湖北民族学院信息工程学院实验报告

（电气、电子类专业用）

班级：000000 姓名：00000 学号： 0000000000000 实验成绩：

实验时间：2019年6月10日5-8节 实验地点： 自动控制原理实验室 课程名称：电力电子技术与matlab仿真 实验类型：设计型□ 验证型□ 实验题目： 三相桥式全控整流及有源逆变电路 实验仪器： 装有matlab软件的电脑一台

综合型□

一、实验目的 （1）加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。 （2）了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。 （3）掌握三相桥式全控整流电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。 二、实验原理、原理图及电路图 实验电路如图3.7。1所示。主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不可控整流电路组成，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。 图中的RP用滑线变阻器，接成并联形式，电感Ld选用700mH。在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不可控整流及心式变压器可在实验装置上获得，其中心式变压器用做升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am、Bm、Cm，返回电网的电压从高压端A、B、C输出，变压器接成Y/Y接法。 三相桥式全控整流电路的计算公式如下： Ud?2.34U2cos?(0~60?)Ud?2.34U2[1?cos(??三相桥式有源逆变电路计算公式如下： Ud?2.34U2cos(180???) ?3)](60~120)?? 三、实验步骤及内容 实验内容：（1）三相桥式全控整流电路。 （2）三相桥式有源逆变电路。 （3）在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障（人为模拟）时观测主电路的各电压波形。 实验仿真： 1、带电阻性负载的仿真 启动MATLAB，进入SIMULINK后新建文档，绘制三相桥式全控整流系统模型如图3.7.2所示。双击各模块，在出现的对话框内设置相应的参数。 （1）交流电压源的参数设置 三相电源的相位互差120°，设置交流峰值相电压为100V、频率为60Hz。 （2）负载的参数设置 R?45?,L?0H,C?inf （3）通用变换器桥参数设置 ?仿真模块的功能 通用变换器桥模块是由6个功率开关元件组成的桥式通用三相变换器模块。功率电子元件的类别和变换器的结构可通过对话框进行选择。功率电子元件和变换器的类型有Diode桥、Thyristor桥、MOSFET-Diode桥、IGBT-Diode桥、Ideal Switch桥，桥的结构有简单、两相和三相。 ②仿真模块的图标、输入和输出 通用变换器桥的图标如图3.7.3所示。模块的输入和输出端取决于所选择的变换器桥的结构。当A、B、C被选择为输入端,则直流DC(+,-)端就是输出端。当A、B、C被选择为输出端,则直流DC(+,-)端就是输入端。除二极管桥外,其他桥的“g( Pulses)”输入端可接受来自外部模块的触发信号。 ③通用变换器桥仿真模块的参数 通用变换器桥参数设置对话框如图3.7.4所示。本例中设置桥的结构为三相,缓冲电阻Rs:单位为92,为了消除模块中的缓图373通用变换器桥的图标冲电路,可将缓冲电阻Rk的参数设定为imf。缓冲电容Cs,单位为F,为了消除模块中的缓冲电路,可将缓冲电容Cs的参数设 定为inf。电力电子器件选择通用变换器桥中使用的电力电子的类型。内电阻R。单位为2,通用变换器中使用的是功率电子元件的内电阻,Rm=1e-3(1×x102)。内电感L。,单位为H,变 换桥中使用的是二极管、晶闸管、 MOSFET等功率电子元件的内电感。 （4）同步6脉冲触发器的参数设置：该模块有5个输入端。 “ alpha_deg”是移相控制角信号输入端,单位为度(°)。该输入端可与“常数”模块相连,也可与控制系统中的控制器输出端相连,从而对触发脉冲进行移相控制。输入端AB、BC、CA是同步线电压的输入端,同步线电压就是连到整流桥的三相交流电压的线电压。输入端Block为触发器模块的使能端,用与触发器模块的开通与封锁操作,当施加大于0的信号时,触发脉冲被封锁。该模块为一个六维脉冲向量,它包含6个触发脉冲,移相控制脚的起始点为同步电压的零点, pulses为输出触发信号端。同步6脉冲触发器参数设置对话框如图3.7.6所示,在该例中设置同步电压频率为60Hz,脉冲宽度为10°。如果勾选了“ Double pulsing”触发器就能给出间隔60°的双脉冲。 （5）常数模块参数的设置 常数模块的图标如图3.7.7所示，其参数设置对话框如图3.7.8所示。该模块只有一个输出端，在本实验中只要改变参数对话框的数值的大小，即改变了触发信号的控制角。打开仿真/参数窗后，选择ode23tb算法，开始仿真时间为0，停止时间设置为0.02s。 设置好各模块参数后，启动仿真；改变触发角?，启动仿真。 2、带电阻电感性负载的仿真 （1）各模块参数设置同上。 （2）负载的参数设置如下： R?45?,L?1H,C?inf 打开仿真/参数窗后，选择ode23tb算法，开始仿真时间为0，停止时间设置为0.02s。 设置好各模块参数后，启动仿真；改变触发角?，启动仿真。 3、有源逆变带电阻电感性负载的仿真 （1）各模块参数设置同上 （2）负载的参数设置如下： R?45?,L?1H,C?inf 与负载串联的反电动势DC设置为100V。 打开仿真/参数窗后，选择ode23tb算法，开始仿真时间为0，停止时间设置为0.02s。 设置好各模块参数后，启动仿真；改变触发角?，启动仿真。 四、实验结果记录与分析 三相桥式全控整流电路：