单相PWM桥式整流电路闭环仿真模型Matlab之旅

单相PWM桥式整流电路闭环仿真模型Matlab Matlab可写报告 1、分析研究单相单相桥式全控整流电路原理及电路组成； 2、设计出单相闭环可控整流电路的主电路。 3、设计单相闭环可控整流电路的控制电路。 4、使用仿真软件搭建单单相闭环可控整流电路模型并仿真出正确波形； 5、完成报告撰写。

在电力电子领域，单相PWM桥式整流电路是一个重要的研究对象。今天咱就来聊聊如何用Matlab搭建其闭环仿真模型，顺便完成一份报告。

单相桥式全控整流电路主要由四个晶闸管（Thyristor）组成，以桥式结构连接。其工作原理基于晶闸管的可控导通特性。当晶闸管在合适的触发角下被触发导通，就能实现将交流电转换为直流电。

简单来说，在交流电源的正半周，一组晶闸管导通，电流从电源正极经负载回到电源负极；在负半周，另一组晶闸管导通，电流方向依旧保持从电源经负载的方向，从而实现了整流。

主电路设计是搭建整个系统的基础。在Matlab的Simulink环境中，我们可以这么做：

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% 这里简单示意下参数设置，实际在Simulink中图形化设置
% 交流电源幅值设置
ac_source_amplitude = 220; 
% 交流电源频率设置
ac_source_frequency = 50;

搭建整流桥：通过 "Universal Bridge" 模块搭建桥式整流结构，把晶闸管按照正确的拓扑连接好。这个模块可以很方便地配置不同的电力电子器件，这里我们选择晶闸管类型。
添加负载：根据实际需求，添加 "Resistor - Inductor" 负载模块。假设我们设计一个电阻为10欧姆，电感为0.1H的负载。

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% 负载电阻设置
load_resistance = 10; 
% 负载电感设置
load_inductance = 0.1;

控制电路是让整流电路按照我们期望的方式工作的关键。我们需要产生合适的触发信号给晶闸管。

触发脉冲生成：在Simulink里，使用 "Pulse Generator" 模块可以生成触发脉冲。要根据晶闸管的触发角来设置脉冲的相位和占空比。例如，如果触发角为α，那么脉冲的延迟时间就要根据交流电源周期和α来计算。

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% 假设触发角为30度，计算延迟时间
alpha = 30; 
T = 1/ac_source_frequency; % 交流电源周期
delay_time = alpha/360 * T;

相位同步：为了确保触发脉冲与交流电源相位同步，我们要借助一些同步信号处理模块。可以用 "Zero - Crossing Detector" 模块检测交流电源的过零点，以此为基准来调整触发脉冲的相位。

在Simulink中把主电路和控制电路按照设计连接起来，就完成了单相闭环可控整流电路模型的搭建。

参数设置与仿真运行：仔细检查各个模块的参数设置是否正确，然后设置仿真时间，比如0.1秒，开始仿真。
波形获取与分析：仿真结束后，利用 "Scope" 模块可以观察到整流后的电压和电流波形。正常情况下，应该看到一个经过整流、符合触发角设置的直流波形。如果波形异常，就需要检查电路连接和参数设置。比如，如果触发角设置不合理，可能会看到电压波形的不完整或者电流波动过大。

报告部分，要把前面的分析、设计过程以及仿真结果详细记录下来。

通过以上步骤，我们就完成了单相PWM桥式整流电路闭环仿真模型的搭建以及报告撰写，在Matlab的助力下，对这类电路的研究变得更加直观和高效。