电力电子课程设计报告

### 电力电子技术课程设计报告知识点总结 #### 一、课题背景及意义 本课程设计旨在通过使用MATLAB/Simulink工具对三相桥式整流电路进行建模仿真，帮助学生深入理解三相桥式整流电路的工作原理及其在不同负载条件下的表现。通过实践操作，学生能够掌握三相桥式整流电路的设计方法，同时也能学习如何使用MATLAB/Simulink进行电路仿真，这对于未来从事电力电子技术领域的研究和应用具有重要意义。 #### 二、三相桥式整流电路简介 三相桥式整流电路是一种常用的交流到直流转换电路，通常用于将三相交流电源转换成直流电源。它由六个晶闸管或二极管组成，形成一个全桥结构，可以实现对三相交流电的全波整流。这种电路能够提供稳定的直流输出，并广泛应用于各种工业设备、电源系统等场合。 #### 三、MATLAB/Simulink仿真建模 在本课程设计中，使用MATLAB/Simulink进行三相桥式整流电路的建模和仿真。主要步骤包括： 1. **三相电压源设置**：线电压为380V，频率为50Hz，内阻为0.002欧姆。采用Y型连接方式，计算出每个相电压的峰值幅值为220√2V，频率为50Hz，相位依次相差120度。 2. **晶闸管触发角设置**：晶闸管的触发延迟角α根据不同的实验需求进行调整，例如在纯电阻负载下设置α=60°，阻感负载下可根据需要调整。 3. **负载设置**：分为两种情况，一是纯电阻负载（R=1Ω），二是阻感负载（R=1Ω，L=10mH）。 4. **故障模拟**：在某些实验中模拟了故障情况，例如当触发角为30度时，将第3个晶闸管断开，观察并记录输出电压Ud的变化。 #### 四、实验结果与分析 1. **纯电阻负载**： - 在α=60°的情况下，记录下了Ud、Id和uVT1的波形，并绘制出了Ud=f(α)的移相特性曲线。 - 观察发现，随着触发角α的增加，输出直流电压Ud逐渐减小，这符合理论预期。 2. **阻感负载**： - 对于阻感负载（R=1Ω，L=10mH），同样记录下了Ud、Id和uVT1的波形，并绘制了Ud=f(α)的移相特性曲线。 - 阻感负载下，由于电感的存在，使得输出电压Ud的变化更加平缓，而且电流Id的波形呈现出较为复杂的形状，这是电感的储能作用导致的结果。 3. **故障波形采集**： - 当触发角为30度时，将第3个晶闸管断开，观察到了故障情况下的输出电压Ud和uVT1的波形变化。 - 故障情况下，Ud的波形不再平滑，出现明显的畸变，这是因为晶闸管的缺失导致了电路的不完整，影响了整流效果。 #### 五、结论 通过本次课程设计，不仅加深了对三相桥式整流电路工作原理的理解，还学会了如何使用MATLAB/Simulink进行电路建模仿真。实验结果显示，在不同负载条件下，三相桥式整流电路的表现有所不同，特别是在纯电阻负载和阻感负载下的差异明显。此外，通过对故障情况的研究，进一步认识到了晶闸管在电路中的重要作用以及故障对电路性能的影响。这些实验结果对于理解和掌握电力电子技术的基础知识具有重要的实际意义。