引言 三相全控桥式整流电路在工业领域获得广泛应用.pdfVIP

引言三相全控桥式整流电路在工业领域获得广泛应用。目前，我国高职院校的电力电子

技术的课堂教学中，传统意义的讲解和表达方式不直观，理论的推导枯燥乏味，学生的学习

兴趣不高，效果不理想。利用MATLAB的Simulink动态仿真，可以方便地改变电路参数，

获得直观的波形，激发高职学生学习的兴趣，同时可以提高学生的建模能力和分析能力，使

理论分析和动态仿真相辅相成，达到提高学生能力素质的教学目的。1、三相全控整流电

路的原理应用最为广泛的三相全控整流电路如图1所示，共阴极组—阴极连接在一起的3

个晶闸管编号为VT1、VT3、VT5，共阳极组—阳极连接在一起的3个晶闸管编号为VT4、

VT6、VT2。当控制角α=0°时，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导

通状态，且不能为同1相器件。对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺

序，相位依次差60°。共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、

VT6、VT2也依次差120°。同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5

与VT2，脉冲相差180°。从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，ud1为相电压的正

包络线；共阳极组导通时，ud2为相电压的负包络线，ud=ud1－ud2是两者的差值，为线

电压图在正半周的包络线直接从线电压波形看，ud为线电压中最大的一个，因此ud波形

为线电压的包络线。α=0°时的波形如图2所示。

三相全控整

流电路的建模根据三相全控整流电路的电路图，在同步的6脉冲发生器的RLC负载下，搭

建了三相全控电路的仿真图，如图3所示。此电路脉冲采用同步的6脉冲发生器宽脉冲触

发。6个晶闸管的触发脉冲要互差60°，移相控制角设置为30°（仿真时可以灵活设置

控制角），使能端口的阶跃函数模块Step初始值为1，在0.04／6s后变为0，6脉冲

发生器模块设置频率为50Hz，脉宽为90°，选择ode23tb算法，设置仿真结束时间为0.06s。

主电路上的三相电源线电压有效值设置为220姨3，频率为50Hz，初相角为0°。

仿真电路中最主要的模块三相桥电路用了SimpowerSystems库提供的

UniversalBridge模块，该模块用的是晶闸管开关，参数设置如图4所示。桥臂个数选3，

缓冲电阻值设为1e5，缓冲电容值设为inf，即设置缓冲电路为纯电阻性电路。电力电子

开关选择晶闸管（Thysisters），内部电阻用默认的1e-3Ω，内部电感为0，正向电压为0，

测量参数为None，即不测量任何参数。3仿真波形三相全控桥式整流电路的负载一般都有

较大电感，能确保电流连续，每个晶闸管的导电角总是120°。设置串联RLC负载参数，

电阻R=20Ω，电感L=0.01H，开始仿真，得到整流器的电流波形、输出电压波形和电压

平均值，如图5所示。进一步增大电感值，设置电感L=0.1H，再仿真，得到整流器的电流

波形、输出电压波形和电压平均值，如图6所示。对比电流波形可见，电感值增大使得

负载电流变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形变得近似为一条水平线，体现

了电感的平波作用。

在图

5的基础上基础上进一步减小电感值，直到设置电感L=0H，此时变成纯阻性负载，仿真得

到整流器的电流波形、输出电压波形和电压平均值如图7所示。从图7可见电流波形与

电压波形一致。