南湖学院电力电子技术 题 目： 基于Matlab/Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真 系 部： 南湖学院机电系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： N机自四班07-4F 姓 名： 学 号： 序 号： 29 6月 25日基于Matlab/Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真 摘要 本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基本上，建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其带电阻负载时的工作状况进行了仿真分析与研究通过仿真分析也验证了本文所建模型的对的性核心词 Simulink建模 仿真 三相桥式全控整流 对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负载，可影响电源三相负载的平衡性和系统的对称性故在负载容量较大的场合，一般采用三相或多相整流电路。
三相或多相电源可控整流电路是三相电源系统的对称负载，输出整流电压的脉动小、控制响应快，因此被广泛应用于众多工业场合本文在Simulink仿真环境下，运用PowerSystemBlockset的多种元件模型建立三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其进行仿真研究1. 三相桥式全控整流电路的工作原理三相桥式全控整流原理电路构造如图1所示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、触发器和同步环节构成（见图1-1）6个晶闸管以次相隔60度触发，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，以保证在每一瞬时均有两个晶闸管同步导通（上桥臂和下桥臂各一种）整流变压器采用三角形/星形联结是为了减少3的整倍次谐波电流对电源的影响元件的有序控制，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 VT、VT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 图1-1 三相桥式全控整流原理电路2. 基于Simulink三相桥式全控整流电路的建模 三相桥式全控整流电路在Simulink环境下，运用PowerSystemBlockset的多种元件模型建立了三相桥式全控整流电路的仿真模型，仿真构造如图2-1所示： 图2-1 三相桥式全控整流电路的仿真模型 在模型的整流变压器和整流桥之间接入一种三相电压-电流测量单元V-I是为了观测以便。
整流器的输出电压和电流是通过多路测量器测量负载的电压和电流来实现的，固然也可以用电压和电流测量单元直接检测整流器输出单位和电流在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6脉冲发生器是在同步电压过零时作为控制角a=0的位置，因此在整流变压器采用△/Y-11联结时，同步变压器也可以采用△/Y-11联结，同步信号的连接如图2-1所示在同步信号关系难以拟定期，可以发挥仿真的特点，将三相似步信号以不同的顺序连接到6脉冲发生器的AB、BC、CA3个同步输入端，然后运营该模型，观测整流器输出电压波形，如果电压波形在一周期中6个波头持续规则，则该整流器的同步是对的的负载和控制角可以按需要设定3. 设立模型参数三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，整流器输出电压为100V（相电压），观测整流器在不同负载，不同触发角时整流器输出电压、电流波形，测量其平均值1、电阻负载（R的值为5欧姆、a=30）（1）设立模型参数如下：1）电源参数设立：三相电源的电压峰值380V，频率为50HZ，相位分别为0、-120、-240.2）整流器变压器参数设立：一次绕组联结（wingding 1 connection）选择Delta(D11),线电压为380V；二次绕组联结（wingding 2 connection）选择Y，线电压为173v，在规定不高时变压器容量、互感等其她参数可以保持默认值不变。
3）同步变压器参数设立：一次绕组联结（wingding 1 connection）选择Delta(D11),线电压为380V；二次绕组联结（wingding 2 connection）选择Y，线电压为15v，其她参数可以保持默认值不变4）三相晶闸管整流器参数设立：使用默认值5）RLC负载参数设立：R的值为5欧姆，C的值为inf6）6脉冲发生器设立：频率为50HZ，脉冲宽度取1，选择双脉冲触发方式7）触发角设立：给定alph设立为30.4. 仿真并观测成果 设立的仿真参数如下：仿真时间为0.06S，数值算法采用ode15仿真参数设立完毕后即可启动仿真，得到的仿真的如图4-1~4-6图所示 图4-1 整流器输入的三相线电压波形 图4-2 整流器输出的电压波形以及电阻负载时整流器输出的电流波形 图4-3整流器输出电压平均值分析观测到的成果：将图4-1所示的三相电压波形与4-2所示的整流电压（图上部）和电流波形（图下部）相比较，整流后的电压是直流，并且波形与三相输入电压波形相相应整流电压平均值（见图4-3）与计算值Ud=2.34*100cos30V=202.6V相符。
由于是电阻负载，整流后的电压和电流波形相似，但Y轴坐标不同图4-4到图4-6所示分别为整流器交流侧的电流波形变化控制角可以观测在不同控制角下整流器的工作状况1. 电阻电感负载（R的值为5欧姆、L的值为0.01h、a=60）在图2-1中修改负载RLC参数，R的值为5欧姆，L的值为0.01H，C的值为inf，同步将触发角设立为60.为了观测整流器输入电流和输出电压的谐波，在仿真模型中增长了傅立叶（Fourier）分析模块，修改后的仿真模型如图4-7所示 图4-7 三相桥式整流电路电阻电感负载（a=60） 在仿真参数中设立仿真时间为0.16S，重新启动仿真，即可得到阻感负载时整流器输出电压和电流，如图4-8a、4-8b、4-8c所示： 图4-8a a=60时整流器输出电压 图4-8b 整流器输出平均电压 图4-8c 整流器输出电流 分析观测到的成果：由于电感是储能元件，电感中电流（见图4-8c）有以上升的过程，在启动仿真0.01s后来电流进入稳定状态，电流的脉动很少。
5. 结论本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基本上，运用MATLAB面向对象的设计思想和电气元件的仿真系统，建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其进行了仿真研究在对三相桥式全控整流电路带电阻负载时的工作状况进行仿真分析的基本上，验证了当触发角为30度时 ，负载电流是持续的；当触发角为60度时时，负载电流不持续这与当触发角0
应用Matlab对整流电路故障仿真研究时，可以判断出不同桥臂晶闸管发生故障时产生的波形现象，为分析三相桥式整流电路打下较好的基本，是一种值得进一步应用推广的功能强大的仿真软件，同进也是电力电子技术实验较好辅助工具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，由于整流电路波及到交流信号、直流信号以及触发信号，同步涉及晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析措施显得相称繁琐，高压状况下实验也难顺利进行Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型，随意变化仿真参数，并且立即可得到任意的仿真成果，直观性强，进一步省去了编程的环节本文运用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障状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，同步也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基本参照文献1.王沫然 Simulink 4建模及动态仿真 2.黄忠霖 控制系统MATLAB计算及仿真 3.王兆安.黄俊 电力电子技术 4钟麟 王峰.MATLAB仿真技术与应用教程.国防工业出版社.5刘敏 魏玲.《MATLAB通信仿真与技术应用》.国防工业出版社.6孙屹 吴磊.《Simulink通信仿真开发手册》.国防工业出版社，。