单相桥式全控整流电路带阻感负载的工作情况仿真.docx

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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

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（Ud=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（Ud=-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，Id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，Ud=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Id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，Ud的平均值为：

Ud=0.9U2cosα

当α=0时，Ud0=0.9U2；α=90°时，Ud=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：

Idvt=0.5Id和Ivt=0.707Id。

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