全桥变换电路的Matlab仿真及实验装置开发.pdf

第 24卷 第 6期 电 力 学 报 VO1．24 No．6 2009年 12月 JOURNAL OF ELECTRICP0W ER Dec． 2009 文章编号 ： 1005—6548(2OO9)06—0478—04 全桥变换电路的Matlab仿真及实验装置开发 贾 周，王金梅 ，封俊宝 (宁夏大学 物理电气信息工程学院，银川 750021) 摘 要 ：在 对桥 式 可 逆 斩 波 电路 作 出理 论 分 析 的 基 础 上 ，建 立 基 于 Matlab／Simulink／Power system 工具 箱 的桥 式可逆 斩波 电路 的仿 真模 型 ，给 出了电阻 电感性 负载 及 电动机 负载 时 的仿真 结 果 ，结合 仿 真模 型设 计 开 发 了 电路 实物 ，该 实验 装 置 自投 入 使 用 以来进 行状 态 良好 ，同时也 验 证 了 所 建模 型 的 正确 性 。 关 键 词 ：直 流 斩 波 ；全 桥 变换 ；正 弦脉 宽调 制 (SPW M )；4h-真 中图分类 号 ：TN702；TM464；TM743 文献 标识 码 ：A 桥式可逆斩波 电路在 电力电子技术 ，电力拖动 VT。导通时负载被加上负电压一 “，电动机工作于 和电力系统及其他领域应用最为广泛 。对于具有摩 第 3象 限；当 VT。关断时 VD 续流 ，负载电压为 擦负载的直流调速系统需要能在 四象限内运行的直 零 ，负载电压可以得到一M 和零两种电平。这样在 流变换电路 ，从而发展出了桥式可逆斩波电路 。传 一 个周期 内逆变器输 出的PWM 波形就 由± 和 统 的四象限直流电源是由两组反并联相控式整流电 零三种电平组成l】]。二极管用于逆变电路的续流。 路实现的，因此具有和其他相控式 电源一样的固有 从某种意义上来说，四象 限直流变换 电路是输入信 缺点：网侧功率因数随着调压加深而变得很低 ；系统 号频率趋于零的逆变电路。 惯性大无法满足诸如伺服系统类要求快速响应的场 合 。以DC／DC变换原理为基础的直流电压变换电 VD4 路 由于在交流侧采取不控整流方式，故网侧功率高 ， 且不随输出电压变化 ；由于采用开关频率较高的斩 控方式 ，故系统惯性小，快速响应性能好 。因此调试 桥式可逆斩波电路的相关参数并对负载的工作情况 进行对比分析与研究对工程实践具有较强的预测和 图1 电压型单相桥式逆变电路原理 指导作用。 负载在不同工作状态下参与导通的管子及输出 1 电压型单相桥式逆变电路原理 逆变 电压 的情况如表 1所示 。 表 1 单相桥式逆变电路工作情况 电压型单相桥式逆变 电路如 图 1所示 ，采用 负载状态 正向电动 正 向制动 反 向电动 反 向制动 IGBT开关管作为开关器件 ，负载为电感性 ，对晶体 超前桥臂 VT VTl VT2 VT2 管 的控制按如下进行 ：在正半周期时让晶闸管 VT 滞后桥臂 VT VD3 VT3 VD4 保持导通而让晶闸管 VT 交替通断。两管 同时导 输出电压 + “d O ——Ud O 通时 ，负载两端所加 电压为直流 电源 电压 ，电动