基于MATLAB的三相整流电路仿真研究

华东交通大学理工学院

Institute of Technology.

East China Jiaotong University

课程（论文）

题目基于MATLAB的三相整流电路的设计

分院：电信分院

专业：电气工程及其自动化

班级：12电力1班

学号：20120210470119

学生姓名：李劲

指导教师：李房云

起讫日期：2015年11月29日

摘要

本文设计了运用了MATLAB对三相整流电路的仿真，整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路，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的应用。本文基于三相整流电路的原理，对不同控制角度下的三相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、以及电机调速电路在不同的条件下进行了一定的仿真模拟。

关键词：MATLAB；整流；仿真

Abstract

This article is designed on the three-phase circuit simulation by using the MATLAB,the rectifier circuit is used to convert DC to AC power circuit, for the DC Motor Speed-governing, generator excitation adjustment, electrolysis, electro planting and other fields. This article is based on the principle of three-phase rectifier circuit, under different control angle all three-phase controlled rectifier circuit, rectifier inverter circuit, and motor speed control circuit under the different conditions in a certain simulation .

Keywords:MATLAB; Rectifier; Simulation

目录

摘要.................................................................... I Abstract............................................................................................................错误！未定义书签。目录.. (1)

1 绪论 (2)

1.1 问题的提出 (2)

1.2 研究现状 ..................................................................................................................... - 2 -

2 三相全控整流电路的设计....................................................................... 错误！未定义书签。

2.1 三相全控整流电路的原理 (5)

2.2 三相全控整流电路的建模 ............................................................... 错误！未定义书签。

2.3 仿真波形 (6)

2.4 电路仿真结果分析 (7)

3 三相桥式整流电路的直流电机的仿真 (8)

3.1 触发角的理论分析及平波电抗器设置与仿真对比 (8)

3.1.1触发角的理论分析 (8)

3.1.2平波电抗器的计算 (8)

3.2仿真参数设置及仿真结果 (9)

4 三相桥式半控整流电路分析 (11)

4.1当α为不同值时电路输出电压ud的波形特点 (11)

4.2计算三相桥式半控整流电路（电阻性负载）输出平均电压Ud (11)

4.3 电路仿真 (12)

4.3.1运行Simulink (12)

4.3.2模型仿真及结果 (13)

总结 (16)

参考文献 (17)

1 绪论

1.1 问题的提出

电力电子技术是电气工程及其他相关专业的重要专业基础课．该课程通过分析各类电力电子器件的导通、关断情况来理解整流、逆变、调压等典型电路的工作原理，是一门实践性很强的课程。

整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要的也是应用的最为广泛的电路，不仅应用于一般工业，也广泛的应用于交流运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义。通过查阅可控整流电路控制、驱动等相关资料，对相关主电路和驱动电路的分析研究，可以对电力电子器件的应用、驱动和保护有一个更深刻的认识，同时为今后的学习和工作打下良好的基础。

整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。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。

计算机仿真是通过对被研究的对象建立数学模型来进行仿真研究的。随着计算技术的日趋发展和完善，无论描述研究对象的数学模型多么复杂庞大，只要其具有正确性，则仿真结果总是安全可靠的，这是诸如实物试验等其它的研究方法所无法比拟的。一般来说，仿真时首先建立应用系统的仿真模型，然后即可利用计算机去求解，故而其具有简单、快捷、经济等特点。另外，仿真资源还具有可重复利用的巨大优势，在针对不同的系统进行仿真时，有时甚至只需更改个别参数或个别环节。因而计算机仿真技术如今已广泛应用于各个领域。鉴于计算机仿真技术在科研实践中具有如此巨大的优越性，把该项技术引入到三相桥式整流电路中，不仅有利于简化研制过程、优化系统参数、缩短研制周期，还有利于降低设计者的劳动强度，因而具有重大的实践意义。

MATLAB,是由Mathworks公司推出,其中的Power System Blockset(PSB)含有在一定使用条件下的元件模型,包括电力系统网络元件、电机、电力电子器件、控制和测量环节以及三相元件库等,再借助于其它模块库或工具箱,在Simulink环境下,可以进行电力系统的仿真计算,可以实现复杂的控制方法仿真,同时可以观察仿真的执行过程。仿真结果在仿真结束时利用变量存储在MATLAB的工作空间中。

在电气工程类专业教学中应用Matlab仿真软件是非常有必要的，通过Matlab/Simulink更能系统地让学生掌握控制系统设计思想的演化过程以及电气工程学科专业知识，从而提高学生分析和解决实际问题的能力，进一步培养学生的科研能力。

1.2 研究现状

MATLAB是一种集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络、图像处理等于一体的高级语言，为广大科技工作者提供了一个简便、实用的工具。MATLAB提供的SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。SIMULINK为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，在SIMULINK环境下，利用鼠标就可以在模型窗口中直观地“画”