單相半波整流電路的仿真設(shè)計(jì)

李艷 姚亮

摘要：通過對(duì)電力電子中晶閘管整流電路的仿真設(shè)計(jì)，利用SIMULINK建立電路仿真模型，最終得到相應(yīng)輸出波形。并用Visual Basic設(shè)計(jì)友好軟件界面與MATLAB仿真界面進(jìn)行連接，更便捷、直觀地完成晶閘管整流電路的仿真實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：電力電子;整流電路;相位控制

中圖分類號(hào)：TM461 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）12-0158-01

0 緒論

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，控制技術(shù)也隨之得到了很大的提高。特別是仿真技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，使控制技術(shù)的設(shè)計(jì)變得輕松，設(shè)計(jì)人員對(duì)于實(shí)際硬件電路的設(shè)計(jì)及參數(shù)調(diào)整只需要在Simulink仿真平臺(tái)上進(jìn)行即可，當(dāng)然這需要掌握仿真這門技術(shù)，在些基礎(chǔ)上又研制出更為簡(jiǎn)化的可視化VB界面，技術(shù)人員只需要在仿真的VB界面上修改調(diào)整參數(shù)即可完成設(shè)計(jì)。

1 晶閘管整流電路

本設(shè)計(jì)硬件為單相半波整流電路，通常實(shí)際工廠中大多數(shù)負(fù)載為電動(dòng)機(jī)類的感性負(fù)載，另外一些電阻負(fù)載中常接電感，為了保持電流的連續(xù)及平滑，但感性負(fù)載雖然可使電流連續(xù)但也產(chǎn)生了負(fù)壓，減少了輸出的平均電壓，為提高輸出平均電壓在負(fù)載兩端加續(xù)流二極管，電感儲(chǔ)存的能量通過二極管得以泄放，這樣就消除了負(fù)壓，使輸出平均值得到了提高。

單相半波整流電感性負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管電路如圖1所示，電路當(dāng)U2過零變負(fù)時(shí)，D導(dǎo)通，Ud為零。此時(shí)為負(fù)的U2通過D向晶閘管施加反壓使其關(guān)斷，L儲(chǔ)存的能量保證了電流id在L-R-D回路中續(xù)流。續(xù)流期間Ud為0。

2 晶閘管整流電路的仿真

采用美國(guó)矩陣實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的仿真軟件，對(duì)單相半波整流電感性負(fù)載加接續(xù)流二極管電路進(jìn)行仿真，在仿真平臺(tái)上搭建立仿真模型，通過MATLAB對(duì)上面電路進(jìn)行仿真，首先根據(jù)單相半波整流電路圖在Simulink下設(shè)計(jì)仿真模型，并設(shè)置仿真參數(shù)，在電源電壓模塊設(shè)置中要輸入的是電壓峰值，在其中鍵入“220*sqrt（2）”，頻率為50Hz。晶閘管模塊：Ron=0.001Ω;Lon=0H;Vf=0.8V;Rs=10Ω;Cs=4.7×10-6F。串聯(lián)RLC支路：R=2Ω;L=0.01H;C的值為inf。脈沖發(fā)生器的脈沖周期T必須和交流電源U同步。仿真時(shí)間設(shè)為：0.05s，仿真數(shù)值計(jì)算方法：ode23tb。之后點(diǎn)擊開始按鈕進(jìn)行仿真。仿真電路如圖2所示。

3 可視界面的設(shè)計(jì)

仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)以Visual Basic 6.5為編程軟件，在可視平臺(tái)上作上面仿真電路的可視界面，界面主要是選取不同控制角的按鍵，通過仿真電路即可得到輸出波形，點(diǎn)取不同的角度即可出現(xiàn)不同的輸出波形。通過對(duì)于波形可以得出控制角對(duì)整流電路的影響。在可視界面與Simulink仿真鏈接，可視界面控制Simulink仿真電路?？梢暯缑嫒鐖D3所示。

軟件自動(dòng)運(yùn)行仿真，在示波器中輸出波形，如圖3?？芍苯狱c(diǎn)擊進(jìn)行觀看，無需任何操作。仿真完成后可以點(diǎn)擊“返回”按鈕，返回到主界面繼續(xù)選擇欲仿真的電路進(jìn)行仿真，也可點(diǎn)擊“退出”按鈕退出仿真系統(tǒng)。

4 結(jié)論

本文對(duì)電力電子中單相半波可控整流電路，電感性負(fù)載加續(xù)流二極管進(jìn)行仿真，通過可視界面得到不同控制角的輸出波形。電壓波形與電阻負(fù)載波形一致，而電流波形測(cè)平穩(wěn)很多，當(dāng)電感足夠大時(shí)，負(fù)載波形接近一條直線。

參考文獻(xiàn)

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Design and Simulation of? Single-phase Half-Wave Rectifier Circuit Simulation

LI Yan，YAO Liang

（Jilin Institute of? Chemica Technology， Jilin? Jilin? 132022）

Abstract：In this paper， the design and simulation of thyristor rectifier circuit based on Matlab/SIMULINK are introduced in power electronics. The model of circuits simulation is established with MATLAB to receive the output wave by programming Visual Basic. A friendly graphic user interface is developed to manage all the simulating waves. The simulation is convenient to be carried out， and also the wave can be simulated directly and correctly.

Key words：power electronics; rectifier circuits; phase-controlled