1、三相全橋不控整流電路的設計1 三相整流的原理和參數(shù)計算1.1 三相不控整流原理三相橋式不控整流電路的原理圖如圖1-1所示。該電路中，某一對二極管導通是，輸出直流電壓等于交流側線電壓中最大的一個，改線電壓既向電容供電，也向負載供電。當沒有二極管導通時，由電容向負載供電，按指數(shù)規(guī)律下降。設二極管在距線電壓過零點角處開始導通，并以二極管和開始同時導通的時刻為零點，則線電壓為在t=0時，二極管和開始導通，直流側電壓等于；下一次同時導通的一對管子是和，直流側電壓等于。著兩段導通過程之間的交替有兩種情況，一種是和同時導通之前和和是關斷的，交流側向直流側的充電電流是斷續(xù)的；另一種是一直導通，交替時由導通換相

2、至導通，是連續(xù)的。介于兩者之間的臨界情況是，和同時導通的階段與和同時導通的階段在處恰好銜接起來，恰好連續(xù)，可以確定臨界條件當和分別是電流斷續(xù)和連續(xù)的條件。由分析可知，當空載時，輸出電壓平均值最大，為。隨著負載加重，輸出電壓平均值減小，至進入連續(xù)情況后，輸出電壓波形成為線電壓的包絡線，其平均值為?？梢?，在之間變化。1.2 參數(shù)設計及計算由設計要求輸出電壓為400V，空載是輸出電壓平均值最大，為。隨著系統(tǒng)負載加重，輸出電壓平均值減小，至進入連續(xù)情況后，輸出電壓波形成為線電壓的包絡線，其平均值為。取,由可知，則線電壓為。圖1-1 三相整流原理圖如圖所示，輸入三相電壓源，線電壓290V，50Hz。整流

3、橋采用二極管，是不可控元件，內阻0.001歐姆。直流濾波電容3300F，負載為電阻。圖中的電容起到整流濾波的作用。如圖R是負載電阻，當R趨向于無窮大時，可以看作為負載為空載。分別設電阻R為10、1和0.1歐姆以及空載。2 建模與仿真2.1 輸出電壓的仿真如圖2-1所示，建立仿真模型。圖2-1 仿真模型2.1.1電路空載仿真仿真模型為如圖為2-2所示。圖2-2 空載仿真模型由圖2-2所知，電壓平均值為410.1V。直流電壓波形如圖2-3所示。圖2-3 空載電壓輸出波形在空載時，電容不向外界放電，唯一的放電渠道是在整流輸出電壓從峰值往回降的階段，所以得到的電壓為一條直線。2.1.2 負載電阻為10

4、歐姆的仿真負載為10歐姆的仿真模型為如圖為2-4所示。圖2-4 的仿真模型由圖中可知電壓平均值為399.4V負載直流電壓波形如圖2-5所示。圖2-5 負載電壓輸出波形如果接上負載，電壓會降低。由于有電壓調整，以及電容的充放電，電感的儲能，會發(fā)生振蕩，所以這個階段得到的電壓波形不是一條直線，是一條波動的電壓曲線。2.1.3 負載電阻為1歐姆的仿真負載為1歐姆的仿真模型為如圖為2-6所示。圖2-6 的仿真模型由圖2-6可得電壓平均值為390.1V。負載直流電壓波形如圖2-7所示。圖2-7 負載直流電壓波形由圖2-7比較可知，負載電阻越小，獲得的電壓平均值越小。2.1.4 負載電阻為0.1歐姆的仿真

5、負載為0.1歐姆的仿真模型為如圖為2-8所示。圖2-8 的仿真模型由圖2-6可得電壓平均值為376.6V。負載直流電壓波形如圖2-9所示。圖2-9 負載直流電壓波形分析仿真圖形和數(shù)據(jù)可以得出直流電壓和負載電阻的關系：空載時，輸出的直流電壓波形近似為直線，負載越大電壓的紋波越嚴重；隨著電阻的增大，電壓平均值越來越小。2.2電流波形的仿真分別仿真負載電阻為10、1時的情況。記錄直流電流和a相交流電流，并分析規(guī)律。仿真模型如圖2-10所示。圖2-10 電流仿真模型2.2.1負載電阻為10歐姆電流仿真a相交流電流波形，如圖2-11所示：圖2-11 a相交流電流直流電流波形如圖2-12所示，圖2-12

6、直流電流波形2.2.2負載電阻為1歐姆電流仿真a相交流電流波形，如圖2-13所示：圖2-13 1歐姆a相交流電流波形直流電流波形如圖2-14所示，如圖2-14 1歐姆直流電流波形隨著負載的加大（10、1），直流側的電流逐漸增大，且直流側電流起伏逐漸增大，波紋增加。同時，a相的電流也逐漸增大，并更接近正弦。當負載為10時，直流側電流為斷續(xù)；負載為1.67時，直流側電流為臨界狀態(tài)；負載為0.5時，直流側電流為連續(xù)。2.3平波電抗器的作用直流側加1mH電感。分別仿真輕載10歐姆和重載0.5歐姆時的情況，記錄直流和交流電流波形，并計算交流電流的THD。仿真同樣負載條件下，未加平波電抗器的情況，并加以比

7、較分析。2.3.1 負載10歐姆加1mH電感圖2-15為仿真模型圖圖2-15 仿真模型a相交流電流波形圖為圖2-16所示，圖2-16 負載10加1mH電感a相交流電流波直流電流波形如圖2-17所示，圖2-17 負載10加1mH電感直流電流波形2.3.2 負載0.1歐姆加1mH電感a相交流電流波形圖為圖2-18所示，圖2-18 負載0.1加1mH電感a相交流電流波直流電流波形如圖2-19所示,圖2-19 負載0.1加1mH電感直流電流波形分析波形和THD值，可知同樣負載條件下：有平波電抗器時，直流電流明顯平穩(wěn)很多；有平波電抗器時，a相交流電流也平穩(wěn)很多；有平波電抗器時的THD較小，即有平波電抗器

8、可以減小整流器交流側電流的總諧波畸變率。取輸入線電壓為290V，輸出的直流電壓接近400V，此時負載電阻為10歐姆，電容為3300F，電感為1mH。3 小結與體會通過這次的能力拓展訓練，對matlab的使用更加熟悉。這學期的幾門課程設計的仿真都使用到了這款軟件。我能力拓展做的題目是三相全橋不控整流電路的設計。整流電路我們已經接觸很多了，所以對整流電路也很熟悉。我們一般使用的是橋式整流電路。在看到自己做的題目之后，給人的感覺就就是一個很基礎的電路圖。但開始的時候有些糾結，因為題目里要求的是不控整流電路?？赡苁菍Ω拍畹纳?，我把不控整流的概念也忘記了。于是找到原來學的課本，一看其實就是用不可控元件

9、二極管組成的橋式整流電路。電路原理圖及其原理也就得以解決。接下來就是有關于仿真的問題了。雖說經常用matlab，但每次都會遇到新的問題。就那這次能力拓展訓練來說，老師要求橫縱坐標要表明其代表的含義。我曾記得原來好像做過，但現(xiàn)在早忘記了。于是又早了了原來的資料，加上同學的幫組，這一問題才得以解決。至于，用matlab的建模和使用simulink的仿真這一塊，我想主要的就是多這款軟件使用還是不夠熟悉，在尋找一些部件的時候，感覺花費了很多的時間。但等到模型建立完后，剩下的工作就相當較簡單，就是一些調試的問題了。這次的能力拓展訓練，加固了自己所學的知識。有些很基本的東西，有的忘記了，在這次訓練中得以加強。還有就是關于軟件的使用。不說自己會使用了，但比以前知道的更多了?？傊?，雖然時間有點緊，但是也有收獲。4 參考文獻1 王兆安、劉進軍.電力電子