基于MATLAB的三相整流器設(shè)計(jì)畢業(yè)答辯

1、論文題目：基于MATLAB的三相整流器設(shè)計(jì)答 辯 人：張升林指導(dǎo)教師：萬旻專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化122班學(xué) 號(hào)：7022812067日 期：2016年6月5日CONTANTS一一二二五五三三四四三相整流器發(fā)展?fàn)顩rMatlab-Simulink電力系統(tǒng)仿真介紹三相整流器的結(jié)構(gòu)和原理分析三相整流器電路的仿真三相PWM流器的設(shè)計(jì)目 錄三相整流器發(fā)展?fàn)顩r 隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通、家庭等眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，由此帶來的諧波和無功問題也日益嚴(yán)重。整流電路和設(shè)備在自動(dòng)控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。傳統(tǒng)的整流二極管不控整流和晶

2、鬧管相控整流電路都不能雙相傳遞能量，還增加了一定的諧波污染。限制無功功率和諧波的標(biāo)準(zhǔn)在大部分歐美都有相關(guān)的規(guī)定。國際電工學(xué)會(huì)為適應(yīng)如今電網(wǎng)的環(huán)境，在1988年，對(duì)原來要求的諧波標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了重新的修改。而我國也在1993年也正式頒布了電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波，這使得我國對(duì)諧波的管理有了統(tǒng)一管理的標(biāo)準(zhǔn)。1 .1 背景1 .2 進(jìn)展及意義 在這種背景下，對(duì)整流器的研究就顯得尤為重要了。三相PWM整流器技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致了現(xiàn)代電子技術(shù)、微處理器技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的創(chuàng)新與發(fā)展。由于在整流器中引入了三相PWM技術(shù)，整流器具有更好的直流電壓，它實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)電流的正弦化。目前三相PWM整流技術(shù)已成為控制電網(wǎng)污染的重

3、要技術(shù)手段之一。三相PWM整流器技術(shù)可以在任意功率因數(shù)運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)，而且具有良好的電流質(zhì)量和更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。實(shí)現(xiàn)了“綠色電力轉(zhuǎn)換”，減少了資源的浪費(fèi)，提高了系統(tǒng)的電能利用率 。Matlab-Simulink電力系統(tǒng)仿真介紹2 .1 Matlab介紹MATLAB軟件主要用于圖形處理和數(shù)值計(jì)算，是由美國Mathworks公司開發(fā)的。MATLAB的界面1.巨人肩上的工具2.具有強(qiáng)大的數(shù)值 和符號(hào)計(jì)算功能3.強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和稀疏矩陣的處理2 .2 Simulink的介紹 Simulink是一個(gè)多領(lǐng)域仿真和基于模型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通信、控制、信號(hào)處理

4、、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了一個(gè)交互式圖形環(huán)境和可定制的模塊庫的設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。Simulink的應(yīng)用界面三相整流器的三相整流器的結(jié)構(gòu)和原理分結(jié)構(gòu)和原理分析析3.1 三相橋式全控整流器結(jié)構(gòu)和原理分析三相橋式全控整流電路原理圖三相橋式全控整流電路包含了三相半波共陽極接法(VT4,VT6,VT2)和三相半波共陰極接法(VT1,VT3,VT5)兩部分。三相橋式全控整流電路的特性是每時(shí)每刻有著不一樣的組別的兩個(gè)晶閘管處于同時(shí)導(dǎo)通狀態(tài)。導(dǎo)通的順序在一個(gè)周期中按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6進(jìn)行排序，并且它的相位都是相差603.2 三相PWM整流器結(jié)構(gòu)和原理分析

5、PWM整流器模型電路圖 PWM整流器是交、直流側(cè)均可控的是四象限運(yùn)行的整流設(shè)備。PWM整流器在忽略電感和功率開關(guān)管橋路的等效損耗電阻的情況下，它由交流回路、功率開關(guān)管橋路和直流回路組成。其中交流回路包括交流電動(dòng)勢(shì)e、網(wǎng)側(cè)電感Ls等，直流回路包括負(fù)載電阻RL及負(fù)載電動(dòng)勢(shì)e等。三相PWM整流器主回路原理圖當(dāng)三相PWM整流器開始工作時(shí)，PWM整流需經(jīng)負(fù)載與整流變壓器二次側(cè)繞組構(gòu)成閉合回路，同時(shí)向V5、V6、V1管發(fā)出觸發(fā)脈沖。在/3范圍內(nèi)發(fā)出一組PWM脈沖，接著依次向V1、V2、V3；V2、V3、V4；V3、V4、V5；V5、V6、V1；發(fā)出PWM脈沖，一直循環(huán)下去，這樣每一導(dǎo)通瞬間，不同相的上、下

6、橋臂至少有一管是導(dǎo)通的。三相整流器電路的仿真 三相橋式全控整流電路仿真模型4.1三相橋式全控整流器的仿真其中交流峰值電壓定為100伏特，頻率定為60赫茲。晶閘管的參數(shù)為：Cs=25010，Rs=508，Vf=0伏，Lon=0.0001H，Rn= 0.0018。電阻性負(fù)載設(shè)R=45歐姆，電感性負(fù)載設(shè)L=1H。脈沖發(fā)生器脈沖寬度定為脈寬的50%，脈沖高度定為5伏特，脈沖周期定為0.0167秒觸發(fā)角= 0時(shí)的輸出電壓波形圖觸發(fā)角= 60時(shí)的輸出電壓波形圖觸發(fā)角= 90時(shí)的輸出電壓波形圖由輸出波形圖，我們可以得到觸發(fā)角的不同會(huì)影響輸出電壓的仿真和負(fù)載呈現(xiàn)阻感特性的結(jié)論。4.2 三相PWM整流器的仿真P

7、WM整流器的仿真框圖網(wǎng)側(cè)三相電流的波形以看到網(wǎng)側(cè)電流很好的跟隨網(wǎng)側(cè)電壓，功率因數(shù)基本為1，實(shí)現(xiàn)了VSR在高功率因數(shù)下運(yùn)行，驗(yàn)證了SVPWM的正確性。在如圖4.6為網(wǎng)側(cè)三相電流的波形中，三相電流呈現(xiàn)正弦波，相位相差120度。 A相直流側(cè)輸出電壓在VSR啟動(dòng)0.1秒內(nèi)VSR即達(dá)到給定值150V，并在150V恒定值下平穩(wěn)運(yùn)行，由此可說明SVPWM的快速響應(yīng)和可靠性。三相三相PWM整整流器的設(shè)計(jì)流器的設(shè)計(jì)5.1 主電路設(shè)計(jì)主電路的設(shè)計(jì)主要包括輸入電感的設(shè)計(jì)、功率器件的設(shè)計(jì)與選型、輸出電容的設(shè)計(jì)與選型，這三個(gè)參數(shù)直接影響主電路的正常運(yùn)行。5.2 功率器件的選擇IPM可以把功率開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路組合在一起，還可以檢測(cè)過電壓、過電流以及過熱等故障。在無噪聲逆變器、低噪聲UPS系統(tǒng)和伺服控制器等設(shè)備中起到很重要的作用，主要原因就是它具有可靠性高、操作方便等特點(diǎn)。其具有抗干擾能力強(qiáng)、低功耗、橋臂功率管互鎖、快速的過流保護(hù)