三相半波整流电路谐波和无功功率仿真论文.doc

三相半波整流电路谐波和无功功率仿真毕业论文 目录 引言 1 第一章 三相半波整流电路 2 1.1三相半波整流电路概述 2 1.2三相半波整流电路原理（阻感负载） 2 1.2.1三相半波阻感负载整流电路原理波形（α≤30°） 2 1.2.2三相半波阻感负载整流电路原理波形（ α＞30°） 3 第二章 整流电路的谐波及无功功率 5 2.1 无功功率的概念 5 2.2 谐波的概念 5 2.3 谐波和无功功率分析基础 6 2.3.1 谐波分析基础与计算 6 2.3.2无功功率分析基础与计算 9 2.4 无功功率的补偿方法 11 第三章 三相半波整流电路谐波与无功功率的MATLAB仿真 12 3.1 MATLAB/ Simulink简介 12 3.1.1 Simulink仿真环境 12 3.1.2 Simulink的基本操作 13 3.2 三相半波整流电路谐波与无功功率的MATLAB仿真 14 3.2.1 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真模型 14 3.2.2 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=30°） 18 3.2.3 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=60°） 20 3.2.4 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=90°） 21 3.3三相半波整流电路的谐波及无功功率分析 22 3.3.1 α=30°FFT模块的分析计算 22 3.3.2 α=60°FFT模块的分析及计算 23 3.3.3 α=90°FFT模块的分析及计算 24 3.3.4 不同触发角FFT分析与计算总结 25 结论 26 参考文献 27 谢辞 28 引言 现在，电力电子装置的运用越来越引起人们的关注，对于电力电子产生的谐波问题，也成了研究人员研究中的一大难题。“谐波”一词起源于声学。关于谐波的各类分析早在十八世纪前后就已经有人作出了研究。而傅里叶等科学家们提出的谐波分析方法在现今社会中仍然被人们所推崇。 作为供电电源和用电设备之间的必不可少的非线性接口，在实现功率控制和处理的同时，所有电力电子装置都不可避免的产生非正弦的波形，向电网注入谐波电流，且随着功率变换装置的容量的不断增大、使用数量的迅速上升和控制的多样化等，对电气环境形成了一大公害。 对于谐波研究的意义，重点就在于谐波危害的严重性。随着我们电子技术的飞速发展，虽然谐波的危害已经大大减小了，但是有很多领域方面的谐波问题，还是没有得到良好的改善。而我所做的设计就是选择了目前研究数量最少的三相半波整流电路阻感负载的谐波进行研究，因为在网络和各类文献中，这类研究由于变压器的直流磁化，使研究会很困难。正是由于这点，我选择了挑战自己，更是为了让自己提高解决困难的能力。 无功功率的存在，对于我们的电力电网来说，是万分重要的。无功功率在我们的仿真过程中，是用功率因数表示的，因为功率因数的大小可以直观的表示出无功功率的变化。而在我们的日常生活中，由于无功功率的损耗，许多种类的无功补偿装置已经面世了，随着科技的发展，以后还会有更多更优秀的补偿装置诞生。 本设计针对三相半波整流电路进行Matlab/Simulink仿真，对三相半波电路的谐波和无功功率有了深层次的分析，利用仿真所得结果为补偿装置提供了数据依据。 三相半波整流电路 本文中用到三相半波整流电路，所以在本章对其简单介绍以便于理解本文的后续内容。 1.1三相半波整流电路概述 三相整流电路的特点是交流侧是由三相电源供电的，且整流电压脉动较小、易滤波，整流负载容量较大。三相半波整流电路又分为共阴极组整流电路和共阳极组整流电路两种，我们主要学习的是共阴极组整流电路，因为这种接法有公共端，且连线方便。 1.2三相半波整流电路原理（阻感负载） 三相半波整流电路的主电路图如图1-1。 图1-1 三相半波阻感负载主电路图 1.2.1三相半波阻感负载整流电路原理波形（α≤30°） 如图1-1所示，负载是阻感负载，且电感为无穷大，电流的波形基本上等同于一条直线，流过晶闸管的电流则类似于矩形波。 α≤30°时，与波形如图1-2。 图1-2 三相半波整流电路α≤30°时阻感负载波形图 1.2.2三相半波阻感负载整流电路原理波形（ α＞30°） α＞30°时，比如α=60°时，与波形如图1-3所示。当过零值时，因为电感的无穷大特性，阻止电流的下降速度，因此将持续导通，一直到下一个晶闸管的触发脉冲来到，就发生换流。向负载供电的同时，又会向施加反向电压而促使其关断。在这种情况下的波形中就会出现零以下的部分，如果α增大，波形中X轴以下的部分将会增多。 图1-3 三相半波整流电路α=60°时阻感负载波形图 α=90°时，波形中的X轴两侧波形的面积近似于相等，所有的平均值近