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1、题目：三相桥式全控整流电路仿真 电气工程学院 叶丽丽利用 simpowersystems 建立三相全控整流桥的仿真模型。输入三相电压源，线 电压 380V，50Hz，内阻 0.001欧姆。可用“Universal Bridge”模块。 1 带电阻负载的仿真。负载为电阻 45欧姆。仿真时间 0.2s。改变触发角 alpha，观察并记录 alpha=30 90 120 度时 Ud,Uvt,Id 的波形。并画出电路的 移相特性 Ud=f(alpha) 由于最初三相电压不稳定，故初始时波形还不稳定。 仿真连线图如下： alpha=30 时，Ud 的波形如下： UvtId alpha=90 时，Ud 的
2、波形如下：Uvt Idalpha=120 时，Ud 的波形如下： Utv 波形如下：Id 波形如下： 观察 Ud 与角度 alpha 之间关系，多取很多点绘图。 alpha0 10 20 30 40 50 60 Ud 507 494 473 441.8 386.7 317.8 246.3 alpha70 80 90 100 110 120 130 Ud 177.3 115.8 68.49 30.91 7.832 0.05325 0.02405 其移相特性曲线如下所示：分析：从相移特性曲线看出，随着触发角增大，电压平均值之间变小，同 时观察输出电压电流波形，我们可以看出在触发角 alpha 小于
3、 60度时，电压与 电流值均连续，当 alpha 等于 60度时，从理论上分析则刚好电压电流处于临界 连续状态，在实验仿真时效果一致，当 alpha 超过 60度时，电压电流开始出现 不连续，在超过 120度后幅值越来越小，几乎趋近与0，故移相范围为0-120 度。 2 带阻感负载的仿真。 R=2 欧姆，L=1mH。仿真时间 0.2s。不接续流二极管。 改变触发角 alpha，观察并记录 alpha=30 60 90 度时 Ud,Uvt,Id 的波形。并画出 电路的移相特性 Ud=f(alpha)。 仿真图如下：当 alpha=30 时，Ud,Uvt,Id 的波形分别如下图所示： Ud, Uv
4、t Id当 alpha=60 时 Ud,Uvt,Id 的波形分别如下 Ud, Uvt, Id当 alpha=90 时，Ud,Uvt,Id 的波形分别如下 Ud, Uvt, Id通过实验发现： 当 alpha 等于 69度时，电压电流处于临界连续状态，其波形图分别为 Ud 放大为： Id 为： Uvt 为： 观察上述若干波形，根据理论知识我们知道，对于阻感性负载，其电流超前 其两端的电压，且由于电感的影响，使得电流不能突变，故从仿真图中我们可 以看出电流波形整个是平滑的，不像纯阻性负载电路会突变，且其临界连续触 发角 alpha 也发生了变化，有原来的纯阻性的 60度变为了现在的 69度左右，
5、在 60-69度之间，由于电感的存在，使得电流不突变，故而延长了管子的导通 时间，使得 Ud 出现负值，而电流却继续连续而不是立马断续，所以直流侧电 压会降低 但直流平均电压仍为正，当触发角大于 69度时，电流才出现断续状态。在范 触发角大于 90度时，由于 id 太小，使得晶闸管无法再导通，输出几乎为零，故移相范围 为 0-90 度。 记录多组 alpha 与对应 Ud 的值，并画出其电路的移相特性图如下： 电路的移相特性表 alpha 0 10 20 30 40 50 Ud 511.5 503.6 481 443.4 392.3 329.2 alpha 60 70 80 90 100 Ud
6、 256 176.8 113.8 63.11 26.33 从相移特性曲线我们可以看出：随触发角度变大，直流侧电压平均值逐渐减少， 但相对纯阻性负载不同的是，电压在 alpha 角度为 90度后，仿真速度明显变慢， 电压也相应降低。 另从第六个周期开始移去 Ug2 的触发脉冲，观察并记录移去触发脉冲后 Ud,Uvt,Id 的波形。并分析故障现象。 从第六个周期移去 Ug2 的触发脉冲，因仿真频率为 50Hz，即仿真周期为 0.02s，故设置脉冲时间为 0.12s其余和上问一致。 故，当 alpha=30 度时 Ud,Uvt,Id 的波形分别如下： Ud： Uvt, Id当 alpha=60 度时
7、 Ud,Uvt,Id 的波形分别如下： Ud Uvt Id当 alpha=90 度时 Ud,Uvt,Id 的波形分别如下： Ud Uvt Id分析：正常情况下，三相整流的六个晶闸管在相应触发脉冲下依次导通，以 alpha 等 于 30度时为例说明，在管 2本该导通时，由于没有触发脉冲的作用，使得管 2不能导通， 之前的管子管 6因为还是正向电压而无法正常关断，持续导通一段时间后，B 相电压变正， C 相管关断，而后 B 相触发脉冲到来，B 相正常触发导通触发脉冲到来，故在 A 想 2管的 120度里，前 60度为 C 相继续的导通图，后 60度则为 0，在在 B 相触发到来时导通，后 面类似。
8、 3带电阻电感性负载的仿真 R=2 欧姆,L=1mH。仿真时间 0.2s。接续流二极管。 改变触发角 alpha,观察并记录 alpha=30 60 90度时 Ud,Uvt,Id 的波形。并画出电 路的移相特性 Ud=f(alpha)。 alpha=30 度时 Ud 的波形如下Uvt,的波形如下 Id的波形如下 alpha=60 度时 Ud 的波形如下Uvt,的波形如下 Id的波形如下 alpha=90 度时 Ud 的波形如下 Uvt,的波形如下Id的波形如下 120度时，Ud 波形如下：Uvt 波形如下： Id波形如下： 取如下若干alpha角度，测出其相应的平均输出电压值，得电路的移相特性
9、如下： alpha 0 10 20 30 40 50 60 Ud 511.5 503.9 481 443.4 392.3 329.2 256.1 alpha 70 80 90 100 110 120 130 Ud 182.8 119.5 68.26 29.68 6.582 0.001988 0.000944 alpha 140 150 160 170 180 Ud 0.000262 0 0 0 0分析：类似上一问，由于是阻感性负载，所以电流波形输出平滑，在没有续流二极 管的情况下，晶闸管的导通时间由于电感的存在而延长，而当加入续流二极管后，电流则 通过续流而将回路续流，而不是通过晶闸管了，故而
10、输出电压全为正而没有负向电压，此 外，由于二极管的功耗相对小一点，使得输出电流相对小一些，而输出电压会大一些。 另从第六个周期开始移去 Ug2 的触发脉冲，观察并记录移去触发脉冲后 Ud,Uvt,Id 的波形。Alpha为30度时： Ud,的波形如下： Uvt, 的波形如下：Id的波形如下： Alpha为60度时：Ud,的波形如下： Uvt, 的波形如下：Id的波形如下： Alpha为90度时： Ud,的波形如下： Uvt, 的波形如下：Id的波形如下： 分析同上一题。 4带反电动势负载。 将负载改为直流电源 E=40V，R=2 欧姆。接平波电抗器 Ld=1mH,观察并记录不同 alpha 时输出电压 Ud 的波形。Alpha 等于 30度时，Ud 波形为：平均值为：443.5 Alpha 等于 60度时，Ud 波形为：平均值为：256.1Alpha 等于 90度时，Ud 波形为：平均值为：84.88 Alpha 等于 120度时，Ud 波形为：有效值为 40V 分析：观察上图4种触发角时，不同的输出结果可知，由于有反电势的作 用，直流侧输出电压相对于之前，会有个一个电势的降落，使平均输出减小 40V，随着触发角的增大，直流侧输出电压越接近40V。
