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1、整流电路仿真实验实验一：单相桥式全控整流电路的MATLAB仿真一、 实验内容掌握单相桥式全控整流电路的工作原理；熟悉仿真电路的接线、器件及其参数设置；明确对触发脉冲的要求；观察在电阻负载、阻感负载和反电动势阻感负载情况下，控制角a取不同值时电路的输出电压和电流的波形。二、 实验原理1. 电阻性负载工作原理 在单相桥式全控整流电路中，闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。 在u2正半周（即a点电位高于b点电位）， 若4个晶闸管均不导通，id=0，ud=0，VT1、VT4串联承受电压u2。在触发角a处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a端经VT1、
2、R、VT4流回电源b端。当u2过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。 在u2负半周，仍在触发角a处触发VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。整流电路图如图1-1所示。 图1-1 单相桥式全控整流电路带电阻负载时的电路2. 阻感性负载工作原理 电路如图1-2所示，在u2正半周期触发角a处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通，ud=u2。负载电感很大，id不能突变且波形近似为一条水平线。u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。wt=p+a时刻，触发VT2和V
3、T3导通，u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，此过程称为换相，亦称换流。 图1-2单相桥式全控整流电路带阻感负载时的电路3. 反电动势阻感负载工作原理当负载为蓄电池、直流电动机的电枢等时，负载可看成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。|u2|E时，才有晶闸管承受正电压，有导通的可能。晶闸管导通之后，ud=u2，id=(ud -E)/R ，直至|u2|=E，id即降至0使得晶闸管关断，此后ud=E。与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度d停止导电，d称为停止导电角。当a30时，当u2过零时，由于
4、电感的存在，阻止电流下降，因而VT1继续导通，直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来，才发生换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断。若a增大, ud波形中负的部分将增多,至a=90时, ud波形中正负面积相等, ud的平均值为零。图2-2 三相半波可控整流电路阻感负载时的电路三、 实验步骤1. 搭建实验电路图根据实验原理图，在MATLAB/SIMULINK软件中，电力电子模块库建立相应的仿真模型如图2-3、图2-4所示。1) 电阻性负载电路图图2-3三相半波可控整流电路带电阻负载时的仿真模型2) 阻感性负载电路图图2-4三相半波可控整流电路带阻感负载时的仿真模型2. 参数设置
5、交流电源U2：峰值（peak amplitude, V）= 100频率（Frequency, Hz）50A（Phase ,deg）=0B（Phase ,deg）=-120C（Phase ,deg）=120脉冲发生器：振幅（Amplitude）=1.1周期（period, s）0.02脉冲宽度（pulse width, % of period）51(ug1)：滞后相位（phase delay, s）=（+30）/3600.022(ug2)：滞后相位（phase delay, s）=（+150）/3600.023(ug3)：滞后相位（phase delay, s）=（+270）/3600.02晶闸
6、管VT1、VT2、VT3 ：内部电阻（Resistance Ron ，Ohms）=0.001电感经度（Inductance Lon ，H）=0正向电压（Forward voltage Vf ，V）=0.8阻尼器电阻（Snubber resistance Rs ，Ohms） =500吸收电容（Snubber capacitance Cs ，F）=250e-9负载中的RLC串连之路R：电阻值（resistance,ohms）=10L：电感量（inductance,H）=10e-33. 波形调试在=0、30、60、90时记录示波器给出的波形，将不同控制角时得到的U2、Ud、 Id、UVT1、IVT1与理论波形相比较，进行分析。四、 仿真结果1. 电阻性负载1) =0时仿真波形图2-5三相半波可控整流电路电阻负载时=0的波形2) =
