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时间:2020-03-15
《整流逆变电路的原理与仿真(PSIM软件).doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、三相整流及逆变电路仿真分析目录1整流电路31.1整流电路概述31.2三相半波可控整流电路31.2.1电阻性负载31.2.2阻感性负载41.3三相桥式全控整流电路51.3.1电阻性负载51.3.2阻感性负载61.3.3UVT1触发脉冲丢失72逆变电路82.1.逆变电路概述82.2三相有源逆变电路仿真分析82.3逆变失败93高压直流输电103.1十二脉冲桥式整流电路103.1.1仿真分析103.1.2频谱分析103.1.3加滤波改善波形113.2闭环控制电路113.2.1整流阶段113.2.2逆变阶段123.2简单直流输电系统134总结与改进14整流逆变电路分析与仿真摘要
2、:本文以相控整流电路为研究对象,介绍了三相整流电路、逆变电路的工作原理,基于PSIM软件搭建电路,分析了在几种常见的触发角下整流电路的工作情况,并以12脉冲整流电路为例,通过FFT比较了电路有无滤波两种情况输出电压谐波的的不同。通过负反馈的闭环控制方式使得整流电路电压、电流更加平稳。通过两个三相桥搭建出了十二脉动整流电路。最后综合了十二脉动整流、逆变电路,以及闭环控制对高压直流输电进行了仿真,并尝试将复杂电路模块化。关键词:整流逆变电路;PSIM仿真,十二脉动,高压直流输电,闭环控制1整流电路1.1整流电路概述电力变换的基本形式包括整流(AC-DC)、逆变(DC-AC
3、)、斩波(DC-DC)、交流电力控制(AC-AC)。整流是电力变换的基本形式之一,相控整流电路是整流电路的一种,广泛应用于电力电子系统中。由晶闸管组成,通过控制触发延迟角控制触发脉冲相位来调节输出电压。整流电路按照电源相数可分为单相、三相、多相,按照接线形式可分为半波、桥式,按照组成器件可分为不可控、全控、半空,按照负载性质可分为电阻、阻感、反电动势整流电路。1.2三相半波可控整流电路1.2.1电阻性负载三相半波整流仿真电路图如下:①=0°时的工作情况:由电路分析可知三个晶闸管采用共阴极接法,当某一个晶闸管阳极所对应的电压值最大,则触发其导通,自然换向点就是各相电压正
4、向的交点,并且总是换到相电压最高的一相上去。三个晶闸管分别在一个周期内各导通120°。将阻感原件电感调低到可以忽略不计,触发延迟角设置为0°,仿真波形如下:由图可知,整流电压输出的波形为三相交流电压正半周的包络线,是一个周期内3次脉动的直流电压。②=30°时的工作情况:由电路分析可知,当经过自然换向点时,触发脉冲未到,因此晶闸管不能导通,上一状态导通的晶闸管继续导通,直到=30°时脉冲到来对应的晶闸管导通,上一状态的晶闸管承受反压而关断,负载电流换相。以后各相依次轮流导通。触发延迟角设置为30°,波形如下:③触发延迟角设置为60°,图像如下:由图可见,当>30°时输出
5、电压和电流出现断续。这是因为前一相的晶闸管由于交流电压过零变负而关断,后一相的晶闸管未到触发时刻,此时晶闸管都不导通,输出电压为零,直到后一相的晶闸管被触发导通,输出电压为一相电压,此时晶闸管的导通角小于120°。总结:1.单相半波可控整流电路带电阻性负载时,=30°时输出电流和输出电压处于连续和断续的临界点。2.当<30°时每个晶闸管的导通角为120°,当当>30°发生断续后,每个晶闸管的导通角为(120-)°。3.当=150°时输出电压为0,所以三相半波可控整流电路带电阻性负载时的移相范围为0~150°。4.由仿真结果可知当增大时,输出电压逐渐减小。1.2.2阻感
6、性负载三相半波整流电路带阻感性负载时,电感的存在使得电流不能突变,当电感足够大时,会使整流电路稳态时基本平直,电感储能使得晶闸管在电源电压由零变负时依然导通,直至承受反压为止,不同于电阻性负载,整流电压不会断续,但会进入负值,当=90°时整流电压正负部分抵消,平均电压为0。所以阻感性负载移相范围为0~90°.下图为=60°的仿真波形。1.3三相桥式全控整流电路1.3.1电阻性负载原理图如下:①=0°时,仿真结果如下:②=60°时,仿真结果如下:③=90°时,仿真结果如下:④=120°时,理想的输出电压应为0,但实际上还有波形,但此时的波形幅值很小,在实际情况中可认为其
7、为0.三相桥式整流电路6只晶闸管的导通顺序为V1-V2-V3-V4-V5-V6,且=60°为输出电压波形断续的临界点。任何时刻都有两只管子导通,构成回路。带电阻性负载的工作特点为:1、为保证电路启动或者断续后能正常导通,触发脉冲的宽度应大于60。2、6只晶闸管每30°换相一次;3、输出脉动直流电压频率为电源频率的6倍,移相范围为0到120°,且随着的增大,输出电压平均值减小;4、=60°是电阻性负载电流连续和断续的分界点;5、和三相半波可控整流相比,变压器二次侧流过正负对称的交变电流,避免磁化,提高变压器的利用率。1.3.2阻感性负载①=0°时,仿真
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