基于MATLAB的三相半波可控整流电路的仿真研究

2016-12-31钟颖荣军朱莉波黄费涛彭雨菲湖南理工学院信息与通信工程学院

数码世界 2016年5期

钟颖荣军朱莉波黄费涛彭雨菲湖南理工学院信息与通信工程学院

钟颖荣军朱莉波黄费涛彭雨菲
湖南理工学院信息与通信工程学院

摘要：阐述了三相半波可控整流电路的工作原理，在MATLAB／Simulink中建立了其仿真模型，并给出了在纯电阻和阻感性负载情况下触发延迟角为不同情况下的仿真波形，最后对仿真结果进行了比较分析，为三相半波可控整流电路在实际工程中的应用打下了坚实的基础。

关键字：三相半波可控整流电路阻感性负载触发角仿真

三相半波可控整流电路是多相整流电路中最基本也是最简单的一种。但是在实际电路中并不常见，原因在于其变压器次级边三相流过直流，很容易导致变压器直流磁化，使变压器失效。但是由于其结构简单，如果能熟练掌握其工作原理，对于学好以及掌握好三相桥式可控整流以及其它大功率多相整流电路非常重要，比如三相桥式可控整流就是由2个三相半波可控整流电路组成。正因为以上原因，本文详细地介绍了三相半波可控整流电路的工作原理，然后在MATLAB／Simulink环境中对其进行了建模与仿真，并给出了在两种负载条件下（纯电阻和阻感性负载）的各种波形，并对其进行了详细分析。

1　三相半波可控整流电路的工作原理

介绍三相半波可控整流电路图（电阻性负载） Ll，2|，电路由整流变压器，、共阴极晶闸管组（VTl、VT2、VT3）、负载R以及触发电路组成，其中电阻R可以为纯电阻负载，也可以为阻感性负载。变压器副边开关器件采用三个半控型器件一晶闸管，此时电路中需要设计触发电路才能使晶闸管导通。假设将电路中的晶闸管换作二极管，该电路就成为三相半波不可控整流电路。此时，三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则该相所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压。一周期中三个二极管轮流导通，每管各导通120。。在相电压的交点处，均出现了二极管的换相，称这些交点为自然换相点。自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各相晶闸管触发角Q的起点，即以=00，要改变触发角只能是在此基础上增大它。若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通，则电路的工作情况与二极管整流工作情况一样。当触发角Ⅸ＜30。时，负载电流处于连续的状态，各相导通120。。当d=30。，负载电流处于连续和断续的临界状态，各相仍导电120。。如果伉＞30。，当导通一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽然承受正向电压，但它的触发脉冲还未到，不会导通，因此输出电压、电流均为零，直到触发脉冲出现为止，这样，负载电流出现断续的情况。若仅角继续增大，整流电压越来越小，d=150时，整流输出电压为零。当图l中的负载为阻感性负载情况下，当。≤30。时，整流电压波形与电阻负载时完全相同，原因在两种负载情况下，负载电流均连续。但是当伉＞30。时，负载波形完全不一致。以a=60。为例来解释波形不一致的原因。当变压器副边电压u2过零时，由于电感的存在，阻止电流下降，因而晶闸管VTl继续导通，直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来，才发生环流，由vT2导通向负载供电，同时向VTl施加反向电压使其关断。这种情况下输出负载电压甜d的波形中出现负的部分，若伉增大，“d的波形中负的部分增多，至仅=90。等于时，“d的波形中正负面积相等，“d的的平均值为零。