三相全控整流电路仿真研究

第３２卷第３期　大庆师范学院学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＤＡＯＩＮＧ　Ｎ０ＲＭＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．３　Ｍａｖ．２０１２　２０１２年５月　三相全控整流电路仿真研究　付保红，成宝芝　（大庆师范学院物理－９电气信息工程学院，黑龙江大庆１６３７１２）　摘要：在对三相桥式全控整流电路作出理论分析的基础上，建立了基于ＭＡＴＬＡＢ的三相桥式整流电路的仿真模　型，并对不同触发角时和不同负载时的整流输出波形进行对比分析与研究。给出了仿真结果，验证了所建模型的　正确性。　关键词：电力电子；三相全控整流；ＭＡＴＬＡＢ　作者简介：付保红（１９７４－），女，黑龙江大庆人，大庆师范学院物理与电气信息工程学院讲师，从事电力电子技术应　用研究。　中图分类号：ＴＭ４６１．４文献标识码：Ａ文章编号：２０９５—００６３（２０１２）０３—０００４—０３收稿日期：２０１１—１１一Ｏ１　０　引言　整流电路，尤其是三相全控整流电路，是电力电子技术中最为重要的电路，应用十分广泛。但三相全　控整流电路的工作情况比较复杂，尤其是繁杂的波形分析，给教学带来很大不便。对电路进行建模仿真，　使学生能够对比较难以理解的抽象内容有一个直观的认识。　１　三相全控整流电路的工作原理　１．１基本工作原理　ＶＴｌⅥ’３ＶＴ５　ｄ１　、ｊＩ　７　一　一　ｆｄ　ｌ　—厂，一—Ｙ、◆‘，　ａ　一、　。　　ｂ　曩由　，＾Ｙ　一　一　Ｊｒ　１　ｃｌ　Ⅵ＇４Ⅵ６ＶＴ２　ｄ２　图１　三相全控整流电路电路结构图　将一个周期相电压分为６个区间，每个区间整流电路工作情况如下表：　表１整流电路工作情况　由上表可见，在三相桥式全控整流电路中，每一个导电回路中有２个晶闸管，即用２个晶闸管同时导　通以控制导电的回路。晶闸管的导通顺序为ＶＴ　－－－，．ＶＴ　－－＊ＶＴ　一ＶＴ４－－－，ＶＴ　－－－，．ＶＴ　。　４　从上述分析可以总结出三相全控桥式整流电路的工作特点：　１）任何时候共阴、共阳极组各有一只元件同时导通才能形成电流通路；　２）共阴极组晶闸管ＶＴ　、ＶＴ　、ＶＴ　，按相序依次触发导通，相位相差１２０。，共阳极组晶闸管ＶＴ　、ＶＴ４、　Ｖ　，相位相差１２０。，同一相的晶闸管相位相差１８０。。每个晶闸管导通角１２０。；　３）输出电压ｕ　由六段线电压组成，每周期脉动六次；　４）晶闸管承受的电压只与晶闸管导通情况有关，其波形由３段组成：一段为零（忽略导通时的压降），　两段为线电压。晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。　１．２基本数量关系　１　≤６０。　１　ｒＪ莩　一一　√２　Ｕ２ｓｉｎｔｏｔｄ（（ｔＪ　）＝２・３４　ｃ。ｓ　０ｃ　＋　２）　＞６０。　Ｊ孚＋　√２　ｓ　凡∞ｔｄ（ｔｏｔ）＝２・３４ｕ２［１＋ｃ。ｓ（￣ｒ／３＋　）］　２三相全控整流电路的仿真模型　在Ｍａｔｌａｂ环境下，运用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ及Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂｌｏｃｋｓｅｔ的各种元件模型建立了三相桥式全控整流电　路的仿真模型，仿真模型如图２所示：　Ｊ壹Ｉ　２三相全控整流电路仿翼模型　模型参数的设置：　１）交流电压源的参数设置：设置交流峰值相电压为１００Ｖ，频率为２５Ｈｚ。　２）负载的参数设置：选择Ｒ＝８　，Ｌ＝１Ｈ，Ｃ＝ｉｎｆ。　３）脉冲发生器参数的设置：选择宽脉冲触发方式，宽度取３０％。　在模型参数的设置中，难点在各个晶闸管触发角的设置。正半周第一个自然换相点在距ｘ轴３０。的　位置，则在电源频率为２５Ｈｚ的情况下延迟０．００３３ｓ。当Ｏｆ：０ｏ时，Ｐｕｌｓｅｌ的延迟时间即为０．００３３ｓ。ＶＴ　、　ＶＴ２、ＶＴ３、ＶＴ　、ＶＴ５、ＶＴ６的触发相位依次相差６０。，则Ｐｕｌｓｅｌ、Ｐｕｌｓｅ２、Ｐｕｌｓｅ３、Ｐｕｌｓｅ４等的相位依次延迟　０．００６６ｓ。在Ｏ／．＝３０。时，各个晶闸管触发相位依次再延迟０．００３３ｓ。Ｏｆ＝６０。、０／．＝９０。时以此类推。　３三相全控整流电路的仿真分析　３．１整流输出电压与触发角的关系　以纯阻性负载为例，不同　角时输出电流、输出电压平均值对比如下：　５　ａ＝０。　“＝３０　图３不同ａ角时输出电流、输出电压平均值　由仿真波形可见，在负载相同时，　角越大，整流输出电流、电压平均值越小，二者成反比。　３．２整流输出电压与负载的关系　＝９０。时，阻性与感性负载的输出电流、输出电压对比如下：　ｒ　上＿＿　●●　一．．｝　』　十　－Ｍ相纯电　ｊ三相线电压　＿－●＿１●．　一　二　一　．１．删　　．一　ｎｌｌ＿了＊卫　，　　一　一＿ｒ　¨　１　』　ｉｌ　１　』　　一　一　一－－Ｊ　“　¨■　发一　二ｒ　一一＿，　出　　Ｌ　＊　一一．　　一Ｔ●Ｊ　一　　一　一　一Ｈ“　＋　簿　簿瓣　：蘩　一Ｔ　Ｔ　—　Ｌ　Ｌ　０　０　＿ｊ　一　　一　一　一　．』●ｒ●Ｔ●●Ｊ　一一一　　一一＿＿　二二　一　　一　一二＝　Ｌ　一一　Ｌ　；　；　一一　１　　一阻性负载　感性负载　图４　＝９０。时阻性与感性负载的输出电流和电压　在三相全控整流电路中，由仿真波形可见当ｏＬ＞６０。时，阻性负载输出电流、电压波形出现断续；０／．＝９０。　时，阻性负载，输出电流、电压波形出现断续；当ａ＜６０。时，感性负载输出电流、电压连续。　４结语　本文对三相全控整流电路进行了理论分析，建立了仿真模型。从触发角和负载的角度触发，通过对　比，分析了二者对整流输出电压的影响。通过仿真分析，验证了所建模型的正确性。利用ＭＡＴＬＡＢ强大　的绘图功能，不需要复杂的实验装置，就可以直观地观察到不同参数对整流电路的影响，这对电力电子技　术的教学和实验研究具有重要意义。　［参考文献］　［１］王兆安，刘进军．电力电子技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００９．　［２］王云亮．电力电子技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００４．　［３］飞思科技产品研发中心．ＭＡＴＬＡＢ７基础与提高［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００５　６