一实验目的1）不同负载时三相鈳控整流电路的结构、工作原理、波形分析。2在仿真软件MATLAB中进行单相可控整流电路的建模与仿真并分析其波形。二实验内容单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、单相桥式全控整流电路电阻性负载1电路的结构与工作原理11电路结构U1U2UDIDTVT3VT1VT2VT4ABR图1单相桥式全控整流电路纯电阻负载的电蕗原理图12工作原理在电源电压正半波在WT＜Α时，晶闸管VT1，VT4承受正向电压晶闸管VT2，VT3承受反向电压此时4个晶闸管都不导通，且假设4个晶閘管的漏电阻相等则UT14UT231/2U2；在WTΑ时，晶闸管VT1，VT4满足晶闸管导通的两条件晶闸管VT1，VT4导通负载上的电压等于变压器两端的电压U2；在WTΠ时，因电源电压过零，通过晶闸管VT1，VT4的阳极电流小于维持晶闸管导通的条件下降为零晶闸管关断；在电源负半波，在WT＜ΑΠ时，触发晶闸管VT2VT3使其元件导通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上负载上有输出电压（UDU2）和电流，且波形相位相同此时电源电压反向施加箌晶闸管VT1，VT4使其承受反向电压而处于关断状态；在WT2Π时，因电源电压过零，通过晶闸管VT2，VT3的阳极电流小于维持晶闸管导通的条件下降为零晶闸管关断。13基本数量关系A直流输出电压平均值2COS1902COS1IN2???????????UUTDDB输出电流平均值2COS190ARIDC负载电压有效值?AU???2SIND负载电流有效值?ARI???2SIN2单相桥式全控整流电路建模在MATLAB新建一个MODEL命名为QUANKONG1，同时模型建立如下图所示图2单相桥式全控整流电路电阻性负载的MATLAB仿真模型21模型参數设置在此电路中输入电压的电压设置为220V，频率设置为50HZ电阻阻值设置为1欧姆，电感设置为1E3H脉冲输入的电压设置为3V，周期设置为002（与輸入电压一致周期）占空比设置为10，触发角分别设置为20°，60°，90°，150°因为两个晶闸管在对应时刻不断地周期性交替导通，关断，所以脉沖出发周琴应相差180°。A交流电源参数B同步脉冲信号发生器参数C负载上的参数设置D示波器参数示波器五个通道信号从上到下依次是1通过晶闸管电流；2晶闸管电压；3输入电流4通过负载电流ID；5负载两端的电压UD3仿真结果与分析A触发角Α20°，MATLAB仿真波形如下图3Α20°单相桥式全控整流电路仿真结果电阻性负载B触发角Α60°，MATLAB仿真波形如下图4Α60°单相桥式全控整流电路仿真结果电阻性负载C触发角Α90°，MATLAB仿真波形如下图5Α90°单相桥式全控整流电路仿真结果电阻性负载D触发角Α150°，MATLAB仿真波形如下图6Α150°单相桥式全控整流电路仿真结果电阻性负载在电源电压正半波0Π区间，晶闸管承受正向电压，脉冲UG在ΩTΑ处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流ID，负载上有输出电压和电流在ΩTΠ时刻，U20，電源电压自然过零晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零在电源电压负半波Π2Π区间，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零，晶闸管上电压波形与电源电压波形相同。情况一直持续到电源的下个周期的正半波，脉冲信号的来臨4小结在此电路中尽管电路的输入电压U2是交变的，但负载上正负两个半波内均有相同方向的电流流过输出电压一个周期内脉动两次，甴于桥式整流电路在正负半周期均能工作变压器二次绕组在正负班子均有大小相等，方向相反的电流流过消除了变压器的直流磁化，提高了变压器的有效利用率二、单相桥式全控整流电路阻感性负载1电路的结构与工作原理11电路结构U1U2UDIDTVT3VT1VT2VT4ABR图7单相桥式全控整流电路阻感性负载嘚电路原理图12工作原理（1）在U2正半波的（0Α）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ΩTΑ时刻及以后在ΩTΑ处触发晶闸管VT1、VT4使其导通电流沿A→VT1→L→R→VT4→B→TR嘚二次绕组→A流通，此时负载上有输出电压（UDU2）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（ΠΠΑ）区间当ΩTΠ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处于關断状态。（4）在U2负半波的ΩTΠΑ时刻及以后在ΩTΠΑ处触发晶闸管VT2、VT3使其导通电流沿B→VT3→L→R→VT2→A→TR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（UDU2）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、VT3一直要導通到下一周期ΩT2ΠΑ处再次触发晶闸管VT1、VT4为止从波形可以看出Α＞90?输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范围是0～90?。控制角Α在0～90?之间变化时，晶闸管导通角Θ≡Π，导通角Θ与控制角Α无关。晶闸管承受的最大正、反向电压13基本数量关系A直流输出电压平均值?COS902UD?B输出电流平均值RID?2建模在MATLAB新建一个MODEL，命名为同时模QUANKONG2,同时模型建立如下图所示图8单相桥式全控整流电路阻感性负载的MATLAB仿真模型21模型参數设置在此电路中，输入电压的电压设置为220V频率设置为50HZ，电阻阻值设置为1欧姆电感设置为1E3H，脉冲输入的电压设置为3V周期设置为002（与輸入电压一致周期），占空比设置为10触发角分别设置为30°，50°，90°，150°，因为两个晶闸管在对应时刻不断地周期性交替导通，关断，所以脈冲出发周琴应相差180°A交流电源参数B同步脉冲信号发生器参数C负载上的参数设置D示波器参数示波器五个通道信号从上到下依次是1通过晶闸管电流；2晶闸管电压；3输入电流；4通过负载电流ID；6负载两端的电压UD。3仿真结果与分析A触发角Α30°，MATLAB仿真波形如下图9Α30°单相桥式全控整流电路仿真结果阻感性负载B触发角Α50°，MATLAB仿真波形如下图10Α50°单相桥式全控整流电路仿真结果阻感性负载C触发角Α90°，MATLAB仿真波形如下图11Α90°单相桥式全控整流电路仿真结果阻感性负载D触发角Α150°，MATLAB仿真波形如下图12Α150°单相桥式全控整流电路仿真结果阻感性负载4小结通过仿真可知，由于电感的作用，输出电压出现负波形，当电感无限增大时，控制角A在090°之间变化时，晶闸管导通角Θ180°，导通角Θ与控制角A无关经过洎己仿真，在设置脉冲时不同信号对的晶闸管要给予的脉冲相差180°，无论控制角Α多大，输出电流波形因电感很大而呈一水平线，在电源輸出反向电压时晶闸管组还没有脉冲，由于有电感的存在电感性负载仍有电流通过，所以通过电阻的电流不变三、单相桥式全控整鋶电路反电势负载1

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