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1、 密级： 公开 科学技术学院NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OFSCIENCE AND TECHNOLOGY 学 士 学 位 论 文 THESIS OF BACHELOR（2008 2012年）题 目 基于MATLAB的整流电路仿真分析 学 科 部： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 起讫日期： 目 录摘要Abstract第一章 三相桥式全控整流电路的仿真11.1 电路的构成及工作特点11.2 建模及仿真21.3参数设置及仿真31.4 故障分析41.5 小结5第二章 基于MATLAB的单相桥式整流电路仿真分析62.1单相桥式半控整流电路62.2 单相
2、桥式半控整流电路带纯电阻性负载情况82.3 单相桥式全控整流电路122.4 单相桥式全控整流电路带纯电阻性负载情况142.5 单相桥式全控整流电路带电阻电感性负载情况16结论18参考文献：19致谢20基于MATLAB的整流电路仿真分析专业： 学号： 姓名： 指导老师： 摘要：随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的整流电路有三相桥式全控整流电路和单相桥式可控电路。由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。atlab提
3、供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析。对单相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究，既进一步加深了三相桥式全控整流电路和单相桥式可控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。关键词：三相桥式全控整流电路，单相桥式半控整流，单相桥式全控整流，建模，仿真MATLAB-based simulation analysis of the rectifier
4、 circuitAbstract:With the social production and scientific and technological development, the rectifier circuit in the automatic control system, measurement system and generator excitation system, and other fields increasingly widespread. Commonly used three-phase bridge rectifier circuit with full-
5、controlled single-phase bridge rectifier circuit and control circuit. As the rectifier circuit involves the exchange of signals, DC signals and trigger signals, including thyristors, capacitors, inductors, resistors and other components, using conventional circuit analysis method appeared to be quit
6、e complicated, high-pressure situations is difficult to experiments carried out smoothly. Matlab provides a visual simulation tool Simtlink circuit simulation model can be directly set up, free to change simulation parameters and immediately available to any of the simulation results, intuitive, eli
7、minating the need for further programming steps. In this paper, Simulink full control of three-phase bridge rectifier circuit model, for different control angle, the bridge under fault conditions were simulated analysis. Controlled single-phase bridge rectifier circuit parameters and the different n
8、ature of the work load of the comparative analysis and research, both to further deepen the three-phase full-controlled bridge rectifier circuit and controlled single-phase bridge rectifier circuit theory, while for modern power electronics experiment experimental teaching lay a good foundation.Keyw
9、ords: Fully-controlled, three-phase, bridge, rectifier, circuit, single-phase, half-controlled rectifier bridge, single-phase full-controlled bridge, rectifier modeling, simulation第一章 三相桥式全控整流电路的仿真随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到
10、交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。 1.1 电路的构成及工作特点 三相桥式全控整流电路原理图如图1所示。三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而
11、来的，它由三相半波共阴极接法(VT1，VT3，VT5)和三相半波共阳极接法(VT1，VT6，VT2)的串联组合。图1 三相桥式全控整流电路原理图其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通，构成电流通路，因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲，所以触发脉冲的宽度应大于3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲；每隔3换相一次，换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行，但只在同一组别中换相。接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6
12、；共阴极组T1，T3，T5的脉冲依次相差23；同一相的上下两个桥臂，即VT1和VT4，VT3和VT6，VT5和VT2的脉冲相差，给分析带来了方便；当=O时，输出电压Ud一周期内的波形是6个线电压的包络线。所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍，比三相半波电路高l倍，脉动减小，而且每次脉动的波形都一样，故该电路又可称为6脉动整流电路。同理，三相半波整流电路称为3脉动整流电路。0时，Ud的波形出现缺口，随着角的增大，缺口增大，输出电压平均值降低。当=23时，输出电压为零，所以电阻性负载时，的移相范围是O23；当O3时，电流连续，每个晶闸管导通23；当323时，电流断续，个晶闸管导通小于23。23
13、=3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。1.2 建模及仿真 根据三相桥式全控整流电路的原理可以利用Simulink内的模块建立仿真模型如图2所示。设置三个交流电压源Va，Vb，Vc相位角依次相差120，得到整流桥的三相电源。用6个Thyristor构成整流桥，实现交流电压到直流电压的转换。6个pulse generator产生整流桥的触发脉冲，且从上到下分别给16号晶闸管触发脉冲。图2 三相桥式全控整流电路仿真模型1.3参数设置及仿真三相电源的相位互差120，交流峰值电压为l00 V，频率为50 Hz。晶闸管的参数为：Rn=0001 ，Lon=0000 1 H，Vf=0 V，Rs=50 ，Cs
14、=25010-9。负载电阻性设R=45 ，电感性负载设L=1 H。脉冲发生器脉冲宽度设置为脉宽的50 ，脉冲高度为5 V，脉冲周期为0016 7 s，脉冲移相角随着控制角的变化对“相位角延迟”进行设置。根据三相桥式全控整流电路的原理图，对不同的触发角会影响输出电压进行仿真，负载为阻感特性。 从以上仿真波形图可知改变不同的控制角，输出电压在发生不同的变化。(1) 当触发角=0时的输出电压波形如图3所示。图3 触发角=0时的输出电压波形图(2) 当触发角=60时的输出电压波形如图4所示。图4 触发角=60时的输出电压波形图(3) 当触发角=90时的输出电压波形如图5所示。图5 触发角=90时的输出电压波形图1.4 故障分析由于高压强电流的情况，整流电路晶闸管很容易出现故障。假设以下情况对故障现象进行仿真分析，当=30，负载为阻感性时，仿真分析故障产生的波形情况。(1) 只有一个晶闸管故障波形如
