计算机仿真技术作业二带电容滤波的三相不控整流桥仿真.docx

1、计算机仿真技术作业二带电容滤波的三相不控整流桥仿真计算机仿真技术作业二带电容滤波的三相不控整流桥仿真姓名：班级：学号：利用simpowersystems建立三相不控整流桥的仿真模型。输入三相电压源，线电压380V，50Hz，内阻0.001欧姆。三相二极管整流桥可用“Universal Bridge”模块，二极管采用默认参数。直流滤波电容3300F，负载为电阻。仿真时间0.3s。利用Simulink搭建出来的模型如下图所示：图1 一、直流电压与负载电阻的关系【实验要求】分别仿真整流电路空载及负载电阻为10、1和0.1欧姆时的情况。记录直流电压波形，根据仿真结果求出直流电压，并比较分析其与负载的关

2、系。1、整流电路空载图22、负载电阻为10图33、负载电阻为1图44、负载电阻为0.1图55、分析由图25可知，随着负载的增大（即电阻的减小），直流侧电压的振荡现象越显著，振荡幅度越大（在负载小时甚至没有振荡）。另外，随着负载的增大，直流侧电压的稳定值越来越小。二、电流波形与负载的关系：【实验要求】分别仿真负载电阻为10、1.67和0.5时的情况。记录直流电流和a相交流电流，并分析规律。1、负载电阻为10（1）直流侧电流图6（2）a相交流电流图72、负载电阻为1.67（1）直流侧电流图8（2）a相交流电流图93、负载电阻为0.5（1）直流侧电流图10（2）a相交流电流图114、分析规律首先，启

3、动时直流侧电流出现一个很大的峰值；其次，随着负载的增大（即电阻的减小），直流侧电流的振荡现象越显著，从启动到稳定所花费时间越长。而交流侧电流也存在类似规律，只是比较不太明显；再次，直流测所得到的电流都不是标准的直线形电流波形，而都有一定的波动。三、平波电抗器的作用：【实验要求】直流侧加1mH电感。分别仿真轻载50欧姆和重载0.5欧姆时的情况，记录直流和交流电流波形，并计算交流电流的THD。仿真同样负载条件下，未加平波电抗器的情况，并加以比较分析。.1、直流侧加1mH电感图12（1）轻载50 直流侧电流图13 a相交流电流图14对于稳态时的交流电流波形进行傅里叶分析如下：图15图16由图可知，T

4、HD=19.69%。（2）重载0.5 直流侧电流图17 a相交流电流图18对于稳态时的交流电流波形进行傅里叶分析如下：图19图20由图可知，THD=0.70%。2、直流侧未加1mH电感图21（1）轻载50 直流侧电流图22 a相交流电流图23对于稳态时的交流电流波形进行傅里叶分析如下：图24图25由图可知，THD=20.67%。（2）重载0.5 直流侧电流图26 a相交流电流图27对于稳态时的交流电流波形进行傅里叶分析如下：图28图29由图可知，THD=0.91%。3、比较分析首先，无论有没有加入平波电抗器，重载时的交流电流的THD总比轻载时的小，亦即重载时的交流电流的谐波含量比轻载时的小；其

5、次，无论重载、轻载，加入平波电抗器后的交流电流的THD比没加时的要小些，也就是说，平波电抗器的加入有利于抑制交流电流的谐波。四、抑制充电电流的方法：【实验要求】观察前述仿真中，启动时的直流电流大小，分析原因，提出解决方法并进行仿真验证。观察仿真过程，可以发现电路启动时的电流非常大。这是因为启动时要向直流侧的支撑电容充电的缘故。启动时，电容两端压降为0，相当于短路，所以直流侧电流非常大。解决方法是：在直流侧加入一个充电电阻在充电开始时将其加入电路中，以限制充电电流；当电容充电完时，再将其短路，以防止其对电路造成的额外能耗。进行仿真验证如下：（1）仿真模型：图30其中，接触器设置在0.2s时闭合，负载电阻阻值是50，充电电阻阻值选定为300。（2）直流侧电流图31对比图18，可以发现启动电流降低了。另外，还有一种方法可以满足题目的要求，即设法使电容具有较为合适的初始电压，如此就没有因启动时电容短路而导致的电流过大的问题了。仿真的模型下图：图32首先，不设定电容的初始值，通过万用表模块，测得电容两端的波形如下：图33由图可知，稳定时电容两端电压大约为460V。因此，将电容的初始电压设定为450V，进行仿真，得到直流侧的电流波形如下图所示：图34由图可知，启动时直流侧电流的峰值只有13A，远小于未设定初始值的98A。可见，这种方法的效果还是比较显著的。