计算机仿真技术作业2
标题:带电容滤波的三相不控整流桥模拟
利用simpowersystems建立三相不控整流桥的模拟模型。输入三相电压源,线电压380V,50Hz,内阻0.001Ω。三相二极管整流桥可用Universal Bridge二极管采用默认参数模块。直流滤波电容3300μF,负载为电阻。模拟时间0.3s。
注:前三项只考虑稳态,第四项注重启动过程。
仿真算法选择ode23tb,最大步长为1μs,仿真时间0.3s
理论计算:
输出直流电压与输入交流线电压的关系如下:
交流侧电流有效值:
交流侧基波电流有效值:
直流电压与负载电阻的关系:
模拟整流电路的空载和负载电阻为10、1和0.1欧姆的情况。
根据仿真结果记录直流电压波形,找出直流电压,的关系进行比较分析。
(1)空载时直流电压Ud=537.4V ,纹波电压Ud=0
(2)负载电阻为50Ω时 直流电压Ud=533.2V ,纹波电压Ud=8.75V
(3)负载电阻为10Ω时 直流电压Ud=523.3V ,纹波电压Ud=32.5000V
(4)负载电阻为1Ω时直流电压 Ud=511.1V 纹波电压Ud= 70.9100 V
(5)负载电阻为0.1Ω 时直流电压Ud=493.5V 纹波电压Ud= 64.9500 V
结论: 结论如下: 随着负载电阻的降低,输出直流电压的值降低
电流波形与负载的关系:
模拟负载电阻分别为10和10.67和0.5时的情况。
记录直流电流和a相交流电流,并分析规律。Ω时,a如下图所示:相交流电流和直流电流波形:
(1)负载电阻为10Ω时,a相交流电流和直流电流波形如下图:
(2)负载电阻为1.67Ω时,a如下图所示
(3)负载电阻为0.5Ω时,a如下图所示
结论: 直流侧电流可以从上述模拟结果中得出以下结论。Id,交流侧电流Ia直流侧电流的有效值与交流侧电流的有效值有如下相似之处:
当负载电阻为1时.67Ω输出电压为Vd=512v,接近理论计算。
Ia-Id曲线
3.平波电抗器的作用
直流侧加1mH电感。模拟轻载50欧姆和重载0.5欧姆时,记录直流和交流电流波形,计算交流电流THD。在相同的负载条件下,模拟不添加平波电抗器,并进行比较分析。加平波电抗器L=1mH时的THD不加平波电抗器THD502.398%2.398%0.50.3426%0.3437%
加入平波电抗器L=1mH, 负载电阻为50Ω时
不加平波电抗器, 负载电阻为50Ω时
(2) 加入平波电抗器L=1mH, 负载电阻为0.5Ω时
没有平波电抗器,负载电阻为0.5Ω时
分析:通过上述模拟结果和计算结果,输出直流电流纹波较小,交流侧电流较小THD更小。
4.抑制充电电流的方法
观察上述模拟中直流电流的大小,分析原因,提出解决方案并进行模拟验证。
注意事项:
在使用simpowersystems必须在模块后使用PowerGUI