基于MATLAB的单相双半波可控整流电路仿真研究

摘 要： 本研究利用MATLAB/Simulink软件的电气原理结构图建模方式，实现不同性质负载下的单相双半波可控整流电路的建模与仿真，通过分析与比较仿真波形，掌握单相双半波可控整流电路的工作原理与分析方法，得出有关电量与触发延迟角α的关系，理解不同负载特性下电量参数的数值关系。

关键词： 单相双半波可控整流电路 MATLAB 仿真研究

1.引言

电力电子技术是有效使用电力电子器件、应用电路和设计理论及分析开发工具，实现多电能的高效能变换和控制的一门技术，包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。随着科学技术的发展，电力电子技术与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，其应用越来越广泛，地位越来越重要。

电力电子器件是电力电子技术的基础，变流技术是其核心。变流技术即变换电路与控制技术，它的基本功能是实现交流和直流电能的互相变换。单相双半波可控整流电路属于交流-直流变换电路，可把交流电压变换为固定或可调的直流电压。

2.单相双半波可控整流电路的建模方法

单相双半波可控整流电路在学习时，先分析电阻性负载电路，再分析阻感性负载电路；先进行电路结构分析，分析不同性质负载下整流电路输出电压和电流的波形，再找出各相关电量基本数量关系。在采用MATLAB/Simulink软件进行仿真时，必须仿真出各种负载情况下的输出电压、输出电流、晶闸管两端的电压的波形，从而掌握单相双半波可控整流电路的特点和应用范围。

这里的单相双半波可控整流电路的建模与仿真，是采用与搭建实际实验电路相类似的方法，利用MATLAB/Simulink软件的电气原理结构图进行电路建模。具体是根据给定电路，选用Simulink和Power System工具箱的元件库里对应电路元件，如搭建实际的实验电路一样的建模方式进行电路连接。

3.单相双半波可控整流电路建模与仿真

3.1电阻性负载电路建模与仿真

具体操作：先打开仿真参数窗口，选择odel5算法；再设置相对误差为le-3，设置仿真开始时间为0，设置仿真停止时间为0.08s。

负载参数的设置：L=OH，C=inf，R=1Ω（即是电阻性负载）。

图2中（a）、（b）、（c）分别是α=30°、60°、90°时的仿真波形，每个图中的三个波形分别对应输出电压Ud（v）、输出电流Id（A）、晶闸管VTl两端的电压Uakl（V）。

比较三种情况下的仿真波形，其电路仿真波形非常符合理论分析波形，触发角α可调整范围是0°～180°，改变α的数值，就是改变在每个周期内触发脉冲出现时刻，也随之改变输出电压和输出电流波形。若增大移相角α，输出电压和输出电流就减小，电能转换率也会降低。

3.2阻感性负载电路仿真

基金项目：陕西国防工业职业技术学院科研项目“基于Simulink的电力电子变流电路模型设计的研究”