Simulink的12脉波整流电路谐波分析.pdf

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1、研究与开发基于Matlab／Simulink的12脉波整流电路谐波分析王宇(山西大学工程学院电力工程系，太原030013)摘要分析了12脉波整流电路的工作原理，在Matlab／Simulink下搭建了仿真模型，并与6脉波整流电路进行对比，阐述了12脉波整流电路的谐波消除原理，证明了其谐波消除的有效性。关键词：整流器；谐波；仿真Analysisfor12-pulseRectifieronMatlab／SimulinkWangYu(ElectricalEngineeringDepartment，EngineeringCollegeofShanxiUn

2、iversity,Taiyuan030013)AbstractTheprincipleof12一pulseRectifierisanalyzed．TheModelof12一pulseRectifierisestablished，andcomparedwith6-pulseRectifier．Theprincipleofharmoniceliminationon12一pulseRectifierisilluminated，anditiseffectiveinharmonicelimination．Keywords：rectifier；harmoni

3、c；simulation整流电路是最早出现的一种电力电子电路，它(续)广泛应用于直流电动机传动、电解电源、电力及通直流侧脉波数交流侧移相角联结重数信系统电源等各领域。传统的整流电路主要有：半2415。(360。／24)四重波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路三种。3O12。(360。／30)五重随着科技的不断发展，电网容量不断提高，传统的3610。(360。／36)六重整流电路所带来的谐波干扰已经不能满足现代电网以二重联结的12脉波整流电路为例，分析其工对电能质量的要求。为了降低传统整流电路对电网作原理，如图1所示。所引起的谐波干扰，可以采用移

4、相多重联结的整流电路。本文讨论的是一种串联多重联结的l2脉波整流电路。1移相多重联结的整流电路工作原理整流电路的移相多重联结分为并联多重联结和串联多重联结。这两种联结方式带来的效果是相同的，下面只讨论串联多重联结的整流电路，其构成方式见表1。表1串联多重联结的构成直流侧脉波数交流侧移相角联结重数●1230。(360。／12)二重图112脉波整流电路原理图1820。(360。／18、三重其主电路的开关器件为晶闸管，变压器二次侧2013~10鼍lll麓纛I25研究与开发由两个绕组构成，绕组I采用Y形接法，绕组II采建12脉波整流电路的模型，从而进行仿

5、真分析。用△形接法，从而使绕组II的相电压滞后于绕组I2．1仿真模型的建立的相电压30。，使得直流侧输出电压“d在每个电源12脉波整流电路的主要组成部分有：三相交流周期内脉动12次，故称为12脉波整流电路。电源、三相三绕组变压器、主电路(两个三相全控晶闸管整流桥、负载)、控制电路(同步脉冲发生2基于Matlab／Simulink的l2脉波整流电器)。路仿真在Matlab2009a／Simulink环境中搭建的仿真模运用Matlab2009a软件，在Simulink环境中搭型如图2所示。图212脉波整流电路Simulink仿真模型2．2参数设置50

6、H设三流源幅值为380×√2V，频率3谐波分析z，相位互差120。。⋯一⋯“设置三相三绕组变压器一次侧绕组为Y形接法3．1直流输出电压和电流的谐波分析(额定电压380V)，二次侧的两个绕组分别为Y形12脉波整流电路输出直流电压、直流电流id接法(额定电压220V)和D1形接法(额定电压的波形如图3所示，对其进行傅里叶级数分解，可220V)。知：两个三相全控晶闸管整流桥均采用默认设置；负载电阻R=100Q，电感L=0．15H，为阻感负载。=+∑coso)t(1)设置同步脉冲发生器绕组联结形式为D1(1agging)，脉冲频率50Hz，脉冲宽度15。

7、(双脉式中，=l，2,3⋯；且冲触发)，触发延迟角为0。。msinn0：设置仿真时间为0．1S，求解方式为ode23tb(stiif／TR—BDF2)。2coskTt=一。参数设置完成后，开始对模型进行仿真运算，观察示波器，可以得到整流输出的直流电压d、直流电流fd、变压器一次侧相电流、变压器二次侧相fd=+∑cos(hOOt一)(2)电流等波形。26llqltllt2013~10期研究与开发式中，k=l，2,3，⋯；且可以看出其谐波次数为5，7，11，13，17，19，⋯；即6±1次。志12脉波整流电路一次侧相电流波形如图6所示，对其进行傅里叶

8、分析(图7)，计算出THD=-12．97％，／it锄可以看出其谐波次数为11，13，23，25，⋯；即12k±1次。这是由于其变压器二次