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計算機仿真技術作業三

題目：三相橋式全控整流電路仿真

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計算機仿真技術作業三

題目：三相橋式全控整流電路仿真

利用simpowersystems建立三相全控整流橋的仿真模型。輸入三相電壓源，線電壓380V，50Hz，內阻0.001歐姆。可用“Universal Bridge”模塊。

1帶電阻負載的仿真。

負載為電阻1歐姆。仿真時間0.2s。改變觸發角alpha，觀察并記錄alpha=30 90 120 度時Ud、Uvt1、Id的波形。并畫出電路的移相特性 Ud=f(alpha)。

圖中分別是Ud、Uvt1、Id的波形

(1) alpha=30

(2) alpha=90

(3) alpha=120

觀察Ud與角度alpha之間關系，多取很多點繪圖。

alpha0102030405060Ud501.2518.4510.1485.8471.1464.9412.6alpha708090100110120130Ud278.4138.856.820.0044890.0035680.0016670.00027其移相特性曲線如下所示：

分析：從相移特性曲線看出，隨著觸發角增大，電壓平均值之間變小，同時觀察輸出電壓電流波形，我們可以看出在觸發角alpha小于60度時，電壓與電流值均連續，當alpha等于60度時，從理論上分析則剛好電壓電流處于臨界連續狀態，在實驗仿真時效果一致，當alpha超過60度時，電壓電流開始出現不連續，在超過120度后幅值越來越小，幾乎趨近與0，故移相范圍為0-120度。

2帶阻感負載的仿真。

R=1歐姆，L=10mH，仿真時間0.2s。不接續流二極管。改變觸發角alpha，觀察并記錄alpha=30 60 90 度時Ud,Uvt1,Id的波形。并畫出電路的移相特性 Ud=f(alpha)。

(1) alpha=30

(1) alpha=60

(1) alpha=90

觀察上述若干波形，根據理論知識我們知道，對于阻感性負載，其電流超前其兩端的電壓，且由于電感的影響，使得電流不能突變，故從仿真圖中我們可以看出電流波形整個是平滑的，不像純阻性負載電路會突變，且其臨界連續觸發角alpha也發生了變化，有原來的純阻性的60度變為了現在的69度左右，在60-69度之間，由于電感的存在，使得電流不突變，故而延長了管子的導通 時間，使得Ud出現負值，而電流卻繼續連續而不是立馬斷續，所以直流側電壓會降低 但直流平均電壓仍為正，當觸發角大于69度時，電流才出現斷續狀態。在范觸發角大于90度時，由于id太小，使得晶閘管無法再導通，輸出幾乎為零，故移相范圍為0-90度。

alpha與對應Ud的值，并畫出其電路的移相特性圖如下：

電路的移相特性表alpha01020304050Ud499515.4509.6490.1475.2467.2alpha60708090100110Ud415.2307.619083.830.89 8.412

從相移特性曲線我們可以看出：隨觸發角度變大，直流側電壓平均值逐漸減少，但相對純阻性負載不同的是，電壓在alpha角度為90度后，仿真速度明顯變慢，電壓也相應降低。

當觸發角為30度時，從第六個周期開始移去A相上管的觸發脈沖，觀察并記錄移去觸發脈沖后Ud,Uvt,Id的波形。并分析故障現象。

從第六個周期移去Ug2的觸發脈沖alpha01020304050Ud500.4517510.7490.3475.5467.7alpha60708090100110Ud415.7309.5190.381.520.00347 0

分析：類似上一問，由于是阻感性負載，所以電流波形輸出平滑，在沒有續流二極管的情況下，晶閘管的導通時間由于電感的存在而延長，而當加入續流二極管后，電流則通過續流而將回路續流，而不是通過晶閘管了，故而輸出電壓全為正而沒有負向電壓，此外，由于二極管的功耗相對小一點，使得輸出電流相對小一些，而輸出電壓會大一些。

4帶反電動勢負載。

將負載改為直流電源E=40V，R=2歐姆。接平波電抗器Ld=10mH,觀察并記錄不同alpha時輸出電壓Ud和Id的波形。

(1)alpha=0 平均值502.3

(2)alpha=30 平均值486.8

(3)alpha=60

總結

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