单相全桥控制电路

单相全桥控制电路

单向桥式全控整流电路仿真

元器件名

称

提取元器件路径元器件名称提取元器件路径

交流电压SimPower systems/electrical soyres RLC串联电

路SimPower systems/elements

单相变压

器

SimPower systems/Elements 示波器Simulink/sinks 晶闸管SimPowersystems/powerelectronics 常数模块simulink/source

平均值测量模块SimPowersystems/extra library/

measurments

信号分解simulink/singal

routing

1. 建立仿真模型

根据单相桥式原理建立的仿真模型如图所示：

在simulink 模型库中没有专用的单相桥式整流电路的触发模块，这里使用了

三相VT3的触发脉冲。用电压测量器取得变压器二次电压信号作为触发器的同

步信号，同步信号从触发器AB 端输入，触发器BC,CA 端和Block 端用常数模

块设置‘0’。Synchronized 6—Pulse Generator 产生6路触发信号，通过Demux

分解并与变压器二次电压的相位比较，图（1）上为变压器二次电压波形，中为

6路脉冲波形，下位4路脉冲触发波形，将脉冲相位与正弦波比较，这两路信号

可以满足单相桥的触发和移相控制要求，因此将第6路触发脉冲链接VT1，VT4，

第四路链接VT2和VT3。模型中用示波器观测连接点上得波形，示波器Ud ，Id

观测负载电压和电流，示波器Uvt1，Ivt1观测晶闸管VT1的电压和电流。示波

器Pulse 观察电压电压和触发脉冲，并通过Mean Value 计算负载两端的电压平脉冲发生器

SimPower systems/ extra library/control blocks 电流测量

SimPower systems /measurment 电压测量 SimPower systems/mensurements 终端模块 simulink/Sinks

均值。

图（1）

2 设置仿真参数

（1）.交流电压源：电压峰值为220*sqrt（2），频率为50HZ，初始相位为0. （2）.变压器：一次电压为220V（有效值），二次电压为100V。

（3）.RLC负载：R=0.5, L=10*e-3

（4）.脉冲发生器Synchronized 6—Pulse generator：同步频率为50hz，脉冲宽度取10。

(5) .给定角a=0°，30°，60°

(6) .设置仿真时间为0.1S，算法为ode23t。

3.启动仿真

（1）.电阻性负载分析图(2)是a=0°时的负载电压和电流波形，其中电压波形中又瞬时值和计算的平均值，波形表明，电压和电流波形都是脉动的，反映了电源的交流电进过整流器后变成了直流电，实现了整流。电压峰值为140V，与计算值Udmax=sqrt（2）U2相符，电流峰值为280A，与计算值Idmax=Udmax/相符。

图（3）是电阻负载a=60°时的负载电压和电流波形，波形已随控制角变化，除仿真起动的第一个0.01S，因为起动T=0时已经产生第一个脉冲，波形为正弦波外，以后周期与a=60°应有的波形相符。图（4）是a=120°时电阻负载电压和电流波形，比较（2），（3），(4)的波形，随着控制角的增加，输出电压的平均值减小，输出电流也随之下降。电压的幅值Um=310V，电流的幅值=280A，与计算的Im=Um/R相符。

（2）a=0°（3）a=60°

（上）为电压波形，（下）位电流波形。

（4）a=120°

图（5）（上）和（下）分别是晶闸管VT1和VT4两端的电流和电压波形。通过比较可以看到，在晶闸管有电流时，晶闸管两端电压为零，在VT1，VT4关断时，若VT2，VT3也关断，则VT1，VT4承受U2/2电压，若VT3，VT2导通，则VT1，VT4承受电源电压U2，且承受的最高反向电压为电源电压的峰值U2max=sqrt（2）U2。根据该电压可以选择晶闸管的额定参数。

（5）a=60°时的晶闸管电流（上）电压（下）波形（2）电阻-电感(R-L)负载仿真分析从图(6),(7)可知如果电感较大，整流器输出电压电流波形连续，a>0°后电压波形出现负值。同时通过比较可知，电压的负值随控制角的增加而增加，整流输出电压平均值则随控制角增加而减小，同时负载减小，从a=30°时的700A减小到a=60°时的400A。电流的脉动变大。点感负载在起动时电流有上升过程，在数个周期后进入稳态。这是感性负载的特点。

（6）a=30°时的RL负载电压电流

（7） a=60°时的RL 负载电压电流波形 （左）为电压，（右）为电流