1、學(xué) 號(hào)1322041202天津城建大學(xué)控制系統(tǒng)仿真大作業(yè)單相整流逆變電路仿真模型學(xué)生姓名王飛虎班級(jí)13電氣12班成績(jī)控制與機(jī)械工程學(xué)院2014年 6 月 20 日目錄一、仿真電路原理圖：2二、單相橋式不可控整流原理：2三.電路搭建4四.元件提取4五.參數(shù)設(shè)置5六.結(jié)果分析11七.結(jié)論：12參考文獻(xiàn)：12緒論： 整流(ac/dc)就是整流，是指將交流電變換為直流電稱為ac/dc變換，這正變換的功率流向是由電源傳向負(fù)載，稱之為整流。 逆變(dc/ac)，按負(fù)載性質(zhì)的不同，逆變分為有源逆變和無(wú)源逆變。如果把逆變電路的交流側(cè)接到交流電源上，將直流電能經(jīng)過(guò)直交變換，逆變成與交流電源同頻率的交流電返回到電

2、網(wǎng)上去，叫有源逆變，其相應(yīng)的裝置是有源逆變器。而將直流電能經(jīng)過(guò)變換逆變成交流電能直接消耗在非電源性負(fù)載上者，叫無(wú)源逆變，其相應(yīng)的裝置是變頻器。逆變與整流是變流裝置的兩種不同工作狀態(tài)，能在同一套變流裝置上實(shí)現(xiàn)，只是其工作條件不一樣而已。一、仿真電路原理圖：仿真電路原理圖二、單相橋式不可控整流原理： 本實(shí)驗(yàn)使用單相橋式不可控電路，也就是電力二極管。橋式整流電路如圖1所示，其中圖（a）、（b）、（c）是它的三種不同畫(huà)法。它是由電源變壓器、四只整流二極管d14 和負(fù)載電阻rl組成。四只整流二極管接成電橋形式，故稱橋式整流。單相橋式不可控整流逆變電路橋式整流電路的工作原理如圖2所示。在u2的正半周，d1

3、、d3導(dǎo)通，d2、d4截止，電流由tr次級(jí)上端經(jīng)d1 rl d3回到tr 次級(jí)下端，在負(fù)載rl上得到一半波整流電壓。在u2的負(fù)半周，d1、d3截止，d2、d4導(dǎo)通，電流由tr次級(jí)的下端經(jīng)d2 rl d4 回到tr次級(jí)上端，在負(fù)載rl 上得到另一半波整流電壓。 這樣就在負(fù)載rl上得到一個(gè)與全波整流相同的電壓波形，其電流的計(jì)算與全波整流相同，即 ：ul = 0.9u2 il = 0.9u2rl。 流過(guò)每個(gè)二極管的平均電流為：id = il2 = 0.45 u2rl.、每個(gè)二極管所承受的最高反向電壓為：urm=1.414u2。目前中小功率的逆變電路幾乎都采用pwm技術(shù)。逆變電路是pwm控制技術(shù)最為重

4、要的應(yīng)用場(chǎng)合。pwm逆變電路也可分為電壓型和電流型兩種，目前實(shí)用的幾乎都是電壓型。 其計(jì)算法和調(diào)制法分別如下： 計(jì)算法：根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期脈沖數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算pwm波各脈沖寬度和間隔，據(jù)此控制逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷，就可得到所需pwm波形。調(diào)制法：輸出波形作調(diào)制信號(hào)，進(jìn)行調(diào)制得到期望的pwm波；通常采用等腰三角波或鋸齒波作為載波；等腰三角波應(yīng)用最多，其任一點(diǎn)水平寬度和高度成線性關(guān)系且左右對(duì)稱；與任一平緩變化的調(diào)制信號(hào)波相交，在交點(diǎn)控制器件通斷，就得寬度正比于信號(hào)波幅值的脈沖，符合pwm的要求。調(diào)制信號(hào)波為正弦波時(shí)，得到的就是spwm波；調(diào)制信號(hào)不是正弦波，而是其他所需波形時(shí)，也能得到等效

5、的pwm波。 實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)蜗嗾髂孀冸娐返姆抡婺Ｐ腿?電路搭建四.元件提取元件路徑萬(wàn)用表multimetersimpowersystems/ measurements / multimeter交流電源 ac50*2simpowersystems/electrical sources/ac voltage source離散pwm發(fā)生器模塊simpowersystems /extra library/ discrete control blocks/ discrete pwm generator信號(hào)終結(jié)模塊terminatorsimulink/commonly used blocks/terminat

6、or支路rlcsimpowersystems/elements/series rlc branch負(fù)載rlsimpowersystems/elements/series rlc load整流橋bridgesimpowersystems/power electronics/universal bridge電壓測(cè)量 vdsimpowersystems/measurements/voltage measurement示波器scopesimulink/sinks/scope五.參數(shù)設(shè)置不控整流橋參數(shù)設(shè)置如上圖。逆變橋參數(shù)設(shè)置如上圖。交流電源模塊幅值為70.7v，頻率為50hz。濾波電感l(wèi)1為80e-3

7、。濾波電感l(wèi)2為30e-3。濾波電容c1為1800e-6。濾波電容c2為320e-6。rl負(fù)載參數(shù)設(shè)置對(duì)話框離散pwm發(fā)生器參數(shù)設(shè)置對(duì)話框萬(wàn)用表參數(shù)設(shè)置對(duì)話框六.結(jié)果分析在仿真參數(shù)設(shè)置里，僅設(shè)置仿真開(kāi)始時(shí)間為哦，停止時(shí)間設(shè)置為0.5s，采用ode23tb算法，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。輸出電壓波形圖上圖為萬(wàn)用表自動(dòng)繪制的，波形圖為兩列四行，其順序與前圖萬(wàn)用表的參數(shù)設(shè)置一致：第一行為不控整流橋二極管的端電壓usw1與流經(jīng)二極管的電流isw1；第二行為逆變橋igbt管的端電壓usw1與流經(jīng)igbt管的電流isw1；第三行為整流橋輸出電壓udc與逆變橋輸入電壓udc；第四行為rl負(fù)載的端電壓ub與流

8、經(jīng)負(fù)載的電流ib。七.結(jié)論：輸出負(fù)載電壓波形還由示波器檢測(cè)輸出并且顯示出來(lái)，當(dāng)pwm脈沖發(fā)生器調(diào)制度設(shè)置為m=0.5時(shí)，且設(shè)置“frequency of output voltage（hz）”設(shè)置正弦調(diào)制波頻率為50hz與100hz時(shí)，在變頻過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后的0.450.5s的區(qū)間內(nèi)，輸出負(fù)載電壓波形頻率也就是設(shè)置的50hz與100hz，正弦波輸出規(guī)范而無(wú)畸形、逼真，效果十分理想。單相50hz交流電源經(jīng)單相不控整流環(huán)節(jié)，進(jìn)行l(wèi)c濾波后即為中間直流環(huán)節(jié)。再進(jìn)入pwm逆變，又一次lc濾波后，連接到需要不同于50hz的交流電單向負(fù)載。 實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)目的，而且圖形都是很標(biāo)準(zhǔn)，可以說(shuō)算的上達(dá)到預(yù)期的目的，對(duì)于不可控電路來(lái)說(shuō)，還是有點(diǎn)難度。實(shí)現(xiàn)了不用頻率不同電壓的整流逆變的過(guò)程，模型仿真簡(jiǎn)單，但是具體到每一塊的理論還是很廣的參考文獻(xiàn)：1 王云亮，周淵深電力電子技術(shù)m北京：電子工業(yè)出版社，2000