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1、项目三 单相桥式半空整流电路建模与仿真一、单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管）1电路结构与工作原理（1）电路结构单相桥式半控整流电路（阻 -感性负载、不带续流二极管）电路图如图 7.0 所示：LR图 7.0 单相桥式半控整流电路（阻- 感性负载、不带续流二极管）电路图 （2）工作原理：i2.VT1TC u2、id2 7VD2id4怯a）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。b）在u2正半波的3 t=a时刻及以后，在3 t=a处触发晶闸管VT
2、1、VT4使 其导通，电流沿a-VT1-L-R-VT4-b-Tr的二次绕组一a流通，此 时负载上有输出电压（ud=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。2. 单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管）电路建模 单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管）仿真电路图如图7.1 所示：PulseGeneratorwScopePulseGeneratorl图 7.1 单相桥式半控整流电路（阻- 感性负载、不带续流二极管）仿真电路图3、仿真与分析波形图分别代表晶体管 VT1 上的电流和电压、负载（电阻和电感）的电流 交流电源的输出电流、
3、负载（电阻和电感）的电压、晶体管 VT2 上的电压和电 流。下列波形分别是延迟角a为30、60、90、120时的波形变化。（1）当延迟角a =30时，波形图如图7.2所示：5005005005005005001010式半控整流电路(2)当延迟角a =60。时，波形图如图7.3所示:图7.3 a =60单相桥式半控整流电路(吐感性负载、不带续流二极管)(3)当延迟角a =90时，波形图如图7.4所示：图 7.4 a =90单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、不带续流二极管)(4)当延迟角a =120。时，波形图如图7.5所示:图7.5 a =120。单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二
4、极管）4、小结单相桥式半控整流电路（阻-感性负载、不带续流二极管）电路具有自续流能力，但实用中还需要加设续流二极管VD,以避免可能发生的失控现象。二、单相桥式半波整流电路（带续流二极管）1、电路结构与工作原理（1）电路结构单相全控桥中，每个导电回路中有2 个晶闸管，为了对每个导电回路进行控制，只需1个晶闸管就可以了，另 1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。再加一个无续流二极管，续流过程由VD完成，晶闸管关断，这样续流期间导电回路中只有一个管压降，有图 8.0 单相桥式半控整流（带续流二极管）电路图Lud2）工作原理PulseGeneratorvt1W/_1bevt3ACvd2idSc
5、opePulseGeneratorlid2id4图8.2单相桥式半波整流电路（带续流二极管）仿真图图 8.1 单相桥式半控整流（带续流二极管）电路图接上续流二极管后，当电源电压降到零时，负载电流经续流二极管续流，是桥路直流输出端只有 1V 左右的压降，迫使晶闸管与二极管串联电路中的电流减小到维持电流以下，使晶闸管关断。2、建模（1）用 Matlab 仿真软件，绘制电路图如图 8.2所示2)参数设置仿真电路图中，各元件参数设置要有一定的关联性，如同步脉冲发生器和交 流电源的频率要一致；两个同步脉冲发生器的相位延迟相差半个周期。若要各个二极管电流的变化波形趋向于矩形波，则要把电感的数值改的大一 点
6、，如改为 0.1。3、仿真波形分析 下列所示波形图中，波形图分别代表晶体管 VT1 上的电压与电流、晶体管VT2上的电压与电流、电感加电阻RL上的电压、续流二极管VD上电流、二极 管VD4上电流、二极管VD2上电流。下列波形分别是延迟角a为20。、60、 80、 150时的波形变化。(1) 当延迟角a =20。时，波形图如图8.3所示：图 8.3 a =20 。单相桥式半控整流(带续流二极管)波形图(2) 当延迟角a =60。时，波形图如图8.4所示:图&4 a =60单相桥式半控整流(带续流二极管)波形图(3) 当延迟角a =80时，波形图如图8.5所示：图 8.5 a =80单相桥式半控整
7、流(带续流二极管)波形图 (4)当延迟角a =150时，波形图如图8.6所示：图 8.6 a =150单相桥式半控整流（带续流二极管）波形图4、小结在此试验中，我们可以看出通过改变触发角a的大小，晶体管的电压与电流、续流二极管的电流、两个二极管的电流，负载上的输出电压波形都发生变化，以此来验证书中的波形，通过实验的验证，加深了我们对电力电子技术中单向半波可控整流电路、单相桥式半波整流电路的知识的理解。三、单相桥式半波整流电路（晶体管串联）一、电路结构与工作原理（1）电路结构单相桥式半波整流电路（晶体管串联）电路图如图 9.0 所示L图 9.0 单相桥式半波整流电路（晶体管串联）2. 单相桥式半
8、波整流电路（晶体管串联）电路建模单相桥式半波整流电路（晶体管串联）仿真电路图如图 9.1 所示Pulse GeneratorPulse Generatorlid22 单相桥式半波整流电id4路（晶休管串联）仿真电路图列所示波形图中，波形图分别代表晶休管 VT1 上的电流和电压、负载（电阻和电感）的电压、二极管VD4上的电流、晶体管VT3上的电流。下列波形分 别是延迟角a为20、60、80、150时的波形变化。当延迟角a =20时，波形图如图9.3所示：100010050a1005001005000.21Q.220.230.240：250.260.270P280.290.3图 9.3 a =20
9、单相桥式半波整流电路（晶体管串联）波形图(2) 当延迟角a =60。时，波形图如图9.4所示:图9.4 a =60单相桥式半波整流电路(晶体管串联)波形图(3) 当延迟角a =80时，波形图如图9.5所示：10001005004020020402000.210:270:220:240:350.260：280.29图 9.5 a =80单相桥式半波整流电路(晶体管串联)波形图(4) 当延迟角a =150时，波形图如图9.6所示：图9.6 a =150。单相桥式半波整流电路（晶体管串联）波形图4、小结通过上述波形比较，当延时触发角逐渐增大时，负载电压、晶闸管在导通角 的范围下波形变短，整流二极管 vd2 和 vd4 上的总电流不变。单相桥式整流电路 接大电感负载时，流过晶闸管元件的平均电流与元件的导通角成正比。
