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1、新疆农业大学 课 程 论 文 题目: 利用 MATLAB对单相桥式全控整流电路研 究 课程:控制系统仿真与 CAD 姓名: 何正霖 专业:电气工程及其自动化 班级:电气 114 班 学号:113736404 指导教师 :石砦职称: 讲师 2014 年 5 月31 日 利用 MATLAB 对单相桥式全控整流电路研究 何正霖 指导老师：石砦 摘要： 整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将 交流电能变为直流电源供给直流用电设备。我选用的仿真题目是单相桥 式全控整流电路仿真 ( 电阻性负载 )，它是单向整流电路中应用较多的一 种整流电路，而且是比较简单的。由于电路简单，只需按电路原理图接
2、 线和加一些测量元件就可以达到仿真目的。 1. 电路的结构与工作原理 1.1 电路结构 图 1.1 单相桥式全控整流原理电路 1.2 工作原理 （1）在正半波的（）区间，晶闸管VT1 、VT4承受正向 2 u 电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2 、VT3承受反向电压。因此在0 区间， 4 个晶闸管都不导通。假如4 个晶闸管的漏电阻相等，则 。 23241 2 1 UUU VTVTVTVT （2）在正半波的（）区间，在 时刻，触发晶 2 u 闸管 VT1 、VT4使其导通。 （3）在负半波的（）区间，在 区间， 2 u 晶闸管 VT2 、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸 管 V
3、T1 、VT4承受反向电压也不导通。 （4）在负半波的（）区间，在 时 2 u 刻，触发晶闸管 VT2 、VT3使其元件导通，负载电流沿 bVT3 R VT2 T的二次绕组b 流通，电源电压沿正半周期的 方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（）和电流，且波 2d uu 形相位相同。 。 2 建模 第一，建立 MATLAB 。 第二，提取电路元器件模块。 第三，将电路元器件模块按电路原理图连接成仿真电路。 第四，进行参数设置。 第五，模型仿真开始。 第六，用示波器观察仿真结果。 下图是连接了示波器的单相全控整流电路模型图 图 2 阻性负载的电路建模图 2.1时的阻性负载 0 30 2.1.1
4、参数设置 (1) 同步脉冲信号发生器参数 同步脉冲信号发生器参数取=30时，对应时间为 t=0.02*30/360 s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取20% 即可 图 2.1.1 同步脉冲信号发生器参数 (2) 交流电源参数 图 2.1.2 交流电源参数 (3) 负载上的参数设置 图 2.1.3 负载上的参数设置 (4) 晶闸管参数设置（ resistance Ron和 inductance lon 不能同 时为零） 图 2.1.4 晶闸管参数设置 2.1.2 波形图 图 2.1.5 =30时的波形图 2.2时的阻性负载 0 60 2.2.1 参数设置 (1) 同步脉冲信号发生器参数 同步
5、脉冲信号发生器参数取=60时，对应时间为 t=0.02*60/360 s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取20% 即可 （其他的参数和 =30时相同） 图 2.2.1 同步脉冲信号发生器参数 同步脉冲信号发生器参数取=60时，对应时间为 t=0.02*60/360+0.01 s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取20% 即可（其他的参数和=30时相同） 图 2.2.2 晶闸管、电压源负载参数设置 （2）晶闸管、电压源负载参数设置 2.2.2 波形图 图 2.2.32时的波形图 0 60 2.3时的阻性负载 0 90 2.3.1 参数设置 （1）同步脉冲信号发生器参数 同步脉冲信号发生器参数取
6、=90时，对应时间为 t=0.02*90/360 s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取20% 即可 （其他的参数和 =30时相同） 图 2.3.1 同步脉冲信号发生器参数 同步脉冲信号发生器参数取=90时，对应时间为t=0.02*90/360+0.01 s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取20% 即可（其他的参数和=30时 相同） 图 2.3.2 晶闸管、电压源负载参数设置 （2）晶闸管、电压源负载参数设置 2.3.2 波形图 图 2.4.3时的波形图 0 90 3. 结论：单相桥式全控整流电路 ( 电阻性负载 )是典型的单相桥式全控 整流电路，共用 4 个晶闸管， 2 只晶闸管接成共阳极
7、， 2 只晶闸管接成共阴 极，每只晶闸管是一个桥臂，桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必 须成对构成回路，负载为电阻性。 经过仿真分析，仿真结果和理论分析的结果基本一致。通过这次课程设 计，让我认识到了MATLAB 仿真在电力电子技术领域的应用，也对于利用 Simulink 对三相桥式全控整流电路进行建模有了更深刻的认识。让我学到 了多东西。 参考文献： 1 谢华博 , 张俊民 . 基于 Matlab/Simulink的电力变换电路仿真J. 电气 电子教学学报. 2007(04) 2 安树 ,赵霞 , 徐小华 . 基于 Matlab GUI的整流电路仿真设计J. 现代电 子技术 . 2011
8、(04) 3 贾周 ,王金梅 . 基于 MATLAB 的单相桥式整流电路研究J. 电源世界 . 2009(06) 4 刘玉娟 . 单相桥式全控整流电路的MATLAB 仿真分析 J. 中国现代教育 装备 . 2010(05) 5 高娟 . 基于 Matlab/Simulink的整流电路的建模与仿真J. 青岛职业 技术学院学报. 2007(02) 6 刘卫国主编 .MATLAB程序设计与应用M. 高等教育出版社, 2006 7 王兆安 , 黄俊主编 . 电力电子技术M. 机械工业出版社, 2000 8 王娜 , 厉善亨 , 申岳 . 基于 MATLAB 的“电力电子技术 ”仿真实验的研究J. 船电
9、技术 . 2008(06) 9P Zorkii, L Lanshina, T Bogdan. Computer simulation and diffraction studies of the structure of liquid benzeneJ. Journal of Structural Chemistry, 2008, 49(3). 10M Margelevicius, V Grigaliunas, H Pranevicius et al Modelling of relief of phase reflection diffraction gratingJ. Applied ma
10、thematical modelling., 2003, 27(12). 致谢 首先，我要衷心的感谢知道老师石砦老师，没有她的悉心教导， 我也不会这么顺利的完成我的仿真设计，本论文是在石砦老师的悉心指 导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作 作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无 华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅是我树立了远大的学术目 标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与人处事的道 路。 在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟 人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一 位平凡的人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊 敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营 造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳 濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟 的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写 作的指导 , 经由您悉心的点拨, 再经思考后的领悟, 常常让我有 “山重水复疑无路, 柳暗花明又一村”