三相全控桥式整流电路的建模与仿真Word格式文档下载.docx

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它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模与仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中。

可以说，MATLAB的出现，将数值计算和系统仿真技术与应用带入到了一个全新的阶段。

MATLAB软件和工具箱（TOOLBOX）以及Simulink仿真工具，为控制系统的计算与仿真提供了强有力的支持。

（2）Simulink基础知识

Simulink是MATLAB软件的扩展，是一个实现动态系统建模和仿真的软件包，它的出现给控制系统分析与设计带来了极大的方便，它有两个主要功能：

Simu（仿真）和Link（连接），即该软件可以利用鼠标在模型窗口搭建出所需要的控制系统模型，然后对系统进行方针和分析。

Simulink与MATLAB语言的主要区别在于：

它与用户交换接口是基于Windows的模型化图形输入的，从而使用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建而非语言的编程上。

所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些按功能分类的基本系统模块，用户只需要知道这些模块的输入、输出及模块的功能，而不必知道模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们按要求连接起来就可以构成所需的系统模型（保存为.mdl文件），进而进行仿真和分析。

（3）系统建模和分析

本次利用MATLAB/Simulink对三相全控桥式整流电路进行建模和分析。

三相全控桥式整流电路的建模和仿真

三相全控桥式整流电路工作特点

三相全控桥式整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的，它可以看做是三相半波共阴极接法（VT1，VT3，VT5）和三相半波共阳极接法（VT4，VT6，VT2）的串联组合，如图2-1所示。

图2-1三相全控桥式整流电路

在一个周期内，晶闸管的导通顺序为VT1，VT2，VT3，VT4，VT5，VT6。

任何时间共阴，共阳极组各有一个元件同时导通才能形成电流回路，且不能为同一相器件。

共阴极组晶闸管VT1，VT3，VT5，按相序依次触发导通，相位相差120°

；

共阳极晶闸管VT2，VT4，VT6，相位相差120°

，同一相的晶闸管相位相差180°

。

电阻性负载

时的

波形连续，

时

的波形断续。

电阻性负载移相范围为

电感性负载移相范围为

根据三相桥式全控整流原理，可建立如图2-2所示的三相桥式全控整流电路的Simulink仿真模型。

图2-2三相全控桥式整流电路的仿真模型

实验步骤

（1）设计电路图

1）在MATLAB的SimPowerSystems工具箱的ElectricalSources模块库中选择3个ACVoltageSource（交流电压源）模块。

将其交流电压源改名为UA,UB,UC,其参数设置如图2-3所示。

UA参数设置

UB参数设置

UC参数设置

图2-33个电源的参数设置

2）在MATLAB的SimPowerSystems工具箱的Measurements模块库中选择4个VoltageMeasurement（电压测量）模块，分别命名为UAB,UBC,UCA,U。

3）在MATLAB的SimPowerSystems工具箱的Elements模块库中选择SeriesRLCBranch（串联RLC支路）模块,改名为R,其参数设置如图2-4所示。

图2-4串联RLC支路模块的参数设置

4）在MATLAB的SimPowerSystems工具箱的ExtraLibrary模块的Control子模块库中选择Synchronized6-Pulsegenerator（同步脉冲触发器）模块，参数设置如图2-5所示。

图2-5同步脉冲触发器的参数设置

5）在MATLAB的SimPowerSystems工具箱的PowerElectronics模块库中选择UniversalBridge（通用桥臂）模块参数设置如图2-6所示。

图2-6通用桥臂模块的参数设置

6）在MATLAB的Simulink工具箱的Sinks模块库中选择2个Scope模块。

7）在MATLAB的SimPowerSystems工具箱的Elements模块库中选择Ground（接地）模块。

8）在MATLAB的Simulink工具箱的CommonlyUsedBlocks模块库中选择两个Constant（常数）模块。

（2）仿真和输出

在仿真窗口中选择Simulation

ConfigurationParameters命令，选择ode15s（stiff/NDF）算法，将相对误差设置为1e-3,仿真开始时间设置为0，停止时间设置为0.06s。

a.电阻性负载时仿真结果

图2-7所示为

时电阻性负载的仿真结果。

图2-8所示为同步脉冲波形。

其中负载

，

图2-7

时三相桥式全控整流电路仿真结果（电阻性负载）

触发角为30°

时的同步脉冲波形触发角为60°

时的同步脉冲波形

触发角为80°

图2-8三相全控桥式整流电路的脉冲输出仿真效果图

b.阻感性负载时的仿真结果

当

时，阻感性负载的工作情况和电阻负载时十分相似。

时，阻感性负载的工作情况和电阻负载时不同。

由于负载电感感应电势的作用，

波形会出现负的部分。

阻感性负载

的波形如图2-9所示。

（其中

）。

图2-9

三相全控桥式整流电路仿真结果（阻感性负载）

由仿真结果可以看出：

电阻性负载时

波形不连续；

而阻感性负载时，

波形仍连续。

结论

本学期学习了MATLAB软件，为了对该软件以及Simulink有更深更系统的了解，我选择了三相全控桥式整流电路为例进行建模和分析。

一方面对软件的操作进一步的熟悉，另一方面对系统建模的逻辑顺序也已掌握。

通过系统分析对理论知识更加的清晰，好多死结顿时恍然大悟。

此次作业是对本课程的检验，我们会去查阅相关书籍，写出自己满意的结果，虽然我们在电力电子的理论基础和MATLAB的软件使用都有很多的盲点，但是一个学期难得有大把大把的时间是属于自己的，可以在做作业的过程中查漏补缺。

一次认真的完成这种类似于课设的作业，真的可以从中学到很多知识。

会体会到原来这个不懂得点是这么个意思。

这次作业重要的两点启示：

（1）怎么学会对一个系统建立数学模型，用Simulink搭建出框图需要分析出那些参数和得到那些波形。

也就是说应该怎么使用软件使它更好更简单的为我们服务。

（2）我们怎样把理论知识给最大化的发挥出来，建立更完善的系统，解决实践生产中的问题，或在建模和实践中发现问题来更好的理解和改善理论知识。

使得理论和实践相结合、相互补。

参考文献

[1]王云亮.电力电子技术.北京：

电子工业出版社，2013.8.

[2]赵书兰.MATLAB建模与仿真.北京：

清华大学出版社，2013.

[3]王正林，郭阳宽.MATLAB/Simulink与过程控制系统仿真.北京：

电子工业出版社，2012.9.