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基于MATLAB的三相半波电阻性负载可控整流电路仿真研究

作者：谭汉洪 袁婷

来源：《科学与财富》2015年第28期

摘 要：利用MATLAB7.0命令语言对可控整流电路的仿真研究，给出三相半波电阻负载可控整流电路的理论分析波形图，提供该电路的MATLAB的命令语言，得到仿真的计算结果，仿真结果与理论分析结果进行对比分析。仿真结果表明命令语言的正确性。 关键词：三相半波；电阻负载；整流电路；命令语言 中图分类号： TN xxx 文献标识码：A 文章编号： 0 引言

Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤[3-5]。Matlab 作为一种新型的高性能的语言，为电力电子技术的研究与应用实现提供了理想的工具[1][2]。 1 理论分析

三相半波电阻负载可控整流电路原理图如图1所示： 图1 三相半波电阻负载可控整流电路原理图

二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角α的起点，即α=0°。α≤30°时的波形：负载电流连续，晶闸管导通角等于120° （α=30°时负载电流连续和断续之间的临界状态）。α>30°的情况：负载电流断续，晶闸管导通角小于120° 。故由分析可知，α的移相范围： 0° ～150°。 （a） α=0° （b） α=60°

图2 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的波形

由理论分析可知， 0 ° ≤α≤30°时，负载电流连续， 输出整流电压平均值ud为： 2 MATLAB仿真模型

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当α≤30°时，在MATLAB命令窗口输入以下命令，可得整流电路输出平均电压。 >> syms U2 Ud alpha omega t； >> T=1/50；omega=100*pi； >> u=sqrt（2）*U2*sin（omega*t）；

>>Ud=1/（2*pi/（3*omega））*int（u，t，（pi/6+alpha）/omega，（5*pi/6+alpha）/omega）；

>> Ud=expand（Ud）；Ud=vpa（Ud，4） 命令运行结果为： Ud =1.169*U2*cos（alpha） 即整流电压平均值 。当α=0°时， 。

当30° ≤α≤150 °时，在MATLAB命令窗口继续输入以下命令，可计算整流电路输出平均电压。

>>Ud=1/（2*pi/（3*omega））*int（u，t，（pi/6+alpha）/omega，pi/omega）； >> Ud=expand（Ud）；Ud=vpa（Ud，4） 命令运行结果为：

Ud=0.6750*U2+.5846*U2*cos（alpha）-.3375*U2*sin（alpha）

即整流电压平均值 。当α=150°时，Ud=0。由以上分析可知，MATLAB命令计算结果与理论分析一致。 4 结论

文中应用Matlab的命令语言对三相半波电阻负载可控整流电路的理论计算结果进行了仿真，对仿真结果与理论进行了比较，在误差允许范围内， MATLAB命令计算结果与理论分析一致，进一步验证了MATLAB命令语言的正确性。应用Matlab对整流电路仿真研究，为分析整流电路打下较好的基础，是一种值得进一步应用推广的功能强大的仿真软件，同进也是电力电子技术实验较好辅助工具。本文的分析对电力电子电路的研究与使用有很好的辅助作用。 参考文献

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[1] 潘文霞，范永威，陆小花，等. Matlab在电路教学中的三种应用方法[ J].电力系统及其自动化学报， 2006， 18（1）：108-112.

[2] 贾周，王金梅.基于MATLAB的单相桥式整流电路研究[J].2009（6）：33-35，46. [3] 马军.基于 Matlab 的整流电路仿真研究[J].价值工程，2013，23（82）：65-66. 作者简介：

谭汉洪（1979-），女，广东省东莞市，硕士，讲师，电子、电气自动化专业方向。