三相桥式全控整流电路仿真三相桥式全控整流电路仿真------------作业三作业三利用 simpowersystems 建立三相全控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 一、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) 仿真模型如下所示：A．alpha=30 时 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 493.5V（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.01s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1（最小分度为 0.01s）B．alpha=90 时 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 65.55V（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.02s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1（最小分度为 0.01s）C．alpha=120 时 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 0.00177V（约为 0V） （最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.01s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1（最小分度为 0.01s）画出电路的移相特性 Ud=f(alpha)。
（记录数据表格如下）触发角 alpha（度）输出平均电压0493．710507.5 20506.2 30492.7 40475.9 50462.6 60416.4 70224.8 80129.5 9071.651000.004431100.00237 1200.00169移相特性曲线如下所示：实验结果分析：由仿真波形得知，当触发角小于等于 90°时，由于是纯电阻性 负载，所以 Ud 波形均为正值，直流电流 Id 与 Ud 成正比，并且电阻为 1 欧姆， 所以直流电流波形和直流电压一样随着触发角增大，在电压反向后管子即关 断，所以晶闸管的正向导通时间减少，对应着输出平均电压逐渐减小，并且当 触发角大于 60°后 Ud 波形出现断续而随着触发角的持续增大，输出电压急 剧减小，最后在 120°时几乎趋近于 0对于晶闸管来说，在整流工作状态下其 所承受的为反向阻断电压移相范围为 0~120二、1、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)。
仿真模型如下所示：A．alpha=30 度时， 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 493.7V（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（0.01s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1 （0.01s）B．alpha=60 时， 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 415.4V（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.02s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1 （最小分度为 0.01s）C．alpha=90 时， 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 101.0V（最小分度为 0.005s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.01s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1 （0.01s）画出电路的移相特性 Ud=f(alpha)（记录表格如下） 触发角 alpha（度）输出平均电压0493.2 10510.8 20506.4 30492.4 40486.2 50465.3 60415.8 70298.6 80191.3 90100.4 10040.54 11011.33 移相特性曲线如下所示：实验结果分析：对于阻感性的负载，当触发角小于 60°时，整流输出电压波形 与纯阻性负载时基本相同，所不同的是，阻感性负载直流侧电流由于有电感的 滤波作用而不会发生急剧的变化，输出波形较为平稳。
而当触发角大于等于60°小于 90°时，由于电感的作用，延长了管子的导通时间，使 Ud 波形出现负值，而不会出现断续，所以直流侧输出电压会减小，但是由于正面积仍然大 于负面积，这时直流平均电压仍为正值当触发角大于 90°时，由于 id 太小， 晶闸管无法再导通，输出几乎为 0工作在整流状态，晶闸管所承受的电压主 要为反向阻断电压移相范围为 0~902、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,Id 的波形并分析故障现象 直流侧电压 Ud（最小分度为 0.02s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.02s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1 （0.02s）实验结果分析：当移去 A 相上管的触发脉冲后，A 相上管不能正常的导通，这 就使得 C 相上管所加电压仍为正向电压而无法正常的关断，持续导通一段时间 后，B 相电压变为正，C 相上管立即关断，随后 B 相触发脉冲到来，B 相正常 触发导通，再后来 C 相正常触发导通对于 T1 管来说，由于不能正常的导通， 所以，其输出电压在当应该为交替的相电压，而不会出现导通时那样持续一段 时间为 0。
对于输出直流电流来说，由于有一相不能正常的输出，所以会使其 平均值减小，并且出现较大的波动三、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) 仿真模型如下所示：A．alpha=30 度时； 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 441.2V（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.02s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1 （最小分度为 0.01s）B．alpha=60 度时； 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 10.3V（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.005s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1 （最小分度为 0.01s）C．alpha=90 度时； 直流侧电压 Ud，记录此时电压值为 69.22V（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.02s）晶闸管 T1 的电压 Uvt1 （最小分度为 0.01s）画出电路的移相特性 Ud=f(alpha) （记录数据表格如下） 触发角 alpha（度）输出平均电压0501.9 10502.5 20473.5 30442.2 40390.4 50327.3 60251.4 70179.1 80115.2 9069.22 1000. 1100. 1200. 移相特性曲线如下所示：实验结果分析：由于是阻感性负载，所以电感能够使电流输出平稳；在没有续 流二极管的情况下，晶闸管的导通时间得到延长，而当加入续流二极管后，电 流通过二极管续流，二极管续流功率损耗较小，这时输出电流相对来说就较不 加续流二极管时要小，而输出电压相对来说却要大些。
四、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 Id 的波形 仿真模型如下所示A．alpha=30 度时； 直流侧电压 Ud（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.02s）B．alpha=60 度时； 直流侧电压 Ud（最小分度为 0.01s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.02s）C．Alpha=90 度时； 直流侧电压 Ud（最小分度为 0.02s）直流侧电流 Id（最小分度为 0.02s）实验结果分析：由于有反电势的作用，直流侧输出电压相对于之前，会在原来 的基础上减去一个反电势输出，所以平均输出电压减小 40V，相对的输出直流 电流也在原来的基础上减小由理论的计算可以知道，当触发角=86.5°时输出 直流电压近似为 40V，这时晶闸管两端电压没有达到导通要求，所以这时输出 电流近似为 0随着触发角的增大，输出电压越接近 40V，输出电流也更接近 于 0五、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。
仿真模型如下所示：（30 度为例）直流电压 Ud（最小分度为 0.01s）交流电流 Id（最小分度为 0.02s）整流器出口的交流电压如下：由仿真结果记录：直流侧平均电压 Ud=412.5V； 而由实验一得到的交流侧纯阻性负载时，Ud=493.3V 故电压降落为 75.6V 实验结果分析：把所有交流侧的电感都折算到变压器的副边，用一个集中的电 感 Lb 来代替，当然，它主要表现为整流器变压器每相的漏感，这样，由于 Lb 阻止电流的变化，使晶闸管或整流管的换相都不可能瞬时完成；因而在换相过 程中会出现两条支路同时导通的所谓重叠导通现象，也就必然产生不同于前面 分析的特殊问题由于重叠的影响，整流输出电压产生了换相压降，换相压降 正比于负载电流 Id，这相当于整流电源内增加了一项内阻 Rc；但应注意，内阻 Rc 区别于欧姆电阻的是，它并不消耗有功功率。