1、-目錄單相橋式全控整流電路仿真建模分析1一單相橋式全控整流電路(純電阻負載)11.電路的構造與工作原理12.建模23仿真結果與分析44小結6二單相橋式全控整流電路(阻-感性負載)71.電路的構造與工作原理72.建模83仿真結果與分析104.小結13三單相橋式全控整流電路(反電動勢負載)131.電路的構造與工作原理132.建模143仿真結果與分析164小結18單相橋式全控整流電路仿真建模分析一、實驗目的1、不同負載時，單相全控橋整流電路的構造、工作原理、波形分析。2、在仿真軟件Matlab中進展單相可控整流電路的建模與仿真，并分析其波形。二實驗容一單相橋式全控整流電路(純電阻負載)1.電路的構造

2、與工作原理1.1電路構造 單相橋式全控整流電路純電阻負載的電路原理圖(截圖)1.2工作原理用四個晶閘管，兩只晶閘管接成共陰極，兩只晶閘管接成共陽極，每一只晶閘管是一個橋臂。1在u2正半波的0區間：晶閘管VT1、VT4承受正壓，但無觸發脈沖。四個晶閘管都不通。假設四個晶閘管的漏電阻相等，則uT1.4= uT2.3=1/2 u2。2在u2正半波的t=時刻：觸發晶閘管VT1、VT4使其導通。電流沿aVT1RVT4bTr的二次繞組a流通，負載上有電壓ud=u2和電流輸出，兩者波形相位一樣且uT1.4=0。此時電源電壓反向施加到晶閘管VT2、VT3上，使其承受反壓而處于關斷狀態，則uT2.3=1/2 u

3、2。晶閘管VT1、VT4直導通到t=為止，此時因電源電壓過零，晶閘管陽極電流下降為零而關斷。3在u2負半波的+區間：晶閘管VT2、VT3承受正壓，因無觸發脈沖，VT2、VT3處于關斷狀態。此時，uT2.3=uT1.4=1/2 u2。4在u2負半波的t=+時刻：觸發晶閘管VT2、VT3，元件導通，電流沿bVT3RVT2aTr的二次繞組b流通，電源電壓沿正半周期的方向施加到負載電阻上，負載上有輸出電壓ud=-u2和電流，且波形相位一樣。此時電源電壓反向加到晶閘管VT1、VT4上，使其承受反壓而處于關斷狀態。晶閘管VT2、VT3一直要導通到t=2為止，此時電源電壓再次過零，晶閘管陽極電流也下降為零而

4、關斷。晶閘管VT1、VT4和VT2、VT3在對應時刻不斷周期性交替導通、關斷。1.3根本數量關系a.直流輸出電壓平均值b.輸出電流平均值2.建模在MATLAB新建一個Model，命名為dianlu4，同時模型建立如以下圖所示：圖2單相橋式全控整流電路純電阻負載的MATLAB仿真模型2.1模型參數設置a.交流電源參數b.同步脈沖信號發生器參PulseGenerator的參數PulseGenerator 1 的參數c.示波器參數示波器五個通道信號依次是：通過晶閘管電流Ial；晶閘管電壓Ual；電源電流i2通過負載電流Id；負載兩端的電壓Ud。d.電阻R=1歐姆3仿真結果與分析a. 觸發角=0，MA

5、TLAB仿真波形如下：圖3 =0單相橋式全控整流電路仿真結果純電阻負載(截圖)b. 觸發角=30，MATLAB仿真波形如下：=30單相橋式全控整流電流仿真結果純電阻負載(截圖)c. 觸發角=60，MATLAB仿真波形如下：=60單相橋式全控整流電路仿真結果純電阻負載(截圖)d. 觸發角=90，MATLAB仿真波形如下：=90單相橋式全控整流電路仿真結果純電阻負載(截圖)在電源電壓正半波(0)區間，晶閘管承受正向電壓，脈沖UG在t=處觸發晶閘管VT1和VT4，晶閘管VT1,VT4開場導通，形成負載電流id，負載上有輸出電壓和電流。在t=時刻，U2=0，電源電壓自然過零，晶閘管電流小于維持電流而關

6、斷，負載電流為零。在電源電壓負半波(2)區間，晶閘管VT1和VT4承受反向電壓而處于關斷狀態，晶閘管VT2和VT3承受正向電壓，脈沖UG在t=處觸發，晶閘管VT2,VT3開場導通，形成負載電流id，負載上有輸出電壓和電流。4小結在單項全控橋式整流電路電阻性負載電路中圖4-1，要注意四個晶閘管1，4和晶閘管2，3的導通時間相差半個周期。脈沖發生器參數設置公式：1/50*/360。在這次的電路建模、仿真與分析中，我對電路的建模仿真軟件熟練了很多，對電路的了解與分析也加深了很多，比方晶閘管壓降的變化，負載電流的變化。二單相橋式全控整流電路(阻-感性負載)1.電路的構造與工作原理1.1電路構造 單相橋

7、式全控整流電路(阻-感性負載)的電路原理圖(截圖)1.2 工作原理1在u2正半波的0區間： 晶閘管VT1、VT4承受正壓，但無觸發脈沖，處于關斷狀態。假設電路已工作在穩定狀態，則在0區間由于電感釋放能量，晶閘管VT2、VT3維持導通。2在u2正半波的t=時刻及以后：在t=處觸發晶閘管VT1、VT4使其導通，電流沿aVT1LRVT4bTr的二次繞組a流通，此時負載上有輸出電壓ud=u2和電流。電源電壓反向加到晶閘管VT2、VT3上，使其承受反壓而處于關斷狀態。3在u2負半波的+區間：當t=時，電源電壓自然過零，感應電勢使晶閘管VT1、VT4繼續導通。在電壓負半波，晶閘管VT2、VT3承受正壓，因

8、無觸發脈沖，VT2、VT3處于關斷狀態。4在u2負半波的t=+時刻及以后：在t=+處觸發晶閘管VT2、VT3使其導通，電流沿bVT3LRVT2aTr的二次繞組b流通，電源電壓沿正半周期的方向施加到負載上，負載上有輸出電壓 ud=-u2和電流。此時電源電壓反向加到VT1、VT4上，使其承受反壓而變為關斷狀態。晶閘管VT2、VT3一直要導通到下一周期t=2+處再次觸發晶閘管VT1、VT4為止。從波形可以看出90輸出電壓波形正負面積一樣，平均值為零，所以移相圍是090。控制角在090之間變化時，晶閘管導通角，導通角與控制角無關。1.3根本數量關系a.直流輸出電壓平均值b.輸出電流平均值2.建模在MA

9、TLAB新建一個Model，命名為dianlu5，同時模型建立如以下圖所示單相橋式全控整流電路(阻-感性負載)的MATLAB仿真模型2.1模型參數設置a.交流電源參數b.同步脈沖信號發生器參數PulseGenerator的參數PulseGenerator1的參數 c.電阻電感參數d.示波器參數示波器五個通道信號依次是：通過晶閘管電流Ial；晶閘管電壓Ual；電源電流i2通過負載電流Id；負載兩端的電壓Ud。3仿真結果與分析a.觸發角=0，MATLAB仿真波形如下：=0單相橋式全控整流電路仿真結果阻-感性負載(截圖)b. 觸發角=30，MATLAB仿真波形如下：=30單相橋式全控整流電路仿真結果

10、阻-感性負載(截圖)c.觸發角=60，MATLAB仿真波形如下：=60單相橋式全控整流電路仿真結果阻-感性負載(截圖) d.觸發角=90，MATLAB仿真波形如下：=90單相橋式全控整流電路仿真結果阻-感性負載(截圖)4.小結由于電感的作用，輸出電壓出現負波形；當電感無限大時，控制角在090之間變化時，晶閘管導通角=，導通角與控制角無關。輸出電流近似平直，流過晶閘管和變壓器副邊的電流為矩形波。=120時的仿真波形，此時的電感為有限值，晶閘管均不通期間，承受二分之一的電源電壓。三單相橋式全控整流電路(反電動勢負載)1.電路的構造與工作原理1.1電路構造單相橋式全控整流電路反電動勢負載的電路原理圖

11、(截圖)1.2 工作原理當整流電壓的瞬時值ud小于反電勢E 時，晶閘管承受反壓而關斷，這使得晶閘管導通角減小。晶閘管導通時，ud=u2，晶閘管關斷時，ud=E。與電阻負載相比晶閘管提前了電角度停頓導電，稱作停頓導電角。 假設 時，觸發脈沖到來時，晶閘管承受負電壓，不可能導通。為了使晶閘管可靠導通，要求觸發脈沖有足夠的寬度，保證當晶閘管開場承受正電壓時，觸發脈沖仍然存在。這樣，相當于觸發角被推遲，即=。2.建模在MATLAB新建一個Model，命名為dianlu6，同時模型建立如以下圖所示：圖17 單相橋式全控整流電路(反電動勢)的MATLAB仿真模型2.1模型參數設置a.交流電源參數b.同步脈沖信號發生器參數PulseGenerator的參數PulseGenerator1的參數c.電阻、反電動勢參數電阻參數 反電動勢參數d.示波器參數示波器五個通道信號依次是：通過晶閘管VT1.VT4電流Ial；晶閘管VT1.VT4電壓Ual；電源電流i2通過負載電流Id；負載兩端的電壓Ud;通過晶閘管VT2.VT3電流電壓。3仿真結果與分析a.觸發角=0，MATLAB仿真波形如下=0單相橋式全控整流電路仿真結果反電動勢負載(截圖)b.觸發角=30，MATLAB仿真波形如下：=30單相橋式全控整流電路仿真結果反電動勢負載(截圖)c.觸發角