单相桥式全控整流电路带阻感负载的工作情况仿真

单相桥式全控整流电路带阻感负载的工作情况仿真

-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

宁波理工学院

题目单相桥式全控整流电路（带阻感负载）专业班级自动化091

姓名汤涛王赛王航波黄贤谷

分院信息分院

一、实验原理

单相桥式全控整流电路原理图如下：（带阻感负载的工作情况）

图1：单相桥式全控整流电路原理图

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→T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。

3）在U2负半波的（π~π+α）区间：

当ωt=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。

4）在U2负半波的ωt=π+α时刻及以后：

在ωt=π+α处触发晶闸管VT2、VT3使其导通，电流沿b→VT3→L→R →VT2→a→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（U d =- U2）和电流。此时电源电压反向加到VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。

二、特性

电路如上图所示。为便于讨论，假设电路已工作于稳态，

I d的平均值不变。在U2的正半周期，触发角α处给晶闸管VT1和

VT4加触发脉冲使其开通，U d = U2。负载中有电感存在使负载电流不能突变，电感对负载电流起平波作用，假设负载电感很大，负载电流I d连续且波形近似为一水平线。U2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍有流过电流Id，并不关断。至ωt=π+α时刻，给VT2和VT3加触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。VT2和VT3导通后，U2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，此过程成为换相，亦称换流。至下一周期重复上述过程，如此循环下去，U d的平均值为：

U d=0.9U2cosα

当α=0时，U d0=0.9U2；α=90°时，U d=0.晶闸管移相范围为0°-90°单相桥式全控整流电路带负载时，晶闸管承受的最大正反

向电压均为√2U2.晶闸管导通角θ与α无关，均为180°，平均值和有效值分别为：I dvt=0.5I d和I vt=0.707I d。

三、仿真

下图是我们用multisim仿真时的原理图

图2：单相桥式全控整流电路带阻感负载的电路仿真波形图分别代表晶体管VT上的电压、电阻加电感上的电压。

以下是参数（设取触发脚为0°时的参数，如果要求其他角度的波形，可通过调节触发源的延时时间，其中两个触发源的时间差为10秒，计算公式为t=αT/360°）

这是晶体管参数

这是负载（电感和电阻）参数

这是交流电源参数

这是触发源1和2的参数

这是示波器的参数

下列波形分别是延迟角α为0°、15°、30°、60°75°时的波形变化。（1）当延迟角α=0°时，波形图如图3所示：

图3：延迟角α=0°时的波形图

（2）当延迟角α=15°时，波形图如图4所示：

图4：延迟角α=15°时的波形（3）当延迟角α=30°时，波形图如图5所示：

图5：延迟角α=30°时的波形

（4）当延迟角α=45°时，波形图如图6所示：

图6：延迟角α=45°时的波形（5）当延迟角α=60°时，波形图如图7所示：

图7：延迟角α=60°时的波形

（6）当延迟角α=75°时，波形图如图8所示：

图8：延迟角α=75°时的波形

四、实验总结

第一次上交的作业，我们做的是比较简单的斩波电路，后来由于太过简单及态度方面存在很大的问题，我们重新选择了一个电路，这就是今天我们做的单相桥式全控整流电路（带阻感负载），在此次设计建模过程中可，我们可以归纳出以下几点：首先，在单项桥式全控整流电路（带阻感负载）中，给晶闸管提供触发脉冲是设计的关键。要给定正确的触发脉冲必须熟悉单项桥式全控整流电路的原理，掌握触发脉冲的过程；其次，建立电路的模型时要特别主要避免原理性错误，对同一个电路，可以建立不同的模型。我们此次实验电路图的设计就是在建立控制电路时，采用了电路原理与模块原理相结合的方法；第三，用

Multisim直接进行仿真时，要反复修改电路中各个模块的参

数。尤其是电感的参数，负载的参数也应反复调试到最佳状态。

从而将输出电压，电流即仿真结果设置在一个示波器上，易于分析和比较，从而达到最佳设计要求，大大简化了设计流程，减轻了设计者的负担，充分体现了Multisim这款软件相对于matlab 的优越性。对比书上的图和我们自己所做的图，我们做的基本上符合要求，

五、参考文献

[1] 作者：王兆安、刘进军《电力电子技术》机械工业出版社， 2009.5

[2] multisim仿真教程