本文使用SIMULINK仿真软件,构造一个单相交流调压电路模型(如图1所示),通过仿真实验说明晶闸管调压电路的基本工作原理并研究谐波干扰消除的实现方法。仿真中使用触发脉冲1和触发脉冲2分别对晶闸管1和晶闸管2进行延迟控制,使得在交流电源的正负半周期内负载R0上的电压波形为正弦电压的一部分,从而达到调节电压输出的目的。
2 晶闸管调压电路的SIMULINK仿真实现
2.1 仿真建模
MATLAB软件的SIMULINK仿真软件包中自带的Sim PowerSystems工具箱,可方便研究人员使用人性化的操作界面实现对复杂电路系统的建模与仿真[4]。本文根据单相交流调压电路(见图1)的实现原理,采用SIMULINK软件包将其建模如图2所示。
仿真模型中选用晶闸管(Thyristor)模块2个,交流电压源(AC voltage source)模块1个,串联电阻、电容和电感分支(Series RLC branch,分别在选择菜单中设置为为电阻、电容和电感)模块4个,电压测量(Voltage measurement)模块3个,常数(constant)模块2个,合成六脉冲产生器(Synchronized 6-pulse generater)模块1个,示波器(Scope)模块2个,增益(Gain)模块1个,多路分接(Demux)模块1个。
2.2 仿真参数设置
(1)求解参数:选择ode23tb算法,仿真停止时间依需要而定,其他默认。
(2)电压源参数:峰值 220*sqrt(2),频率50,采样时间0,其他默认。
(3)晶闸管参数:Snubber resistance为500e3, 其他均为默认。Thyristor1门极与Demux的第6路输出连接,Thyristor2门极与Demux的第3路输出连接。
(4)串联电阻、电容和电感分支参数:①电容参数:1.5e-7,②电感参数:4200e-3,③负载电阻R0参数:3.5e3,④电阻R参数:50e3。
(5)常数参数:Constant1 为0,Constant2根据需要进行调整。
(6)合成六脉冲发生器:频率50,脉冲宽度100。
3 仿真结果与分析
3.1 调压结果
通过调整常数模块Constant2中控制角α的大小,可实现对负载R0两端电压波形的调整。图3和图4是控制角α为30°和60°时的各支路电压,第1行为电源电压,第2、3行分别为晶闸管模块Thyristor1和Thyristor2的门极触发脉冲波形,第4行为晶闸管支路两端的电压波形,第5行为负载R0的电压波形。
根据图3和图4可知,当电源电压不为0且晶闸管门极触发电压大于门限电压时,晶闸管导通,此时负载两端有电流流过,晶闸管两端的分压为0;反之,当电源电压非常接近0和门极触发电压为0时,晶闸管处于断开状态其两端的分压非常大,因而导致负载两端没有电流流过。通过改变控制角α的大小可有效调整负载端的电压波形,以灯光调节为例,随着α的增加,负载端的电压将随之下降,灯的亮度也会随之变暗,因而可通过控制α的大小来实现对灯光强弱调节的目的。
3.2 谐波消除
对于调压电路而言,当α=0时,功率因数为1,随着α的增大,输入电流滞后于电压且发生畸变,功率因数也逐渐降低,此时将会产生更为严重的谐波影响,将会对电路造成谐波污染。特别地,电路中的高次谐
参考官方例子,实现简单的晶闸管6脉波整流 MATLAB自带例子可以在命令行窗口执行 power_sixpulses 打开。下面的例子是对原例子的简单修改。 用到的模块: (1)三相电源,50Hz (2)锁相环(三相),脉冲...
参考官方例子,实现简单的晶闸管6脉波整流
MATLAB自带例子可以在命令行窗口执行
power_sixpulses
打开。下面的例子是对原例子的简单修改。
用到的模块:
(1)三相电源,50Hz
(2)锁相环(三相),脉冲发生器
(3)三相V-I测量,电压表
(4)选择器
(5)powergui
(6)晶闸管转换器
simulink模型如下:
1、PLL设置
2、Pulse Generator(Thyristor, 6-Pulse)设置,双脉冲触发
其中alpha是触发角,这里设置为0度,也就是每相线电压过零时触发,wt是锁相环输出ωt\omega tωt ,Block用于是否封锁脉冲
3、负载为纯电阻负载
三组输出波形如下:
参考链接:http://cn.mathworks.com/help/physmod/sps/powersys/ref/synchronized6pulsegenerator.html?s_tid=gn_loc_drop
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