本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上，建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其带电阻负载时的工作情况进行了仿真分析与研究。通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。
1. 三相桥式全控整流电路的工作原理
三相桥式全控整流原理电路结构如图 1所示。三相桥式全控整流电路是应用最广泛的
整流电路，完整的三相桥式整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器
和同步环节组成（见图 1-1）。6个晶闸管以次相隔 60度触发，将电源交流电整流为直流电。
三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，以保证在每一瞬时都有两个晶闸
管同时导通（上桥臂和下桥臂各一个）。整流变压器采用三角形/星形联结是为了减少 3的整
倍次谐波电流对电源的影响。
元件的有序控制，即共阴极组中与 a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为 VT1、
VT3、VT5，共阳极组中与 a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为 VT、VT。它们可构
成电源系统对负载供电的 6条整流回路，各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间
的线电压。
2. 基于 Simulink三相桥式全控整流电路的建模
三相桥式全控整流电路在 Simulink环境下，运用 PowerSystemBlockset的各种元件
模型建立了三相桥式全控整流电路的仿真模型，仿真结构如图 2-1所示：
在模型的整流变压器和整流桥之间接入一个三相电压 -电流测量单元 V-I是为了观测
方便。整流器的输出电压和电流是通过多路测量器测量负载的电压和电流来实现的，当然也
可以用电压和电流测量单元直接检测整流器输出单位和电流。在整流器工作中保证触发脉冲
与主电路同步很重要，仿真使用的 6脉冲发生器是在同步电压过零时作为控制角 a=0的位
置，因此在整流变压器采用△/Y-11联结时，同步变压器也可以采用△/Y-11联结，同步信
号的连接如图 2-1所示。在同步信号关系难以确定时，可以发挥仿真的特点，将三相同步信
号以不同的顺序连接到 6脉冲发生器的 AB、BC、CA3个同步输入端，然后运行该模型，观
察整流器输出电压波形，如果电压波形在一周期中 6个波头连续规则，则该整流器的同步是
正确的。负载和控制角可以按需要设定。
3. 设置模型参数
三相桥式全控整流电路，电源相电压为 220V，整流器输出电压为 100V（相电压），
观察整流器在不同负载，不同触发角时整流器输出电压、电流波形，测量其平均值。
1、电阻负载（R的值为 5欧姆、a=30）
（1）设置模型参数如下：
1）电源参数设置：三相电源的电压峰值 380V，频率为 50HZ，相位分别为 0、-120、
-240.
2）整流器变压器参数设置：一次绕组联结（ wingding
1
connection）选择
Delta(D11),线电压为 380V；二次绕组联结（wingding 2 connection）选择 Y，线电压为
file:///C:/Users/WANYIN~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
173v，在要求不高时变压器容量、互感等其他参数可以保持默认值不变。
3）同步变压器参数设置：一次绕组联结（wingding 1 connection）选择 Delta(D11),
线电压为 380V；二次绕组联结（wingding 2 connection）选择 Y，线电压为 15v，其他
参数可以保持默认值不变。
4）三相晶闸管整流器参数设置：使用默认值。
5）RLC负载参数设置：R的值为 5欧姆，C的值为 inf。
6）6脉冲发生器设置：频率为 50HZ，脉冲宽度取 1，选择双脉冲触发方式。
7）触发角设置：给定 alph设置为 30.
4. 仿真并观察结果
设置的仿真参数如下：仿真时间为 0.06S，数值算法采用 ode15。仿真参数设置完成
后即可启动仿真，得到的仿真的如图 4-1~4-6图所示。
和电流波形（图下部）相比较，整流后的电压是直流，而且波形与三相输入电压波形相对应。
整流电压平均值（见图 4-3）与计算值 Ud=2.34*100cos30V=202.6V相符。因为是电阻负载，
整流后的电压和电流波形相同，但 Y轴坐标不同。图 4-4到图 4-6所示分别为整流器交流侧
的电流波形。改变控制角可以观察在不同控制角下整流器的工作情况。
1. 电阻电感负载（R的值为 5欧姆、L的值为 0.01h、a=60）
在图 2-1中修改负载 RLC参数，R的值为 5欧姆，L的值为 0.01H，C的值为 inf，
同时将触发角设置为 60.为了观察整流器输入电流和输出电压的谐波，在仿真模型中增加了
傅立叶（Fourier）分析模块，修改后的仿真模型如图 4-7所示。
在仿真参数中设置仿真时间为 0.16S，重新启动仿真，即可得到阻感负载时整流器
输出电压和电流，如图 4-8a、4-8b、4-8c所示：
分析观察到的结果：由于电感是储能元件，电感中电流（见图 4-8c）有以上升的过程，
在启动仿真 0.01s以后电流进入稳定状态，电流的脉动很少。
5. 结论
本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上，利用 MATLAB面向对象的设计思
想和电气元件的仿真系统，建立了基于 Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型，并
对其进行了仿真研究。在对三相桥式全控整流电路带电阻负载时的工作情况进行仿真分析的
基础上，验证了当触发角为 30度时 ，负载电流是连续的；当触发角为 60度时时，负载电
流不连续。这与当触发角 0<a<60时 ，负载电流是连续；当触发角大于等于 60度时 ，负
载电流是不连续相符。通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。
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