概述 3
二、理论基础4
1 基本原理4
基本数量关系6
三、建立模拟模型7
1模拟电路绘制7
2参数设置8
(1)模拟参数8
(2)脉冲参数9
(3)设备参数9
(4)电源参数11
(5)负载参数11
四、模拟结果分析13
三相全控桥整流电路在现代电力电子技术中发挥着重要作用，应用广泛。利用计算机仿真研究电力电子设备，有利于提高研究效率，降低研发成本。基于MATLAB/ SIMULINK电力电子电路模拟软件更有利于初学者学习电力电子，加深对各种电路器件原理的理解。采用全控整流电路理论基础Matlab的仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路的进行仿真，对输出电压、电流、变压器二次侧电压、二次侧电流、及晶闸管电压等参数进行仿真及验证，进一步了解三相桥式全控整流电路的工作原理及输出特性。
电力电子技术在当代生活中起着不可替代的作用，整流电路是将交流电能转化为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。而整流电路在自动控制系统、测量系统、发电机励磁系统等领域的应用越来越广泛。常用的三相整流电路包括三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。三相全控整流电路整流负载容量大，输出直流电压脉动小，是目前应用最广泛的整流电路。它是由半波整流电路开发的。由一组共阴极的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的晶闸管串联而成。六个晶闸管由一定规律的脉冲触发引导，实现三相交流电的整流。当晶闸管的触发角发生变化时，相应的输出电压平均值也会发生变化，以获得不同的输出。由于整流电路涉及交流信号、直流信号和触发信号，包括晶闸管、电容器、电感器、电阻等部件，传统的电路分析方法相当繁琐，高压实验难以顺利进行。Matlab可视化仿真工具提供Simulink可直接建立电路模拟模型，随意更改模拟参数，并立即得到任何模拟结果，直观性强，进一步节省了编程步骤。
二、理论基础
1、基本原理
三相桥式全控整流电路原理图如图1所示。三相桥式全控整流电路由三相半波可控整流电路演变而来，由三相半波共阴极连接(VT1，VT3，VT5)和三相半波共阳极接法(VT4，VT6，VT2)串联组合。在三相桥式全控整流电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，整流电压是三相半波的两倍。显然，在输出电压相同的情况下，三相桥式晶闸管所需的最大反向电压比三相半波线路中的晶闸管低一半。
为便于分析，三相全控桥六晶闸管的触发顺序为1-2-3-4-5-6，晶闸管的数量如下：晶闸管VT1和VT4接a相，晶闸管VT3和VT6接b相，晶管VT5和VT2接c相。晶闸管VT1，VT3，VT5组成共阴极组，晶闸管VT4，VT6，VT2组成共阳极组。
为了搞清楚α在变化过程中，对输出波形的变化规则进行了分析。α=0的情况，即在自然换相点触发换相的情况。图1为电路接线图。
图1三相桥式整流电路电路原理图
为便于分析，将一个周期等分为6段(见图2)。
图2 三相桥式整流电路触发脉冲
在第(1)段，a相电压最高，共阴极组晶闸管VT1.触发导通，b相电位最低，供阳极组晶闸管VT6.触发导通。此时，电流由a相经VT流向负载，再经VT流入b相。变压器a、b在两相工作中，共阴极组的a相电流为正，共阳极组的b相电流为负。整流电压为ud=ua-ub=uab
经过60°进入第(2)段。此时a相电位仍然最高，晶闸管VT1继续导通，但C相电位最低，当C相晶闸管通过自然换相点触发时VT2.电流从b到c相，VT6承受反向电压并关闭。这时，电流从a相流出VT1、负载、VT二流回电源c相。变压器a、c两相工作。此时a相电流为正，c相电流为负。负载电压为ud=ua-uc=uac，再经过60°，进入第(3)段。此时b相电位最高，自然换相点后共阴极组触发导通晶闸管VT三、电流从a到b相，c相晶闸管VT2继续导通，因为电位仍然是最低的。此时变压器bc负载电压为两相工作ud=ub-uc=ubc。
余相依此类推，每段晶闸管的导通和输出整流电压如图3所示：
图3 三相整流电路α=0时晶闸管整流情况
2、
基本数量关系
三、建立模拟模型
1.绘制模拟电路
(1)
三相桥式全控整流电路纯电阻和阻感负载系统模拟电路
(2)三相桥式全控整流电路阻感负载有源逆变系统模拟电路
(2)三相桥式全控整流电路反电势负载系统模拟电路
2、参数设置
(1)模拟参数
选择基本仿真参数：
模拟停止时间：0.08s,仿真算法：ode23tb
(2)脉冲参数
驱动电路选用同步6脉冲发生器，脉冲宽度为10度，采用双脉冲触发法，发生器间隔60度，alpha-deg同步电压频率为50Hz。
(3)设备参数
1.变压器:本设计采用基本三相变压器，变比为311/170Dyn11连接组别
二、晶闸管模块
采用通用桥式晶闸管模块，有五个电气接口和一个输出接口，桥臂数设置为三个缓冲电路电阻值和缓冲电路电容值。
三、二极管模块
采用默认值
4.电压表、电流表、显示模块，powergui所有模块都使用默认值
(4)电源参数
采用三个交流电压源组成三相交流电源，线电压：380V，频率为：50Hz，相位相差120度
(5)负载参数
1.纯电阻负载
2.RL阻感负载：实验值为两组，1.R=20,L=0.7；2.R=10，L=0.5
3.反电动势负载(直流电机)
四、模拟结果及分析
1.纯电阻负载(R=20Ω)
(1)二次侧电压波形
(2)α=0°波形
(3)α=60°波形
(3)α=90°波形
2.阻感负载
(1)R=20Ω，L=0.7H
<1> α=60°波形
<2> α=90°波形
(2)R=10Ω，L=0.5H
<1> α=60°波形
<2> α=90°波形
3.反电动势负载
(1). α=30°，输出电压ud电机转速波形
(1). α=50°，输出电压ud电机转速波形
4、有源逆变
结果分析：电阻性负载：对于纯电阻性负载，当α小于等于90°时，Ud波形为正值，直流电流Id和Ud同相，所以直流电流波形和电压波形是一致的。随着触发角的增加，晶闸管在电压后关闭，因此晶闸管的正向导通时间减小，对应着输出电压平均值减小，并且当触发角大于60°后Ud的波形出现断续，而随着触发角的持续增大，输出电压逐渐减小，当触发角增大到120度时，输出电压Ud将完全变为0，由此可得三相全控桥整流电路纯电阻性负载的移相范围为0°—120°.
阻感性负载：当触发角小于60度时，输出电压波形与纯电阻基本相同，区别在于，阻感性负载由于电感的存在，使得直流侧输出电流不能发生突变，输出波形比较平稳可近似为平缓的直线。当60°
反电动势负载：当三相全控桥整流电路接反电动势负载即直流发电机时，由直流侧输出电压波形和电动机转速波形可得，当触发角为30度时，电动机转速为45r/min；当触发角为50度时，电动机转速为27r/min，随着α的增大直流侧输出电压平均值减小，电动机转速减小。
有源逆变：当加上极性与晶闸管导通方向一致的直流电动势且α>90°时将发生有源逆变现象，输出电压Ud波形为负值。五、结论
通过此次仿真实验，让自己对三相全控桥整流电路工作原理及输出特性了解得更加详细和印象深刻，了解了三相全控桥整流电路在不同触发角及负载条件下的输出波形特性，以及有源逆变的特点及产生条件，并且练习了MATLAB/SIMULINK软件的使用，学会了仿真模型的搭建及通过设置各种合理的参数组合来观察实验结果以得到比较理想的波形，收获良多。
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