计算机仿真实验报告二

计算机仿真实验报告二

带电容滤波的三相不控

整流桥仿真

利用simpowersystems建立三相不控整流桥的仿真模型。输入三相电压源，线电压380V，50Hz，内阻0.001欧姆。三相二极管整流桥可用“UniversalBridge”模块，二极管采用默认参数。直流滤波电容3300μF，负载为电阻。仿真时间0.3s。

注：前三项只考虑稳态情况，第四项注重启动过程。

1、直流电压与负载电阻的关系：

分别仿真整流电路空载及负载电阻为10、1和0.1欧姆时的情况。记录直流电压波形，根据仿真结果求出直流电压，并比较分析其与负载的关系。

电路连线如下：

电阻为10欧时DISPLAY：

523.3电阻为0.1欧时DISPLAY：

493.7电阻为1欧时DISPLA

Y:511.4

空载时DISPLA

Y537.4

从上面的图形中可以观察到：空载时，输出的直流电压波形为一条水平的直线，负载越大输出电压的纹波越大，脉动得越厉害。当负载的增大，输出电压的平均值会随之减小。

2、电流波形与负载的关系：

分别仿真负载电阻为10、1.67和0.5时的情况。记录直流电流和a相交流电流，并分析规律。电阻为10欧时，直流电流和a相交流电流

;电阻1.67欧时,直流电流和a相交流电流

电阻0.5欧时,直流电流和a相交流电流

随着负载的减小，直流侧的电流逐渐增大，直流侧电流起伏逐渐增大，纹波增加，负载电流从不连续状态变为连续状态。同时，a相的电流也逐渐增大，并更接近正弦。当负载为10欧时，直流侧电流为断续；负载为1.67欧时，直流侧电流为临界状态；负载为0.5欧时，直流侧电流为连续。

3、平波电抗器的作用

直流侧加1mH电感。分别仿真轻载50欧姆和重载0.5欧姆时的情况，记录直流和交流电流波形，并计算交流电流的THD。仿真同样负载条件下，未加平波电抗器的情况，并加以比较分析。重载0.5欧时：

轻载50欧时：

从上图中可观察到同样负载条件下：有平波电抗器时，直流电流

明显平稳很多；有平波电抗器时，a相电流也平稳很多；有平波电抗器时的THD较小。

4、抑制充电电流的方法

观察前述仿真中，启动时的直流电流大小，分析原因，提出解决方法并进行仿真验证。

串上电阻时

不串电阻时

由于交流电源和不控整流器件（二极管）本身的内阻很小，而整流后的直流侧串上了一个大的电容，其上电压不能突变，但电流可以发生瞬时冲击变化。所以在仿真刚启动时，当交流侧没串上限流电阻势必会造成启动时很大的交流冲击电流。由以上波形对比可知，在负载的交流侧串电阻，在启动后的某个时间内在将电阻切除，可以有效地减小启动时大的交流冲击电流，切除后又对此后的交流电流的大小不会造成影响。