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1、目录单相桥式全控整流电路仿真建模分析1（一）单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）11. 电路的结构与工作原理12建模23仿真结果与分析4（二）单相桥式全控整流电路 （阻-感性负载）71.电路的结构与工作原理72建模83仿真结果与分析10（反电动势负载）131.电路的结构与工作原理122建模143仿真结果与分析164小结18单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形。二实验内容（一）单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）1电路的结构与工作原理11电路结构T/ 、VT
2、3UdIdb/、VT4单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图（截图）1.2工作原理用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。(1)在u2正半波的(0a )区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。四个晶闸管都不通。假设四个晶闸管的漏电阻 相等，则 uT1.4= uT2.3=1/2 u2。(2)在u2正半波的3 t=a时刻：触发晶闸管VT1、VT4使其导通。电流沿afVT1fRfVT4fbTr的二次绕组一a流通，负载上有电压(ud=u2)和电流输出，两者波形相位相同且uT1.4=0。此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压
3、而处于关断状态，则uT2.3=1/2 u2。晶闸管VT1、VT4直导通到3t=n为止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。(3)在u2负半波的(nn +a )区间：晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。此时，uT2.3=uT1.4=1/2 u2o(4)在u2负半波的3 t=n +a时刻：触发晶闸管VT2、VT3，元件导通，电流沿bfVT3fRfVT2faTr的二次绕组一b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压(ud=-u2)和电流，且波形相位相同。此时电源电压反向加到晶闸管VT1、VT4上，使其承受反压而处于关断状态。晶
4、闸管VT2、VT3 直要导通到3 t=2n为止，此时电源电压再次过零，晶闸管阳极电流也下降为零而关断。晶闸管VT1、VT4和VT2、VT3在对应时刻不断周期性交替导通、关断。1.3基本数量关系a.直流输出电压平均值U 二丄冗冋 sin0td(et)二 2U2 1 + cosad 兀a2兀2二 0.9U 1 + C0S a22b.输出电流平均值=0.9 U 1 + C0S aR 22建模在MATLAB新建一个Model，命名为dianlu4，同时模型建立如下图所示:2.1模型参数设置a.交流电源参数Pulse Generator 的参数Pulse Generator 1 的参数Parazie t
5、EHWAnterpret vector paranetETE as 1DOK c.示波器参数！HelpApply示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管电流Ial；晶闸管电压Ual；电源电流i2通过负载电流Id；负载两端的电压Udod.电阻R=1欧姆3仿真结果与分析a.触发角a=0，MATLAB仿真波形如下:_u _u o o_u _u -u3 21_u o _u -u _u _u -u2 2 4-u o no o5 5_u -u o_u -u4 2-u _u o-u _u4 2b.触发角a =30 , MATLAB仿真波形如下:ooo o_u -u _u321二厂* 二：二二二【厂7 二二二二二
6、二二二二nzuo o _u -u -u 2 2 4o _u o o o5 5o o_u -u4 2200a =30单相桥式全控整流电流仿真结果（纯电阻负载）（截图） 語7触发角HB，MatLab仿真波形如下SBo o o o_u _u _u3 2 10.0S0.01jo 川o_uo O -u o _u2 2 4o o O_u _u4 2o o o o o5 50.020.030.040.050.060.070.08式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）处触晶闸管VT1和 电流。a =90单相桥400 r200 - o -400 p20d.触发角a =90 , MATLAB仿真波形如下:5
7、000-500在电源电压正半波（0n丿区间，晶闸管承受VT4，晶闸管VT1,VT4开始导通，形成负在3t=n时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。在电源电压负半波（n2n丿区间，晶闸管VT1和VT4承受反向电压而处于关断状态，晶闸管VT2 和VT3承受正向电压，脉冲UG在t=a处触发，晶闸管VT2,VT3开始导通，形成负载电流id, 负载上有输出电压和电流。4小结在单项全控桥式整流电路电阻性负载电路中（图4-1）,要注意四个晶闸管1, 4和晶闸管2,3的导通时间相差半个周期。脉冲发生器参数设置公式：（1/50） * （a /360）。在这次的电路建模、仿
8、真与分析中，我对电路的建模仿真软件熟练了很多，对电路的了解与 分析也加深了很多，比如晶闸管压降的变化，负载电流的变化。（二）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1电路的结构与工作原理11电路结构T单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的电路原理图（截图）1.2工作原理（1）在u2正半波的（0a ）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0a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3 t=a时刻及以后：在3 t=a处触发晶闸管VT1、VT4使其导通，电流 沿afVT1fLfRfVT4fbTr的二次绕组一a流通
9、，此时负载上有输出电压（ud二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（“ n +a ）区间：当3 t=n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3 t=n +a时刻及以后：在3 t=n +a处触发晶闸管VT2、VT3使其导通， 电流沿b-VT3-L-R-VT2-a-Tr的二次绕组一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、VT
10、4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3 t=2n +a处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。从波形可以看出a 90输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范围是090。控制角a在090之间变化时，晶闸管导通角e三n，导通角0与控制角a无关。13基本数量关系a.直流输出电压平均值U 二W2U sin td （t）二 “ ? cos ad 兀a2兀二 0.9U cos a2b.输出电流平均值精心整理在 MATLAB 新建一个 Model，2建模命名为dianlu5,同时模型建立如下图所示PulseGenerator/ Current Measureme
11、nt (AP) AC Voltage Source回PulseGen&rstc-rlDetailed ThyristorSDetailed Thyri itor2C i he nt Measurem entlDets i led ThyristorlSeries RLC BrandiVcltsg e MeasurementScope单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的MATLAB仿真模型2.1模型参数设置a.交流电源参数Peak antlitude (V:220Phase 俎跑；1 :(=FiEEiuenDy (Hz,:NcaeMe asm ezient ePulse Generator 的
12、参数OK精心整理|HelpApplyParametersPulse type: Time basedvTime (t): Use：simulation timevAmplitude:Period (sec):0.02Pulse Width (% of period:1 Pulse Generatorl 的参数Phase delay (secs):(0.01/180)*30H Interpret vector parameters as 1-DAmplitude:Pulse Width (% of period):10刊比J門竺c.电阻电感参数W、01；ParanetexE ReEiEtaRDE
13、 Joe:OKApplyHelp示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管电流Ial；晶闸管电压Ual；电源电流i2通过负载电流Id；负载两端的电压Udo3仿真结果与分析a.触发角a =0 , MATLAB仿真波形如下:式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）b.触发角a =30，MATLAB仿真波形如下:200100k0 cwwvwyWwwwyvwvwvwwvwwWwvp-500I00.050.10.150.20.250.30.350.4a =30单相桥Tima cHgSQ式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）c.触发角a =60，MATLAB仿真波形如下:式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）d.触发角a =90 , MATLAB仿真波形如下:10o-10-1
