三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 5.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 5.1.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理 实验线路如图5-1及图5-2所示。主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流 电源的三相不控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由C04 KC41、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。集成触发电路 的原理可参考有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技 术教材的有关内容。图中的R用D42三相可调电阻，将两个900Q接成并联形式： 电感Ld在DJKO2面板上，选用700mH,直流电压、电流表由DJK02获得。 在二相杯 式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均 在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压 VT1 VT3 VT5 Ld 电业 ⊙ 0 R VT4 VT6 VT2 图5-1 三相桥式全控整流电路实验原理图
三相桥式整流及有源逆变电路的 MATLAB 仿真 5.1 三相桥式整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 5.1.1 三相桥式整流及有源逆变电路的原理 实验线路如图5-1及图5-2所示。主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流 电源的三相不控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、 KC4l、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。集成触发电路 的原理可参考有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技 术教材的有关内容。 图中的R用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式； 电感Ld在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。 在三相桥 式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均 在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压 U1 VT3 K1 K4 G6 K5 VT1 正桥功放 I1 三相电源输出 A G3 R G5 K3 Uc1 VT4 K2 V G1 K6 G2 G4 Ld VT6 触发电路 VT5 VT2 给定 图 5-1 三相桥式全控整流电路实验原理图
VT1 3 VT5 VT4 VT6 Ue. 图5-2三相桥式有源逆变电路实验原理图 变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am、Bm、Cm,返回电网的电压 从高压端A、B、C输出，变压器接成YY接法。 当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。 其交流侧由三相电源供电。三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流 电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、 十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。 三相桥式整流电路主回路接线图如图所示。 VT,VT,VT,d, 本本本 VvT,vT。vT2d 完整的三相桥式全控整流电路由整流变压器，6个桥式连接的晶闸管、负载
给定 VT6 三相不控整流 V K2 U1 VT2 Ld G2 ＋ K1 VT1 K4 G5 VT4 G6 K5 VT5 三相电源输出 G4 A VT3 触发电路 Uc1 － G3 I1 K3 R 正桥功放 G1 K6 三相电源输出 三相心式变压器 图 5-2 三相桥式有源逆变电路实验原理图 变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端 Am、Bm、Cm,返回电网的电压 从高压端 A、B、C 输出，变压器接成 Y/Y 接法。 当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。 其交流侧由三相电源供电。三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流 电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、 十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。 三相桥式整流电路主回路接线图如图所示。 完整的三相桥式全控整流电路由整流变压器，6 个桥式连接的晶闸管、负载
触发器和同步环节组成。六个晶闸管依次相隔60°触发，将电源交流电整流为 直流电。 5.1.2三相桥式整流及有源逆变电路的仿真模型 三相桥式整流电路及有源逆变的仿真使用了MATLAB模型库中的三相桥和触 发集成模块，建立该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型，设置模型参数和观 测仿真结果等几个主要阶段，叙述如下： 1.建立仿真模型 (1)首先建立一个仿真的新文件。 (2)提取电路与器件模块，组成上述电路的主要元件有交流电源，晶闸管、 LC负载等。其元器件名称及提取路径如表3-2所示 表3-2三相整流电路模型主要元器件 元器件名称 提取元器件路径 交流电源 Electrical source/AC voltage source 多功能桥式整流SimpoweSystem/,Power Electronics/Universal Bridge 电路 RLC负载 Elements/series rlc bridge 6脉冲发生器 Extralibrary/controlblocks/synchronized6-pulseg nerator 触发角设定 Simulink/sources/constans (3)建立三相桥式整流电路仿真模型 10 10 Universal Bridge
触发器和同步环节组成。六个晶闸管依次相隔 60°触发，将电源交流电整流为 直流电。 5.1.2 三相桥式整流及有源逆变电路的仿真模型 三相桥式整流电路及有源逆变的仿真使用了 MATLAB 模型库中的三相桥和触 发集成模块，建立该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型，设置模型参数和观 测仿真结果等几个主要阶段，叙述如下： 1. 建立仿真模型 （1）首先建立一个仿真的新文件。 （2）提取电路与器件模块，组成上述电路的主要元件有交流电源，晶闸管、 RLC 负载等。其元器件名称及提取路径如表 3-2 所示 表 3-2 三相整流电路模型主要元器件 元器件名称 提取元器件路径 交流电源 Electrical source/AC voltage source 多功能桥式整流 电路 SimpoweSystem/Power Electronics/Universal Bridge RLC 负载 Elements/series RLC bridge 6 脉冲发生器 Extralibrary/controlblocks/synchronized6-pulseg enerator 触发角设定 Simulink/sources/constans （3）建立三相桥式整流电路仿真模型
图5-3三相桥式整流及逆变电路仿真模型 5.2仿真模型使用模块的参数设置 设定此电路阻感性负载(R的值为2Q、L=0.01D 设置模型参数如下： 1)电源参数设置：三相电源的电压峰值为50v×√2，可表示为“50*sqrt (2)”,频率为50Hz,相位分别为0、-120°、-240°。 2)6脉冲发生器设置：频率为50z,脉冲宽度取1°，取双脉冲触发方式。 3)触发角设置：给定alph设置分别为150°。 4)多功能桥式整流电路参数设置对话框 Number of bridge arms: abber resistance Rs (Chms nubber capacitance Cs (F) inf Power Electronic device Thyristors Ron (ohms) 1e-3 orward vo1 tage ve(） 0 Measurements UAB UBC UCA UDC voltages 5)仿真并观察结果。设置仿真时间0.08s,数值算法采用ode23tb(stiff/ TR.BDF2)
图 5-3 三相桥式整流及逆变电路仿真模型 5.2 仿真模型使用模块的参数设置 设定此电路阻感性负载(R 的值为 2Ω、L=0.01H) 设置模型参数如下： 1) 电源参数设置：三相电源的电压峰值为 50V× 2 ，可表示为“50*sqrt （2)”，频率为 50Hz，相位分别为 0、-120°、-240°。 2）6 脉冲发生器设置：频率为 50Hz，脉冲宽度取 1°，取双脉冲触发方式。 3) 触发角设置：给定 alph 设置分别为 150°。 4）多功能桥式整流电路参数设置对话框 5）仿真并观察结果。设置仿真时间 0.08s，数值算法采用 ode23tb(stiff／ TR．BDF2)
5.3模型仿真及仿真结果 -100 0 004 0.05006 007 00 me offset:0 负载电压、电流波形a=150° 当=150°时，变流装置工作在逆变状态，负载电压U为负值波动：负载 电流Id方向不变，负载电压Ud方向的变化，致使能量传递方向的改变
5.3 模型仿真及仿真结果 负载电压、电流波形 α = ° 150 当α = ° 150 时，变流装置工作在逆变状态，负载电压 Ud 为负值波动；负载 电流 Id 方向不变，负载电压 Ud 方向的变化，致使能量传递方向的改变