基于MATLAB的变流器设计与仿真

淮北师范大学

2012届学士学位论文

基于MATLAB的变流器设计与仿真

学院、专业

研究方向

学生姓名

学号

指导教师姓名

指导教师职称

2012年04月10日

于MATLAB的变流器设计与仿真

李红玲

淮北师范大学物理与电子信息学院 235000

摘要作为变流器之一的三相桥式全控整流电路，越来越在电力电子技术中发挥重要作用。本文在研究全控整流电路理论的基础上，采用MATLAB的可视化仿真工具Simulink来建立三相桥式整流电路的仿真模型。对其输出电压、相位控制角以及负载特性等等进行了动态仿真与研究,仿真结果表明建模的正确性，并证明了该建模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点。另外通过与三相桥式半控整流电路的对比研究，更突出了它的优越性能。

关键词Matlab/Simulink；三相桥式全控整流；三相桥式半控整流

The Design and Simulation of Converter Based on Matlab

Lihongling

School of Physics and Electronic Information, Huai Bei Normal University, Anhui Huaibei, 235000

Abstract Three-phase bridge full-controlled rectifier plays a stronger role day by day in electric power and electron as one of the current transformers. This paper mainly talks about building the models adopt the visual Simulink tool of Matlab based on the theory of the full-controlled rectifier.We dynamically research and simulate its output voltage , phase angle and load characteristic ,and the result suggest that this mathematical Modeling is feasible and right ,on the other side it also approves that this mathematical Modeling is fast, flexible, convenient and visualized. Meanwhile it also stands out its superior performance though the comparison with t hree-phase bridge semi-controlled rectifier.

key words Matlab/Simulink；Three-phase bridge full-controlled rectifier; Three-phase bridge semi-controlled rectifier

目次

1引言............................................... V I 2 三相桥式全控整流电路的原理 (1)

2.1三相桥式全控整流电路的电路结构 (1)

2.2三相桥式全控整流电路的工作原理 (1)

2.3三相桥式全控整流电路的工作特点 (3)

3 MATLAB/SIMULINK软件仿真设计 (4)

3.1整流桥基本模型 (4)

3.2仿真电路图设计 (5)

3.2.1选取仿真模块 (5)

3.2.2连接仿真总图 (5)

3.2.3设置仿真参数 (6)

3.3仿真结果及分析 (6)

3.3.1纯电阻负载情况 (6)

3.3.2阻感负载情况 (10)

3.3.3纯电阻负载与阻感负载的区别 (15)

4 三相桥式全控整流电路与半控整流电路 (15)

4.1三相桥式半控整流电路结构 (15)

4.2三相半控整流电路与全空整流电路 (16)

结论 (18)

参考文献 (19)

附录A (19)

致谢 (20)

1引言

20世纪70年代以后，主电路多采用整流二极管和晶闸管组成。整流电路的种类广泛：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等。

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整流电路，三桥式全控整流电路系统通过变压器与电网相连，经过变压器的耦合，使晶闸管得到一个合适的输入电压，从而能够导通并运行。与三相半波可控整流电路相比，三相桥式全控整流电路的整流输出电压提高一倍，输出电压的脉动较小，变压器的利用率高而且没有直流磁化问题，另外其控制快速性较好，吟哦在大容量负载供电及其他方面应用叫广泛。

尤其是三相桥式全控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路,不仅应用于一般工业,也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。

鉴于三相桥式全控整流电路的重要功能及广泛应用，因此对三相桥式可控整流电路的相关参数，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,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。

2 三相桥式全控整流电路的原理

2.1 三相桥式全控整流电路的电路结构

如下图图1所示，可以看出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、电感和反电动势共同组成。习惯上称阴极连接在一起的三个晶闸管VT1、VT3、VT5为共阴极；阳极连接在一起的三个晶闸管VT2、VT4、VT6为共阳极。即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为 VT2、VT4、VT6，它们可构成电源系统对负载供电的6条整流回路，各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间的线电压。

另外，因为此电路要求带反电动势负载，且要负载连续，要求反电动势E=60V,负载电阻R=10Ω，电感L 为无穷大。6个晶闸管的导通顺序依次为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6。

图1三相桥式全控整流电路的原理图

2.2 三相桥式全控整流电路的工作原理

对于三相桥式全控整流电路来说，触发脉冲按照VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6的顺序，相位差依次相差60度，所以共阴极组的脉冲就依次相差120度，共阳极组的脉冲也依次相差120度。同一相的上下两个桥臂脉冲相差180度，ud一周期内脉动6次，而且波形都一样，故称为6脉冲整流电路，可以采用宽脉