电力电子技术实验报告实验名称：单相半波可控整流电路的仿真与分析班级：自动化091 组别： 08 成员：职业技术学院信息工程学院年月日一. 单相半波可控整流电路(电阻性负载) ................................................ 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理 (8)2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析 (5)4. 小结 (8)二. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载) ............................................... 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。

2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析............................................................................... 错误!未定义书签。

4. 小结................................................................................................... 错误!未定义书签。

三. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ....................... 错误!未定义书签。

1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。

2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。

3. 仿真结果与分析............................................................................... 错误!未定义书签。

4. 小结：............................................................................................... 错误!未定义书签。

四. 总结：………………………………………………………………………………….错误!未定义书签。

图 1 单相半波可控整流电路(纯电阻负载)的电路原理图 (1)图 2 单相半波可控整流电路(纯电阻负载)的MATLAB仿真模型.. 错误!未定义书签。

图 3 α=30°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载) .... 错误!未定义书签。

图 4 α=45°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载) .... 错误!未定义书签。

图 5 α=90°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载) .... 错误!未定义书签。

图 6 α=120°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载) ... 错误!未定义书签。

图 7 α=180°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载). . . . . . . . . . . . . . . . . 错误!未定义书签。

图 8 单相半波可控整流电路(阻-感性负载)的电路原理图....... 错误!未定义书签。

图9 单相半波可控整流电路(阻-感性负载)的MATLAB仿真模型 .. 错误!未定义书签。

图10 α=30°单相半波可控整流电路仿真结果(阻-感性负载) .. 错误!未定义书签。

图 11 α=60°单相半波可控整流电路仿真结果(阻-感性负载) .. 错误!未定义书签。

图 12 α=90°单相半波可控整流电路仿真结果(阻-感性负载) .. 错误!未定义书签。

图 13 α=120°单相半波可控整流电路仿真结果(阻-感性负载). . . . . . . . . . . . . . .错误!未定义书签。

图 14 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管)的电路原理图错误!未定义书签。

图 15 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管)的MATLAB仿真模型错误!未定义书签。

图 16 α=30°单相半波可控整流电路仿真结果(阻-感性负载加续流二极管)错误!未定义书签。

图 17 α=60°单相半波可控整流电路仿真结果(阻-感性负载加续流二极管)错误!未定义书签。

图 18 α=90°单相半波可控整流电路仿真结果(阻-感性负载加续流二极管)错误!未定义书签。

图 19 α=120°单相半波可控整流电路仿真结果(阻-感性负载加续流二极管) 错误!未定义书签。

单相半波可控整流电路仿真建模分析一、单相半波可控整流电路（电阻性负载）1.电路的结构与工作原理1.1电路结构若用晶闸管T替代单相半波整流电路中的二极管D，就可以得到单相半波可控整流电路的主电路，如图1-1电路图所示。

设图中变压器副边电压u2为50HZ正弦波，负载R L为电阻性负载。

图1 单相半波可控整流电路(纯电阻负载)的电路原理图1.2 工作原理：（1）在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管承受正向电压，脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。

（2）在ωt=π时刻，u2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。

（3）在电源电压负半波（π~2π区间），晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零。

（4）直到电源电压u2的下一周期的正半波，脉冲uG 在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流又加在负载上，如此不断重复。

1.3基本数量关系a.直流输出电压平均值2cos 145.02cos 12)(sin 221222απωωπαπα+=+==⎰U U t d t U U d b.输出电流平均值2cos 1.45.02a R U R U I d d +== c.负载电压有效值πππ242sin .2a a U U -+= d.负载电流有效值πππ242sin 2a a R U I -+= e.晶闸管电流平均值2cos 1.45.02a R U R U I d dT +== 2. 单相半波可控整流电路建模2.1模型参数设置a.晶闸管模型参数设置建立一个新的模型窗口，打开电力电子模块组，复制一个晶闸管到模型窗口中；打开晶闸管参数设置对话框，设置Ron=0.001Ω，Lon=0H，Uf=0.8V；Ic=0A，Rs=10Ω，Cs=4.7e-6F。

如图所示。

b.打开电源模块组，复制一个电压源模块到模型窗口中，打开参数设置对话框，设置为：幅值5V，初相位0，频率是50HZ的正弦交流电。

如图所示。

c. 打开元件模块组，复制一个串联RLC元件模块到模型窗口中，打开参数设置对话框，把RLC里的电感设置为0，电容设置为inf，电阻设置为1.2Ω。

如图所示。

d.打开测量模块组，复制一个电压测量装置以测量负载电压Ud波形。

e.打开测量模块组，复制一个电流测量装置以测量负载电流Id波形。

f.打开测量模块组，复制一个电压测量装置以测量变压器副边电压U2波形g.打开测量模块组，复制一个电压测量装置以测量晶闸管两端电压Ut波形。

h.把脉冲发生器的输出口接到示波器上以测量脉冲波形。

i.打开Sinks模块组,复制一个示波器装置以显示电路中各物理量的变化关系，并按要求设置输入端口的个数。

如图所示。

示波器参数设置5个输入端j.建立给晶闸管提供触发信号的同步脉冲发生器（Pulse Generater）模型。

参数设置为：脉冲幅值为4V，周期为0.02s，脉宽占整个周期的10%，相位延迟（1/50）*（30/360）s=1/600s（即α=30°）或者（1/50）*（45/360）s=1/400s（即α=45°）。

或者（1/50）*（90/360）s=1/200s（即α=90°）。

’或者（1/50）*（120/360）s=2/300s（即α=120°）。

如图所示。

脉冲发生器参数设置2.2 全部模块完美连接后，可以得到仿真电路。

如图所示。

图2单相半波可控整流电路(纯电阻负载)的MATLAB仿真模型3 仿真结果与分析下列所示波形图中，从上到下分别代表变压器副边U2上的电压波形、脉冲的波形、电阻上的电压波形、电阻上的电流波形、晶闸管VT上的电压波形。

下列波形分别是延迟角α为30°、45°、90°、120°, 180°时的波形变化。

a.当延迟角α=30°时，波形图如图所示：图3 α=30°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载) 当延迟角α=45°时，波形图如图所示：图4 α=45°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载) c. 当延迟角α=90°时，波形图如图所示图5 α=90°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载) d. 当延迟角α=120°时，波形图如图所示：图6 α=120°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载) e. 当延迟角α=180°时，波形图如图所示：图7 α=180°单相半波可控整流电路仿真结果(纯电阻负载)4小结在此试验中，我们可以看出通过改变触发角α的大小，直流输出电压，负载上的输出电U=0 由于晶闸管只在电源电压正半波压波形都发生变化,显然α=180°时，平均电压dU为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，故称半波整流。

单（0~ ）区间导通，输出电压d相半波可控整流电路中的输出电压与电流的波形相同，由于是电阻负载，电阻对电流没有阻碍作用，没有续流的作用，不会产生反向电流，晶闸管的电压没有负值。

电力电子变流技术的理论计算比较繁琐且很难得到准确的计算结果，从上述系统仿真结果波形可以看出，利用仿真软件进行仿真，波形准确、直观，利用该方法还能对非常复杂的电路、电力电子变流系统进行建模仿真。