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时间:2019-06-22
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1、湖北理工学院电气学院13专升本电气与电子信息工程学院《计算机仿真及应用B》答卷答卷题目:三相桥式全控整流电路课程名称:计算机仿真及应用B 专业名称: 电气工程及其自动化班级:2013级专升本班 学 号: 210136姓名:任课老师:陈学珍9湖北理工学院电气学院13专升本三相桥式全控整流电路一、工作原理三相桥式全控整流电路,电源相电压220V,整流变压器输出电压为100V,观察整理器在不同负载,不同控制角时整流器输出电压,电流波形,测量其平均值,观察整理器电流波形和分析其主要谐波。仿真模型如图1所示。图1 三相桥式全控整流电路仿真模型(1)模型参数1
2、)三相电源、、参数设置如图2所示。a A相电源参数b B相电源参数c C相电源参数图2 三相电源参数设置9湖北理工学院电气学院13专升本2)整流变压器参数设置如图3所示。图3 整流变压器参数设置图4 同步变压器参数设置3)同步变压器参数设置如图4所示。4)三相晶闸管整流器参数使用默认值。5)RLC负载参数设置如图5所示图5 RLC负载参数设置图6 6-脉冲发生器参数设置6)6-脉冲发生器参数设置如图6所示。7)控制较给定(alpha):设置为、、等。9湖北理工学院电气学院13专升本(2)仿真参数 仿真时间可以按需要设置时任意的,时间长观察到得波形多,计算花费的
3、时间也多。一般电阻负载2个电源周期后电路已进入稳态,电感负载因为电流有上升时间,仿真时间也需要长一些,此次仿真设为0.6s。仿真算法采用ode23tb。二、仿真结果分析1)电阻负载时仿真结果如图1所示,其中a、b、c中位输出电压瞬时值,和输出电压平均值,,比较图7a~c可知,随着控制角增加,整流器输出电压减小。输出电压瞬时值波形与电源线电压波形不完全重合,峰值比电源线电压低,这是晶闸管导通电阻造成的电压降。图7d为晶闸管两端的电压波形,晶闸管导通时电压为零,晶闸管关断时,晶闸管承受电源线电压。a α=b α=9湖北理工学院电气学院13专升本c α=d α=时晶
4、闸管电压图7 电阻负载整流器输出电压波形2)电阻电感负载(R的值为0.5Ω、L的值为0.01H):阻感负载α=时,整流器输出电压电流如图8a、b所示,α=时,整流器输出电压电流如图9a、b所示,α=时整流器输出电压电流如图9c、d所示,随控制角增加,输出电压下降,说明了控制角对整流器输出的控制作用。在α=时,输出电压平均值为零,但是输出电流不为零(见图9d),与α=时Id=Ud/R=0不符,电流还有较小的值,这是因为尽管α=时输出电压平均值Ud=0,但是输出电压瞬时值是随电源电压从“+”想“-”变化的,在电源电压为“+”时,晶闸管导通有电流产生,并且在“-”9
5、湖北理工学院电气学院13专升本半周,由于负载电感续流,使晶闸管继续导通,因为这时电流很小,一般忽略不记。因此α=时,Id=Ud/R=0是工程近似的。a 整流器输出电压b 整流器输出电流c 整流器输出电压图8 电感负载整流器输出9湖北理工学院电气学院13专升本a α=时输出电压b α=时输出电流c α=时输出电压9湖北理工学院电气学院13专升本d α=时输出电流图9 电感负载整流器输出3)整流电路的功率因数模型是在整流器模型的基础上,通过多路测量仪multimeterl读取整流变压器二次电压u2a和电流i2a,然后由ActiveandReactivePower模
6、块计算整流器输入侧的有功功率P和无功功率Q得到的有功功率P和无功功率Q再经函数模块Fcn计算功率因数PQ。图10是α=时整流器输出有功和无功功率曲线以及功率因数曲线。a P-有功功率9湖北理工学院电气学院13专升本b Q-无功功率c 功率因数图10 整流功率和功率因数通过以上整流电路的仿真可以看到,现在仿真器件的模型比较完备,模型可以反映器件的各项参数和工作情况,例如变压器不仅有一,二电压,还有绕组和铁心的参数,晶闸管不仅是通断控制,并且考虑了通态电阻,缓冲保护等措施。因此,仿真的结果与电路的实际运行情况基本一致,仿真可以代替实际系统的实验室试验。Matlab
7、/Simulink的模型库提供了大量的器件,仪器和控制模块,选用极其方便,这是一般实验室很难具备的,因此仿真已经成为研究和设计的重要工具。9
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