基于MATLAB的單相全控橋式電感性負(fù)載電路的仿真研究

譚漢洪　陳德根

摘 要：利用MATLAB7.0的Simulink電力系統(tǒng)仿真模型仿真研究可控整流電路，給出單相全控橋式電感性負(fù)載電路（接續(xù)流二極管）的理論分析波形圖，并提供該電路的MATLAB仿真模型圖。得到仿真波形圖之后，對比、分析了仿真波形圖與理論波形圖。

關(guān)鍵詞：Simulink；單相全控橋式電路；電感性負(fù)載電路；仿真模型圖

中圖分類號：TM461 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.008

可控整流電路是電力電子技術(shù)中最重要的一部分，也是應(yīng)用最廣泛的電路之一。它不僅被應(yīng)用于一般工業(yè)中，也被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和能源系統(tǒng)等其他領(lǐng)域。可控整流電路的內(nèi)容大多涉及電力電子器件的分析和大量的計(jì)算、電能變換的波形分析、測量與繪制等，這些工作特別適合使用MATLAB。

1 理論分析

為了擴(kuò)大移相范圍，使ud波形不出現(xiàn)負(fù)值且輸出電流更加平穩(wěn)，可以在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管。單相全控橋式電感性負(fù)載的電路原理如圖1所示。

由理論分析可知，單相全控橋式電阻負(fù)載的電路（接續(xù)流二極管）理論波形如圖2所示。ud為負(fù)載R兩端的電壓，id為負(fù)載電流，iT1為流過晶閘管VT1和VT3的電流，iT2為流過晶閘管VT2和VT4的電流，iD為流經(jīng)續(xù)流管VD的電流。

2 仿真波形

在設(shè)置脈沖信號發(fā)生器的參數(shù)時(shí)，當(dāng)α=45°時(shí) ，Pulse1的相位延遲Phase Delay應(yīng)設(shè)置為0.002 5 s，Pulse2的相位延遲Phase Delay應(yīng)設(shè)置為0.01 s+0.002 5 s=0.012 5 s，因?yàn)檎?fù)兩半波要間隔半個(gè)周期，即0.01 s。

當(dāng)晶閘管的控制角α=45°時(shí)，單相全控橋式電阻負(fù)載的電路仿真波形如圖3所示。在圖3中，自上而下依次為iT1，iT2，iD，id，ud瞬時(shí)波形。iT1為流經(jīng)晶閘管VT1和VT3的電流，iT2為流經(jīng)晶閘管VT2和VT4的電流，iD為流經(jīng)續(xù)流管VD的電流，id為負(fù)載電流，ud為負(fù)載兩端電壓。

3 結(jié)論

由仿真結(jié)果可知，單相全控橋式電阻負(fù)載電路（接續(xù)流二極管）的ud波形與電阻性負(fù)載相同。負(fù)載電流id是由晶閘管VT1和VT3、VT2和VT4以及VD輪流導(dǎo)通形成的。仿真結(jié)果與理論分析一致，仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析。雖然電力系統(tǒng)仿真模型不是真實(shí)的物體，它只是實(shí)際物體的圖形化模型，但是，它具有實(shí)際物體的物質(zhì)屬性和特征。這種實(shí)體圖形化模型的仿真具有實(shí)用價(jià)值，而且成本比較低，非常簡單、方便。

〔編輯：白潔〕

Abstract： In this paper， the Simulink power system simulation model simulation of the MATLAB7.0 control rectifier circuit， the single-phase full control bridge electric inductive load circuit （continuous flow diode） theory analysis of the waveform， and provide the circuit MATLAB simulation model. After get the simulation waveform， this paper compares and analyzes the simulation waveform and the theoretical waveform.

Key words： Simulink； single phase full control bridge circuit； inductive load circuit； simulation model