标 识 码 Ａ
文 章 编 号 １０００—３９３２（２０１８）０３—０２１２￣５
整流 电路 的作 用是 将交 流 电能 转换 为直 流 电 能并 供给 直流 用 电设 备 … 。 目前 常见 的 整流 电路 主要 由滤 波器 、变 压器 等 电子元 件组 成 ，在发 电机 励磁 和 电镀 电解 、电 动 机 的调 速 等 领 域 都 有 广泛 应用 “ 。笔 者首 先 分析 三相 桥式 全 控 整流 电路 的工 作原 理 ，并 在 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环 境 下 进 行 建 模 和仿真 ，在 理论 和仿 真分 析 的指导 下 ，对 电动挖 掘机 的发 电机组 进 行 技 术 改 造 ，将 三 相 桥 式 全 控 整 流技术 应用 到发 电机供 电系 统 中。 １ 工 作 原 理
三相桥式全控整流电路仿真
题目：三相桥式全控整流电路仿真利用simpowersystems 建立三相全控整流桥的仿真模型。
输入三相电压源，线电压380V ，50Hz ，内阻0.001欧姆。
使用“Universal Bridge ”模块。
1、 带电阻负载的仿真。
负载为电阻1欧姆。
仿真时间0.2s 。
改变触发角alpha ，观察并记录alpha=30 90 120 度时Ud 、U vt1、Id 的波形。
并画出电路的移相特性 Ud=f(alpha)。
(1)alpha=30Utv1(2)alpha=90度(3)alpha=120度IdUd=f(alpha)2、带阻感负载的仿真。
R=1欧姆，L=10mH ，仿真时间0.2s 。
改变触发角alpha ，观察并记录alpha=30 60 90 度时Ud,U vt1,Id 的波形。
并画出电路的移相特性 Ud=f(alpha)。
(1) alpha=30度(2) alpha=60度(3) alpha=90度Ud=f(alpha)。
3、带阻感负载，R=1欧姆，L=10mH，仿真时间0.2s。
当触发角为30度时，从第六个周期开始移去A相上管的触发脉冲，观察并记录移去触发脉冲后Ud,Uvt,Id的波形。
并分析故障现象。
仿真图：分析故障现象：从第六个周期开始移去A相上管的触发脉冲后，晶闸管VT1因为没有触发信号不能导通，Uab、Uac变得不正常，所以输出Ud每6个波就有2个波形不对。
Uvt1去除脉冲之后由于不能导通，Uvt1=Ud+Ua.输出电流Id由于电压的波动变大且一个管子不能导通，电流变小，纹波变大。
三相桥式全控整流电路的设计与仿真
本科课程设计专用封面设计题目：三相桥式全控整流电路的设计与仿真 所修课程名称： 电力电子技术课程设计 修课程时刻： 2012 年 06 月 17 日至 6 月 23 日完成设计日期： 2012 年 06 月 23 日 评阅成绩： 评阅意见：__________………………………………（密）………………………………（封）………………………………（线）………………………………评阅教师签名：年月日三相桥式全控整流电路的设计与仿真一．设计要求1）完成三相桥式全控整流电路的设计与仿真；2）设计要求：输入：AC100V，50Hz；输出：100V，5A二．题目分析（1）电路组成：该电路为三相桥上全控整流电路，由变压器、六个晶闸管、电感和电阻组成。
（2）电路原理图：图1三相桥式全控整流电路的原理图（3）工作原理：将其中阴极连接在一路的3个晶闸管（VT一、VT3、 VT5）称为共阴极组；阳极连接在一路的3个晶闸管（VT4、VT六、VT2）称为共阳极组。
另外，适应上希望晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管别离为VT一、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管别离为VT4、VT六、VT2。
从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6，且相位依次相差120º。
整流输出电压Ud一周期脉动六次，每次脉动的波形都一样。
电阻负载id波形与Ud波形形状一致。
而阻感负载时，当α＞60o时，阻感负载时的工作情形与电阻负载时不同。
电阻负载时，Ud波形不会出现负的部份，而阻感负载时，由于电感L的作用，Ud波形会出现负的部份，若电感L足够大，Ud中正负面积将大体相等，Ud平均值近似为零。
这表明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为0°~90°。
在以上分析中已经说明，整流输出电压Ud 的波形在一周期内脉动六次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一个脉动进行计算即可。
三相桥式全控整流电路的设计与仿真
三相桥式全控整流电路的设计与仿真一•设计要求1）完成三相桥式全控整流电路的设计、仿真；2）设计要求：输入AC3*110V，50Hz，输出电流连续，阻感负载，要求输出直流电压60V~200V，计算其主开关器件所承受的最大正反向电压，器件的额定电流，并建立合适的仿真模型，对主电路进行仿真。
然后根据三相桥式整流电路的驱动控制要求，设计其控制电路，产生符合电路驱动所要求的触发波形。
二•题目分析三相全控整流电路的整流负载容量较大，输出直流电压脉动较小，是目前应用最为广泛的整流电路。
它是由半波整流电路发展而来的。
由一组共阴极的三相半波可控整流电路（共阴极组晶闸管依次编号T1.T3.T5 ）和一组共阳极接法的晶闸管（依次编号T4.T6.T2 ）串联而成。
六个晶闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管的触发角时，相应的输出电压平均值也会改变，从而得到不同的输出。
根据要求的输入电压值与输出的电压范围，计算出晶闸管承受的最大正、反向电压值。
然后根据三相桥式整流电路的驱动控制要求，设计其控制电路，产生符合电路驱动所要求的触发波形。
再用Multisim 软件进行仿真，调试，得到仿真图形。
1 .主电路图原理图t图一主电路原理图2.三相桥式全控整流电路的特点及其要求：一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。
一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。
①两管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各一个，且不能为同一相器件。
②对触发脉冲的要求：a.按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序，相位依次差60。
b.共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120。
c.同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180。
③U d —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。
三相桥式全控整流电路仿真建模分析
三相桥式全控整流电路仿真建模分析一、三相桥式全控整流电路（电阻性负载）工作原理1.电路的结构与1.1电路结构[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//6GE%5BHDCV FE7KB9SMYR%5B338.jpg?forcedownload=1|alt]]1.2 工作原理在wt1~wt2区间：u相电压最高，VT1被触发导通，v相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uu-Uv=Uuv。
在wt2~wt3区间：u相电压最高，VT1被触发导通，w相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uu-Uw=Uuw。
在wt3~wt4区间：v相电压最高，VT3被触发导通，w相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uv-Uw=Uvw。
在wt4~wt5区间：v相电压最高，VT3被触发导通，u相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uv-Uu=Uvu。
在wt5~wt6区间：w相电压最高，VT5被触发导通，u相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uw-Uu=Uwu。
在wt6~wt7区间：w相电压最高，VT5被触发导通，v相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压ud=Uw-Uv=Uwv。
1.3基本数量关系a.输出电压平均值当α<=60度时，Ud=1.35*U21*cosα当α>60度时，Ud=2.34*U2*【1+cos(π/3+α）】2.建模模型建立如下图[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//%7B%24311XP MD%28%401%7DE1I6F3M0%295.jpg?forcedownload=1|alt]]2.1模型参数设置a.交流电源参数电源1[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//dianyuan1.jpg?f orcedownload=1|alt]]电源2[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//2.jpg?forcedown load=1|alt]]电源3[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//3.jpg?forcedown load=1|alt]]b.同步脉冲信号发生器参数触发器1[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//a.jpg?forcedown load=1|alt]]触发器2[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//b.jpg?forcedown load=1|alt]]触发器3[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//c.jpg?forcedown load=1|alt]]触发器4[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//d.jpg?forcedown load=1|alt]]触发器5[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//e.jpg?forcedown load=1|alt]]触发器6[[image:http://10.2.3.67/moodle/pluginfile.php/4106/mod_wiki/attachments/150//f.jpg?forcedown load=1|alt]]c.示波器参数示波器五个通道信号依次是：①电源电压Vabc；②负载两端电压Ud；③通过晶闸管VT1电压UT1；④通过晶闸管VT1电流IT1；⑤通过负载电流Id。
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第一章绪言1.1设计背景目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或相控整流电路。
这类整流电路结构简单，控制技术成熟，但交流侧输入功率因数低，并向电网注入大量的谐波电流。
据估计，在发达国家有60%的电能经过变换后才使用，而这个数字在本世纪初达到95%。
电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。
据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。
电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。
可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。
而电能的传输中，直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。
通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。
大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。
在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。
因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
近年发展起来的柔性交流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。
随着社会生产和科学技术的发展，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。
常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。
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，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。
本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。
此次课程设计要求设计晶闸管三相桥式可控整流电路，与三相半波整流电路相比，三相桥式整流电路的电源利用率更高，应用更为广泛。
1.2 设计任务《晶闸管三相桥式可控整流电路设计与仿真》一、设计内容及技术要求：计算机仿真具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点，已经广泛应用于电力电子电路（或系统）的分析和设计中。
计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析和设计能力，避免因为解析法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物试制和调试相互补充，最大限度地降低设计成本，缩短系统研制周期。
可以说，电路的计算机仿真技术大大加速了电路的设计和试验过程。
通过本次仿真，学生可以初步认识电力电子计算机仿真的优势，并掌握电力电子计算机仿真的基本方法。
晶闸管三相桥式可控整流电路的电路，参数要求：电网频率 f=50hz电网额定电压 U=380v电网电压波动正负10%阻感负载电压0——250V 连续可调。
2、设计内容（1）制定设计方案；(2)主电路设计及主电路元件选择；(3)驱动电路和保护电路设计及参数计算；器件选择；(4)绘制电路原理图；（5）总体电路原理图及其说明。
3、仿真任务要求（1）熟悉matlab/simulink/power system中的仿真模块用法及功能；（2）根据设计电路搭建仿真模型；（3）设置参数并进行仿真（4）给出不同触发角时对应电压电流的波形；4、设计的总体要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务；（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断；（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理；（4）广泛收集相关技术资料；第二章方案选择论证2.1方案分析单相可控电路与三相可控电路相比，有结构简单，输出脉动大，脉动频率低的特点，其不适于容量要求高的情况，而三相可控整流电路有与之基本相反的特点，对于相当于反电动势负载的电动机来说，它能满足其电流容量较大，电流脉动小且连续不断的要求。
2.2方案选择课设题目中给出的正是要求为220V、20A的直流电动机供电，它的容量为S= kw，属于高容量，所以应选用三相可控整流电路整流。
另外三相桥式整流电压的脉动频率比三相半波高一倍，因而所需平波电抗器的电感量也减小约一半。
三相半波虽具有接线简单的特点，但由于其只采用三个晶闸管，所以晶闸管承受的反向峰值电压较高，并且电流是单方向的，存在直流磁化问题。
基于以上原因，最终我选择三相桥式全控电路为电机整流。
三相可控整流电路的控制量可以很大，输出电压脉动较小，易滤波，控制滞后时间短，因此在工业中几乎都是采用三相可控整流电路。
在电子设备中有时也会遇到功率较大的电源，例如几百瓦甚至超过1—2kw的电源，这时为了提高变压器的利用率，减小波纹系数，也常采用三相整流电路。
另外由于三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含有直流分量，为此在应用中较少。
而采用三相桥式全控整流电路，可以有效的避免直流磁化作用。
虽然三相桥式全控整流电路的晶闸管的数目比三相半波可控整流电路的少，但是三相桥式全控整流电路的输出电流波形便得平直，当电感足够大时，负载电流波形可以近似为一条水平线。
在实际应用中，特别是小功率场合，较多采用单相可控整流电路。
当功率超过4KW时，考虑到三相负载的平衡，因而采用三相桥式全控整流电路。
第三章电路设计3.1 主电路原理分析晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。
编号如图示，晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。
图3-1 主电路原理图其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通，构成电流通路，因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲，所以触发脉冲的宽度应大于π／3的宽脉冲。
宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲；每隔π／3换相一次，换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行，但只在同一组别中换相。
接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6；共阴极组T1，T3，T5的脉冲依次相差2π／3；同一相的上下两个桥臂，即VT1和VT4，VT3和VT6，VT5和VT2的脉冲相差π，给分析带来了方便；当α=O时，输出电压Ud一周期内的波形是6个线电压的包络线。
所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍，比三相半波电路高l倍，脉动减小，而且每次脉动的波形都一样，故该电路又可称为6脉动整流电路。
同理，三相半波整流电路称为3脉动整流电路。
α>0时，Ud的波形出现缺口，随着α角的增大，缺口增大，输出电压平均值降低。
当α=2π／3时，输出电压为零，所以电阻性负载时，α的移相范围是O～2π／3；当O≤α≤π／3时，电流连续，每个晶闸管导通2π／3；当π／3≤α≤2π／3时，电流断续，个晶闸管导通小于2π／3。
23α=π／3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。
第四章仿真分析4．1 建立仿真模型（1）首先建立一个仿真的新文件，命名为EQ。
（2）提取电路与器件模块，组成上述电路的主要元件有三相交流电源，晶闸管、RLC负载等。
表4-1 三相整流电路模型主要元器件（3）将器件建立系统模型图如下根据三相桥式全控整流电路的原理可以利用Simulink内的模块建立仿真模型如图2所示，设置三个交流电压源Va，Vb，Vc相位角依次相差120°，得到整流桥的三相电源。
用6个Thyristor构成整流桥，实现交流电压到直流电压的转换。
6个PULSE generator产生整流桥的触发脉冲，且从上到下分别给1～6号晶闸管触发脉冲。
图4-1 三相桥式全控整流电路仿真模型4．2仿真参数的设置1) 电源参数设置：三相电源的电压峰值为220V×2，可表示为“220*sqrt（2)”，频率为50Hz，相位分别为0、-120°、-240°。
2）三相晶闸管整流器参数设置：使用默认值。
3）6脉冲发生器设置：频率为50Hz，脉冲宽度取1°，取双脉冲触发方式。
4) 触发角设置：可以根据需要将alph设置为30°、60°、90°。
5）采用变步长算法ode23tb(stiff／TR．BDF2)。
6）负载可以根据需要设成纯电阻、纯电感、阻感等，本次仿真中为电阻负载R=10Ω，阻感负载R=10Ω，L=1H 。
4.3 仿真结果及波形分析设置仿真时间0.06s，数值算法采用ode23tb(stiff／TR．BDF2)。
启动仿真，根据三相桥式全控整流电路的原理图，对不同的触发角α会影响输出电压进行仿真。
从以下仿真波形图可知改变不同的控制角，输出电压在发生不同的变化。
1、阻性负载时，仿真结果对波形的变化分析如下：（1）α=30°时Id(a=30°阻性负载)Ud（a=30°阻性负载）图4-3 整流器输入的三相相电压波形将图4-3所示三相电压波形与图4-2所示的整流电压相比较，整流后的电压是直流，一个周期内有六个波头且波形与三相输入电压波形相对应。
证明仿真波形是准确的。
因为是电阻负载，整流后的电压和电流波形相同，但幅值不同。
图4-4 三相电流波形图4-4中各相电流波反映了晶闸管中流过电流的波形，由此波形可以看出，晶闸管一周期中有120°处于通态，240°处于断态，由于负载为电阻，故晶闸管处于通态时的电流波形与相应时段的ud波形相同。
以变压器二次侧a相电流的波形为例，该波形的特点是，在VT1处于通态的120°期间，ia 为正，若ia波形的形状与同时段的ud 波形相同，在VT4处于通态的120°期间，ia波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值。
变压器二次侧b相和c相电流的波形与变压器二次侧a相电流的波形相同，只是相位不同，依次相差120°。
a角的移相范围是120°，如果继续增大至120°，整流输出电压ud波形将全为零，其平均值也为零[5]。
Ivt1（a=30°阻性负载）图4-5 晶闸管VT1的电流（VTi）和电压（VTu）图4-5反映了通过晶闸管的电流及其电压，VT导通时，相当于短路其两端电压为零，有电流通过，VT关断时，电流为零，所受电压最大值为电源电压峰值。