【电力电子技术AC-DC】电容滤波的三相不可控整流电路simulink仿真
电力电子技术 电容滤波的三相不可控整流电路simulink仿真
- 一、电路图
- 二、工作状态
- 1.充放电规律
- 2.电流连续和断续
- 3.平波电抗器
- 4.输出电压与输出电流
- 三、Simulink仿真
- 1.提出问题
- 2.问题分析
- 3.元件选取
- 4.主电路
- 四、仿真电路分析
- 1.直流电压与负载电阻仿真
- 2.电流波形与负载电阻仿真
- 3.平波电抗器的作用
- 五、仿真文件获取
- 1.积分获取
- 2.免费获取
- 六、其余电力电子电路
一、电路图
电容滤波的三相不可控整流电路中，最常用的是三相桥式结构，下面是其电路图及理想的电压电流波形。
二、工作状态
1.充放电规律
该电路中，当某一对二极管导通时，输出直流电压等于交流侧电压中最大的一个，该线电压既向电容充电，也向负载供电。当没有二极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规律下降。
2.电流连续和断续
设二极管在距线电压过0点δ处开始导通，并将二极管D6和D1开始同时导通的时刻作为时间零点，则线电压uab为：
而相电压ua为;
在ωt=0时，二极管D6和D1开始导通，直流侧电压等于uab。
下一次同时导通的一对管子是D1和D2，直流侧电压等于uac。
这两段导通过程之间的交替有两种情况，一种是在D1和D2同时导通之前的D6和D1是关断的，交流侧向直流侧充电电流id是断续的。另一种是D1一直导通，交替时由D6导通换相至D2导通，id是连续的。电流连续与断续的临界条件是：
对于一个装置来说，通常只有R是可变的，它的大小反映了负载的轻重。因此，在轻载时直流侧获得充电电流是断续的，在重载时是连续的，分界点就是：
下图为电容滤波的三相桥式整流电路电流临界（左）和连续（右）状态的电流波形图：
3.平波电抗器
以上分析是理想的情况，未考虑实际电路中存在的电流侧电感以及为抑制冲击电流而串联的电感。当考虑上述电感时，电路的工作情况发生变化，其电路图和交流侧电流波形如下图所示，（a）为电路原理图，（b）、（c）分别为轻载和重载时的交流侧电流波形。
将之与上图的无电感时的电流波形对比，发现电流的前沿平缓了许多，有利于电路的正常工作。
4.输出电压与输出电流
三、Simulink仿真
1.提出问题
完成三相不可控整流电路的仿真。
2.问题分析
① 三相电压源，线电压380V 50Hz 内阻0.001Ω。
② 直流滤波电容3300uF。
③ 直流侧电感为1mH，研究平波电抗器的作用。
④ 仿真算法采用ode23tb
3.元件选取
① powergui
② Three-Phase Source
③ Total Harmonic Distortion
④ Series RLC Branch
⑤ Universal Bridge
⑥ 测量及显示模块
4.主电路
四、仿真电路分析
1.直流电压与负载电阻仿真
分别仿真整流电路空载、负载为10、1、0.1Ω时的情况，电路图如下：
仿真效果如下：
通过上述波形图可以发现，空载时输出的直流电压波形近似为直线，负载越大，电压的纹波越严重；随着电阻的减小，电压平均值越来越小。
2.电流波形与负载电阻仿真
分别仿真负载电阻为10、1.67、0.5Ω时的情况，电路图如下：
仿真效果如下：
直流侧的电流波形：
a相的电流波形
3.平波电抗器的作用
直流侧加1mH的电感，分别仿真轻载50Ω和重载0.5Ω时的情况。计算出THD。
直流侧电流仿真波形图：
a相电流仿真波形图
THD值如下：
同样负载下，有平波电抗器时，直流电流明显平稳许多；有平波电抗器时，a相电流也平稳许多，THD较小。
五、仿真文件获取
1.积分获取
MATLAB2021 电容滤波的三相不可控整流电路simulink仿真
可以自己搭建，或者直接用这个做好的。调节不同的参数观察输出，和书上的理论图对应学习分析。
2.免费获取
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六、其余电力电子电路
☆汇总☆电力电子技术simulink仿真电路分析
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