《北京交通大学 电气工程学院 计算机仿真 作业三》由会员分享,可在线阅读,更多相关《北京交通大学 电气工程学院 计算机仿真 作业三(21页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机仿真技术作业三北京交通大学 电气工程学院题目:三相桥式全控整流电路仿真利用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 Br输出电流输出电流Id:ge”模块。1带电阻负载的仿真。负载为电阻1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、Uvt1、Id的波形。并画出电路的移相特性 Ud=f(alpha)。解:仿真图如下所示。A)当alpha=30时,输出电压Ud如下:输出电流Id:T1管的电压波形Uvt1:Uvt1的细节波形:B)当alp
2、ha=90时,输出电压Ud:输出电流Id:T1管的电压波形Uvt1:Uvt1的细节波形:C)当alpha=120时,输出电压波形Ud:输出电流Id:T1管的电压波形Uvt1:D)通过理论计算可以得知,当0alpha60时,Ud=513cos(alpha);当60alpha120时,Ud=5131+cos(60+alpha)。在matlab中编写如下程序,绘出输出电压Ud和alpha之间的关系图。alpha=0:0.01:2*pi/3;Ud=513*cos(alpha).*(alphapi/3);plot(alpha,Ud);关系图像如下:通过搭建如下电路,自动生成alpha和Ud的关系:输出图
3、像如下所示:分析:当alpha60度以后,输出电压不连续。当角度超过120的时候,晶闸管反相关断,输出电压变为零。2带阻感负载的仿真。 R=1欧姆,L=10mH,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, Uvt1, Id的波形。并画出电路的移相特性 Ud=f(alpha)。当触发角为30度时,从第六个周期开始移去A相上管的触发脉冲,观察并记录移去触发脉冲后Ud,Uvt,输出电流输出电流Id:的波形。并分析故障现象。解:仿真电路图如下所示。A)当alpha=30 时,输出电压Ud:输出电流Id:T1管的电压波形Uvt1:B)当al
4、pha=60时,输出电压Ud:输出电流Id:T1管的电压波形Uvt1:C)当alpha=90 时,输出电压Ud:输出电流Id:T1管的电压波形Uvt1:用XY画出图形如下所示。分析:可以看出,加了电感,使输出电流不会随着电压波动而出现大幅度的波动。在60alpha90度时,由于电压变负,负载端呈现提供能量的状态,而负载段没有电源,所以晶闸管关断状态,输出电流变为0。当触发角为30度时,从第六个周期开始移去A相上管的触发脉冲,电路图如下所示:输出Ud:输出电流Id:晶闸管T1两端电压Uvt:晶闸管T1两端电压Uvt细节图:移去T1两端电压,会造成换向失败,此时由于T5持续导通,输出电压出现负值,
5、平均输出电压减小,输出电流出现大幅波动。3带阻感负载的仿真 R=1欧姆,L=10mH。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)。解:A)当alpha=30 时,输出电压Ud:输出电流Id:T1管两端电压Uvt:B)当alpha=60时,输出电压Ud:输出电流Id:TI管两端电压Uvt:C)当alpha=90时,输出电压Ud:输出电流Id:TI管两端电压Uvt:绘出输出平均电压Ud和alpha之间的仿真关系图如下所示:分析:当加了续流二极管,电感通过二极管续流而不通过晶
6、闸管,所以晶闸管在电压反向的时候关断,导致输出电流变小,输出电压变大。Ud和alpha的特性曲线更加平滑稳定。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=10mH,观察并记录不同alpha时输出电压Ud和输出电流输出电流Id:的波形。解:仿真电路图如下所示。A)当alpha=60时,输出电压Ud:输出电流Id:B)当alpha=90时,输出电压Ud:输出电流Id:C)alpha=120,输出电压Ud:输出电流Id: 分析:由于反电动势的作用,在alpha60时,输出电压下降了40V。当触发角=85.5度时,理论输出电压近似等于40度,刚好与反电动势相抵消,此
7、时输出电流理论上应该等于0。5 交流侧电抗的影响。直流侧为电阻负载,1欧姆。交流侧串联0.1mH电感,观察记录直流电压、交流电流和整流器出口的交流电压波形,计算直流电压降落值。解:输出电压Ud的输出波形:交流侧电流波形:整流器出口的交流电压波形:在alpha=30时,交流侧没有电抗,输出电压的平均值如下: 输出电压的平均值为496.8V。交流侧接了电抗,输出电压的平均值如下:输出电压的平均值为416.4V。分析:当交流侧存在电感时,会阻碍电流的变化,在同一桥壁上的两个晶闸管可能会同时导通,电感上出现换相压降,使输出电压变小,由仿真可以得知,存在电感时仿真结果得到的直流电压平均值为416.4V,不计交流侧电感时,输出电压的平均值为496.8V,电压降落为80.4V。