单相半波和单相桥可控整流电路的仿真与分析.doc

单相半波和单相桥可控整流电路的仿真与分析 摘要：整流电路的类型很多，按主电路的结构可分为，桥式整流和零式整流；按电网相数可分为：单相整流、三相整流、多相整流；变压器的二次侧电流的流向可分：单拍整流、双拍整流；按是否可以控制分为：不可控整流、可控整流等。 SIMULINK是MATLAB仿真工具之一，其主要功能是实现动态系统建模、仿真与分析。SIMULINK提供了大量的功能模块以方便用户快速地建立动态系统模型，建模时只需使用鼠标拖动库中的功能模块并将它们连接起来。仿真结果可以在运行的同时通过示波器或图形窗口显示。 一、单相半波与单相桥可控整流电路的仿真过程 （一）、单相半波 1．用户SIMLINK作出模块图如下： 2．参数设计： （1） 触发脉冲的参数： 则由图中参数分析得：晶闸管的导通角为α=45度， （2）根据变压器的匝数和电源得出单相半波输出的电压有效值为U2=50/V因为电压U1的最大值为100V,匝数比为2:1； 3．仿真结果与分析： （1）触发角α=45度 阻性负载 R=500Ω;仿真波形为 波形分析与数值计算： t=0.0025s至0.01s时，晶闸管导通，由于是阻性负载，所以负载两端的电压波形与流过电阻波形相一致πα 负载电压有效值U== U2=23.84V 负载电压的平均值Ud= = 0.45U2=13.58V 负载电流的平均值Id==27.16mA 负载电流的有效值I==47.67 mA 流过晶闸管的平均电流值I=Id=27.16mA 流过晶闸管的电流有效值IVT=I=33.71 mA 电压纹波系数 FF==1.75 =1.44 阻感负载 R=500Ω，L=1H；仿真波形如下 波形分析与数值计算： 负载电压的平均值Ud= 负载电流的平均值Id= （2）触发角α=0度 阻性负载 R=500Ω，仿真波形为： 阻性负载 R=500Ω L=1H，仿真波形为： (二）、单相桥式电路 1．用户SIMLINK作出模块图如下： 2．参数设计： （1） 触发脉冲的参数： （1）触发脉冲1参数 触发脉冲2参数： 则由图中参数分析可得：第一个晶闸管的导通角为30度，第二个晶闸管的导通角为180+30度。 （2）根据变压器的匝数和电源得出单相半波输出的电压有效值为U2=V 3．仿真结果与分析： （1）触发角α=30度 阻性负载 R=100Ω ;仿真波形 波形分析与数值计算： t=0.01/6s至0.01s时，晶闸管导通，由于是阻性负载，所以负载两端的电压波形与流过电阻波形相一致 负载电压有效值U=U2=34.84V 负载电压的平均值Ud== 0.9 U2=29.69V 负载电流的平均值Id==0.30A 负载电流的有效值I==0.35A 流过晶闸管的平均电流值IVT=Id=0.15A 流过晶闸管的电流有效值I==0.25A 电压纹波系数 FF==1.17 =0.61 阻感负载 R=100Ω，L=1H；仿真波形如下 波形分析与数值计算： 负载电压的平均值Ud==0.9U2cos α=27.55V 负载电流的平均值Id= (2)触发角α=0度 阻性负载 R=500Ω 仿真波形如下 阻感负载 R=500Ω L=1H仿真波形如下 设计中出现的问题： 在设计的开始时，得到的负载电压的波形为： 由图中可以知道对于单相半波的波形明显与实际情况不符，经老师知道之后，把变压器的功率调大一点就不会出现类似的问题了。 而且要把一次侧电源电压、变压器与脉冲三者的频率调的相同，都为50HZ 总结： （1）.应用simulink进行仿真，在仿真过程中可以灵活改变参数，并且可以实时的观察到结果并对其进行修改。本文采用了simulink对单相半波，单相桥仿真结果进行了分析，与采用常规电路进行比较，进一步验证了仿真结果的正确性。 （2）.单相半波用一个晶闸管，而单相桥用四个。 参考文献： [1]:邢绍邦，电力电子及其仿真实验指导书[M]，江苏技术师范学院，2010 [2]陈坚，电力电子学——电力电子变换和控制技术[M]，高等教育出版社，，2010