小水电2006年第2期（总第128期） 技术交流 单便捷，对工程人员本身计算机操作与编程的熟练 1.;②输出端口（阴极端口）U山、；③控制端口 程度的要求降到了最低，工程和科技人员可以把更 (触发端口)U；④品闸管内部变量：通断状 多的精力放到理论和技术的创新上去。由于Simr 态W。 lik是交互式的应用程序，因此在仿真过程中，可 2)晶闸管模型 以在线修改仿真参数，并立即观察到改变后的仿真 ①状态1正常状态 结果。对于损坏性仿真成本低，对实验室电路仿真 晶闸管导通的条件是：阳阴极间必须施加正向 可以起到一定的补充。 电压，触发极有触发脉冲，即： 3 三相桥式全控整流电路原理 if (Us UandUp >0)sw=1; 晶闸管具有正向阻断的能力，在正压时是可控 同步移相 的，在反压时则完全处于断态，也就是说它具有单 控制 触发 向导电性质，即： if (U<Uor)sw=0; U 入 if(w=0)1x=0, 品闸管触发导通后，触发极失去作用，即晶闸 管的可控性是不可逆的，即： U if (sw =1)U,Urand= T ②状态2晶闸管断路 则：w司，1司； 图1三相全控整流电路 ③状态3晶闸管短路 则：w司，U.=U,1三(。 图1为三相桥式全控整流电路的原理图，将三相 4.2整流电路的Simulink模型 交流电引入上图中的a、b、c三点，阴极连接在一 利用MATLAB/Simulink的SimPowerSystems工具 起的3个晶闸管(T、、T)为共阴极组，阳 箱，对三相全控整流电路建立Simulink模型（见图 极连接在一起的3个晶闸管(I2、T、T6)为共 2)。其中通用桥式电路模块采用的电力电子元件为 阳极组。共阴极组的3个晶闸管中，阳极所接交流 晶闸管，电路接阻感性负载，同步六脉冲发生器采 电压值最大的一个导通，共阳极组的3个晶闸管 用双触发脉冲，即给某个晶闸管发出1个触发脉冲 中，阴极所接交流电压值最低的导通，任意时刻共 之后，间隔60°再给它补发1个脉冲。 阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状 晶闸管的触发角控制逻辑由若干阶跃信号进行 态。6个晶闸管的脉冲按T、2、T3、T、T、 控制。在Alpha Subsystem子系统模块中，通过阶跃 T。的顺序，相位依次相差60°（电角度，下同）， 信号的叠加，并设置不同阶跃信号的起始时间及起 共阴极组1、T3、1的脉冲依次差120°，共阳极 始值与终止值，即可实现不同时刻任意复杂的触发 组T2、T、T也依次差120°。通过这2个晶闸管 角控制逻辑，包括触发角的大小和改变时间。 的导通，相连接的两相电压差就加在了负载的 为了模拟单个晶闸管的工作状态（正常运行或 两端。 者烧坏)，在ThyristorStates Subsystem子系统模块 4系统建模 中，先将晶闸管组的触发脉冲信号向量利用Selec- tor模块进行提取分解，然后对晶闸管T、、 4.1晶闸管 I、T、I、T6的工作状态设计控制逻辑，最 1)品闸管端口变量 后，再将晶闸管T、、乃、T4、T、T6的触发 将晶闸管视为理想的可控开关元件，不考虑诸 脉冲信号向量利用Mx模块进行复合，接入通用 如晶闸管管压降、漏电流、触发电流等参数，晶闸 桥的脉冲输入端口（见图3）。 管的端口变量如下：①输入端口（阳极端口）U,、 ·25· 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://yww.cnki.net单便捷 , 对工程人员本身计算机操作与编程的熟练 程度的要求降到了最低 , 工程和科技人员可以把更 多的精力放到理论和技术的创新上去。由于 Simu2 link 是交互式的应用程序 , 因此在仿真过程中 , 可 以在线修改仿真参数 , 并立即观察到改变后的仿真 结果。对于损坏性仿真成本低 , 对实验室电路仿真 可以起到一定的补充。 3 三相桥式全控整流电路原理 图 1 三相全控整流电路 图 1 为三相桥式全控整流电路的原理图 , 将三相 交流电引入上图中的 a、b、c 三点 , 阴极连接在一 起的 3 个晶闸管 ( T1 、T3 、T5 ) 为共阴极组 , 阳 极连接在一起的 3 个晶闸管 ( T2 、T4 、T6 ) 为共 阳极组。共阴极组的 3 个晶闸管中 , 阳极所接交流 电压值最大的一个导通 , 共阳极组的 3 个晶闸管 中 , 阴极所接交流电压值最低的导通 , 任意时刻共 阳极组和共阴极组中各有 1 个晶闸管处于导通状 态。6 个晶闸管的脉冲按 T1 、T2 、T3 、T4 、T5 、 T6 的顺序 , 相位依次相差 60°(电角度 , 下同) , 共阴极组 T1 、T3 、T5 的脉冲依次差 120°, 共阳极 组 T2 、T4 、T6 也依次差 120°。通过这 2 个晶闸管 的导通 , 相连接的两相电压差就加在了负载的 两端。 4 系统建模 411 晶闸管 1) 晶闸管端口变量 将晶闸管视为理想的可控开关元件 , 不考虑诸 如晶闸管管压降、漏电流、触发电流等参数 , 晶闸 管的端口变量如下 : ①输入端口 (阳极端口) Ux 、 Ix ; ②输出端口 (阴极端口) Uf 、If ; ③控制端口 (触发端口) Up ; ④晶闸管内部变量 : 通断状 态 sw。 2) 晶闸管模型 ①状态 1 ———正常状态 晶闸管导通的条件是 : 阳阴极间必须施加正向 电压 , 触发极有触发脉冲 , 即 : if ( Ux > Uf and Up > 0) sw = 1 ; 晶闸管具有正向阻断的能力 , 在正压时是可控 的 , 在反压时则完全处于断态 , 也就是说它具有单 向导电性质 , 即 : if ( Ux < Ufor Ix ≤0) sw = 0 ; if (sw = 0) Ix = 0 ; 晶闸管触发导通后 , 触发极失去作用 , 即晶闸 管的可控性是不可逆的 , 即 : if (sw = 1) Ux = Uf and Ix = If ; ②状态 2 ———晶闸管断路 则 : sw ≡0 , Ix ≡0 ; ③状态 3 ———晶闸管短路 则 : sw ≡1 , Ux ≡Uf , Ix ≡If 。 412 整流电路的 Simulink 模型 利用 MATLABΠSimulink 的 SimPowerSystems 工具 箱 , 对三相全控整流电路建立 Simulink 模型 (见图 2) 。其中通用桥式电路模块采用的电力电子元件为 晶闸管 , 电路接阻感性负载 , 同步六脉冲发生器采 用双触发脉冲 , 即给某个晶闸管发出 1 个触发脉冲 之后 , 间隔 60°再给它补发 1 个脉冲。 晶闸管的触发角控制逻辑由若干阶跃信号进行 控制。在 Alpha Subsystem 子系统模块中 , 通过阶跃 信号的叠加 , 并设置不同阶跃信号的起始时间及起 始值与终止值 , 即可实现不同时刻任意复杂的触发 角控制逻辑 , 包括触发角的大小和改变时间。 为了模拟单个晶闸管的工作状态 (正常运行或 者烧坏) , 在 ThyristorStates Subsystem 子系统模块 中 , 先将晶闸管组的触发脉冲信号向量利用 Selec2 tor 模块进行提取分解 , 然后对晶闸管 T1 、 T2 、 T3 、T4 、T5 、T6 的工作状态设计控制逻辑 , 最 后 , 再将晶闸管 T1 、T2 、T3 、T4 、T5 、T6 的触发 脉冲信号向量利用 Mux 模块进行复合 , 接入通用 桥的脉冲输入端口 (见图 3) 。 · 52 · 小水电 2006 年第 2 期 (总第 128 期) 技术交流 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net