第六章 引言
6.1 同步电机的励磁简介
同步电机的励磁绕组通常由外电源提供励磁电流，这些励磁电源可分为两大类：一类是用直流电源提供励磁的直流励磁机系统；另一类是用硅整流装置将交流变成直流后提供励磁的半导体励磁系统。随着半导体技术的发展，可控硅整流装置已广泛应用于同步电机励磁系统。可控硅整流装置将交流励磁机输出的三相交流电流转换成直流电流，励磁调节器根据发电机运行工况调节可控硅整流器的导通角，以此调节可控硅整流装置的输出电压，从而调节发电机的励磁。
6.2 研究同步电机励磁系统的背景
在电力系统的运行中，同步发电机是电力系统获得无功功率的重要来源之一，通过调节励磁电流可以维持发电机端电压，改变发电机的无功功率。不论系统是在正常运行情况下还是在故障情况下，同步发电机的励磁电流都必须得到有效控制，因此励磁系统是同步发电机的重中之重。励磁系统的安全运行，不仅关系到发电机及电力系统的运行稳定性，而且关系到发电机及与其相关联的电力系统的经济运行指标。
对同步发电机励磁系统基本要求有：一、具有十分高的可靠性；二、保证发电机具有足够的励磁容量；三、具有足够的强励能力；四、保证发电机电压调差率有足够的整定范围；五、保证发电机电压有足够的调节范围；六、保证发电机励磁自动控制系统具有良好的调节特性等。
6.3 本文主要研究内容
三相桥式全控整流电路是将交流电压转化为直流电压，进而转化为直流励磁电流的一个桥梁，所以对它的分析研究就显的尤为重要。本次设计中综合运用MATLAB中的Simulink模块搭建三相桥式全控整流电路，仿真分析了在不同触发角情况下的输出电压波形，并在分析后通过电力系统综合自动化实验台上的示波器观察励磁装置中的六路脉冲、变压器二次测交流电压波形以及经整流后输出的直流电压波形。
第七章 三相桥式全控整流电路简介
7．1 主电路原理说明
如图2.1，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）。
图2.1 三相桥式全控整流电路原理图
对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°，共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差u
2
u120VT2，脉冲相差
180°。
ugug
ugug
在第（1源。被触发导通，b相电位最低，所以供阳极组的晶闸管错误！未找到引用源。图2 三相桥式整流电路的触发脉冲
被触发导通。这时电流由a相经错误！未找到引用源。流向负载，再经错误！未找到引用源。流入b相。变压器a、b两相工作，共阴极组的a相电流为正，共阳极组的b相电流为负。加在负载上的整流电压为
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 (2-1) 经过60°后进入第(2)段时期。这时a相电位仍然最高，晶闸管错误！未找到引用源。继续导通，但是c相电位却变成最低，当经过自然换相点时触发c相晶闸管错误！未找到引用源。，电流即从b相换到c相，错误！未找到引用源。承受反向电压而关断。这时电流由a相流出经错误！未找到引用源。、负载、错误！未找到引用源。流回电源c相。变压器a、c两相工作。这时a相电流为正，c相电流为负。在负载上的电压为
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。=错误！
未找到引用源。 (2-2)
再经过60°，进入第(3)段时期。这时b相电位最高，共阴极组在经过自然换相点时，触发导通晶闸管错误！未找到引用源。，电流即从a相换到b相，c相晶闸管错误！未找到引用源。因电位仍然最低而继续导通。此时变压器bc两相工作，在负载上的电压为
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。=错误！
未找到引用源。(2-3)
余相依此类推。
由上述三相桥式全控整流电路的工作过程可以看出：
1.三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，而且这两个晶闸管一个是共阴极组，另一个是共阳极组的，只有它们能同时导通，才能形成导电回路。
2. 三相桥式全控整流电路就是两组三相半波整流电路的串联，所以与三相半波整流电路一样，对于共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差应为120°。对于共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120°。
3.由于共阴极的晶闸管是在正半周触发，共阳极组是在负半周触发，因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180°。
4. 三相桥式全控整流电路每隔60°有一个晶闸管要换流，由上一号晶闸管换流到下一号晶闸管触发，触发脉冲的顺序是：1→2→3→4→5→6→1，依次下去。相邻两脉冲的相位差是60°。
5.由于电流断续后，能够使晶闸管再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。为了达到这个目的，可以采取两种办法；一种是使每个脉冲的宽度大于60°（必须小于120°），一般取80°～100°，称为宽脉冲触发。另一种是在触发某一号晶闸管时，同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管上都有触发脉冲，相当于两个窄脉冲等效地代替大于60°的宽脉冲。这种方法称双脉冲触发。
带电阻负载时的工作情况
α =0°时的情况
图2.2 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =0°的波形
a=30°时的工作情况
图2.3 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =30°时的波形
当α=60o
图
2.4 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =60°时的波形
当α=90o
图
2.5 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =90°时的波形
小结
当a≤60°时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续。
当a>60°时，ud波形每60°中有一段为零，ud波形不能出现负值。
如果继续增大α角到120°，输出电压ud波形将全为零，因此平均值也为零，由此可知三相桥式全控整流电路带电阻负载时，α角的移向范围为0°~120°。
b 阻感负载时的工作情况
三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电（即用于直流电机传动），下面主要分析阻感负载时的情况，对于带反电动势阻感负载的情况，只需在阻感负载的基础上掌握其特点，即可把握其工作情况。
当α≤60o时，ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。只不过负载不同，相同的输出电压加在负载上，输出的负载电流波形不同。负载是纯电阻时，输出电流波形与输出电压波形相同；当负载是阻感负载时，因为电感的存在，负载电流波形变得平直，而当电感特别大的时候，负载电流的波形可近似看作一条水平线。
Ud=
1
3
π
2π
+α3+α
6U2sinωtd(ωt)=2.34U2cosα
3
π⎡⎤
Ud=π6U2sinωtd(ωt)=2.34U2⎢1++α)⎥
+απ 图2.6a =30°时的波形 3⎣⎦3
3
π
图中除给出ud波形和id波形外，还给出了晶闸管VT1电流 iVT1 的波形，可与图2.3带电阻负载时的情况进行比较。
当α>60o时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。若电感L值足够大，ud中正负面积将基本相等，ud平均值近似为零。这表明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为0°~90°。
3 定量分析
在以上的分析中已经说明，整流输出的波形在一周期内脉动6次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一个脉波（即1/6周期）进行计算即可。此外，以线电压的过零点为时间坐标的零点，于是可得当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载α≤60o时）的平均值为
电阻负载且α>60°时，整流电压平均值为
第八章 三相桥式全控整流电路 matlab(simulink)仿真及其结果分析
8.1 三相桥式全控整流电路的仿真
下图即为启动Matlab R2012a,进入Simulink后，在新建文档后绘制的三相桥式全控整流电路系统模型图：
图3.1 三相桥式全控整流系统模型图
8.2模型图各模块的参数设置
1.三相交流电源参数设置：
三相电源的相位互差120°，设置交流峰值相电压为380V，频率为50Hz，内阻为0.001Ω，参数对话框如图3.2所示
图3.2 三相交流电源参数
2.通用变换桥参数设置：
（1）通用变换器桥模块是由6个功率开关原件组成的桥式通用三相变换器模
块。功率电子原件的类别和变换器的结构可通过对话框进行选择。
（2）通用变换器桥的图标如图3.1所示（ Universal Bridge）。本例中设置 桥
的结构为三相，缓冲电阻错误！未找到引用源。:单位为Ω，为了消除模
块中的缓冲电路， 可将缓冲电阻错误！未找到引用源。的参数设定为 inf。
缓冲电容错误！未找到引用源。,单位为F，为了消除模块中的缓冲电路，
可将缓冲电容错误！未找到引用源。的参数设置为inf。电力电子器件择
通用变换器桥中使用的电力电子的类型。其他参数设置如图3.5所示：
图3.5 通用变换桥参数图
3. 同步6脉冲触发器的参数设置：
在本次设计中设置同步电压频率为50Hz，脉冲宽度为10︒，如果勾选了
“ Double Pulsing”触发器就能给出间隔60︒的双脉冲。下图为同步6脉冲触
发器参数设置对话框：
图3.6 同步6脉冲触发器参数图
4.常数模块参数的设置
打开仿真／参数窗，选择ode23tb算法，将相误差设置为le-3,开始仿
真时间为0，停止时间设置为0.02 。
图3.7为常数模块参数设置对话框：
图3.7 常数模块参数图
5. 负载的参数设置：
图3.8 纯阻性负载参数图
图3.9 阻感性负载参数图
8.3仿真波形及结果分析
带电阻性负载三相全控整流系统仿真图形及结果如下：
α=30°
图3.10 直流电压波形
图3.11 直流电流波形
图3.12 晶闸管T1电压波形
α=60°
图3.13 直流电压波形
图3.14 直流电流波形
图3.15 晶闸管T1电压波形
α=90°
图3.16 直流电压波形
图3.17 直流电流波形
图3.18 晶闸管T1电压波形
结果分析：
当错误！未找到引用源。0︒时晶闸管不在自然换流点换相，而是从自然换相
点后移错误！未找到引用源。角度开始换相。当电阻性负载错误！未找到引用源。
60︒时，错误！未找到引用源。波形均连续，错误！未找到引用源。60︒时，错误！
未找到引用源。波形断续。对于电阻负载，错误！未找到引用源。波形与错误！
未找到引用源。波形形状一样，也连续。当错误！未找到引用源。60︒时，错误！
未找到引用源。波形每60︒中有一段为零，错误！未找到引用源。波形不能出现
负值，带电阻负载时三相桥式全控整流电路错误！未找到引用源。角的移相范围
是120︒ 。
电阻电感性负载三相桥式全控整流系统仿真图形及结果分析：
α=30°
图3.19 直流电压波形
图3.20 直流电流波形
α=60°
图3.21 直流电压波形
图3.22 直流电流波形
α=90°
图3.23 直流电流波形
结果分析：
三相桥式相控整流电路带阻感性负载时，当错误！未找到引用源。60°时，错误！未找到引用源。的波形连续，其
工作情况与三相桥式相控整流带电阻性负载十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压波形、晶闸管承受的电压波形等，与三相桥式相控整流电路带电阻负载时都一样。但由于电感的作用，使得负载电流错误！未找到引用源。波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流错误！未找到引用源。波形可近似为一条水平线。
当错误！未找到引用源。＞60时，电感性负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时，错误！未找到引用源。的波形不会出现负的部分，而电感性负载时，由于电感的作用，错误！未找到引用源。波形会出现负的部分。并且在错误！未找到引用源。 = 90°时，错误！未找到引用源。的波形上下对称，平均值为零。因此带感性负载时，三相桥式相控整流的移相范围为90°。另外，由于大电感负载电流连续，晶闸管承受的最大正、反压均为变压器二次线电压峰值。
第九章 同步发电机励磁控制实验
不同错误！未找到引用源。角（控制角）对应的励磁电压波形实验
9.1实验设备
THLZD-2 型电力系统综合自动化实验平台是一套集多种功能于一体的综合型实验装置，展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。这套实验装置由THLZD-2 电力系统综合自动化实验台（简称“实验台”）、THLZD-2 电力系统综
合自动化控制柜（简称“控制柜”）、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。
THLZD-2 型电力系统综合自动化实验台
图4.1 电力系统综合自动化实验台
输电线路的具体结构如下图所示：
图4.2 单机－无穷大系统电力网络结构图
9.1.2 THLZD-2 型电力系统综合自动化控制柜
图4.3 电力系统综合自动化控制柜
9.2 实验目的
1 了解实验所用的电力系统综合化实验平台（THLZD-2型）及相关实验装置。 2 加深理解三相桥式全控整流的工作原理。
3 观察三相桥式全控整流的各点工作波形。
4 了解移相触发电路的特性和工作原理。
5 观察触发脉冲及其相位的移相范围。
9.3 实验内容与步骤
1 观察六路触发脉冲
（1）先将实验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座。接着依次打开控
制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”的开关。
（2）将实验台上的“励磁方式”选为“微机控制”，同时选择“励磁电源”为
“他励”方式。
（3）不启动机组，不加励磁电源，将控制柜上的“励磁电源”选至“关”的
位置。
（4）选定THLWL-3微机励磁装置里的菜单项“系统设置”，在进入，设置“励
磁调节方式”为“恒错误！未找到引用源。”方式。
（5）将示波器接入控制柜上的六路脉冲测试孔（A+,A-,B+,B-,C+和C-）中的
任一路，示波器探头的地接“com1”。通过示波器可观测到触发的双窄脉冲。按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“+”键，逐步增大给定电压错误！未找到引用源。，可移动触发脉冲的位置。
9.3.1 示波器上的六路脉冲波形
图4.4为控制柜上示波器显示的六路脉冲图形：
A+
C-
B+
A-
C+
B-
图4.4 六路脉冲波形图
由以上的六路脉冲图形可以得出如下结论：本次实验脉冲触发为双窄脉冲，即对每一个晶闸管一周期内触发两次，其间隔相差60°,实际这也可以使同一时刻有两个晶闸管受到触发，以保证电流回路的形成。
9.3.2研究控制角的改变对输出波形的影响
图4.5为不同控制角对应的不同的输出直流电压波形:
图4.5 不同控制角对应的实际输出电压波形图
9.4 结论
上图为改变控制角错误！未找到引用源。时错误！未找到引用源。的波形图，由波形图可以看出，不同的控制角对应着不同的励磁电压，因此在电力系统的运行中,无论在正常运行情况下,或在事故运行情况下,改变同步发电机的励磁电压(也即改变同步发电机的励磁电流) 对电力系统的运行都有着十分重要的影响。
9.5 思考与分析
9.5.1换流重叠角
输出电压的波形我们发现实际波形与理想波形存在差异，其中主要一点是由于换流重叠角所示。实际的交流供电电源，总存在电源阻抗，如电源变压器的漏电感、铜导线电阻以及为了限制短路电流加上交流进线电抗等。当交流侧存在电抗时，在电源相线中的电流就不可能突变，换流时原导通相电流衰减到零需要时间，而导通相电流的上升也需要时间，即电路的换流不是瞬间完成，而是有一段换流时间。
将以上分析运用到实际当中，就不难知道通常在晶闸管可控整流电路的分析中, 往往不考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响, 认为换相是瞬时完成的。但实际上变压器绕组总有漏感, 该漏感可用一个集中的电感错误！未找到引用源。 表示, 并将其折算到变压器二次侧。由于电感电流无法突变, 因此换流过程不能瞬间完成, 而是需要经历一段时间, 即存在换流重叠现象。
本章中我们在基本了解换流重叠角产生原因的基础上，进一步分析考虑变压器漏感时换流过程中电流过渡波形凹升凸降变化的原理及换流重叠角的计算方法。
9.5.2 换流重叠区相关电流电压的分析
图4.6为三相半波可控整流电路带电感负载的电路图。图4.7为考虑变压器漏感时的该电路整流电流波形。假设负载中电感很大, 负载电流为水平线。
图4.6 三相半波可控整流电路带电感负载的电路
图4.7 考虑变压器漏感时的该电路整流电流波形
该电路在交流电源的一周期内有3 次晶闸管换流过程, 因各次换流情况一样, 这里只分析从错误！未找到引用源。 换流至错误！未找到引用源。 的过程。在ω错误！未找到引用源。 时刻之前错误！未找到引用源。 导通, 流过电流错误！未找到引用源。, d 点电位错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。。若在ω错误！未找到引用源。 时刻触发错误！未找到引用源。 , 此时由于错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。, 若无漏感错误！未找到引用源。 , 则d 点电位立刻跃变为错误！未找到引用源。, 迫使错误！未找到引用源。反偏关断, 错误！未找到引用源。 由错误！未找到引用源。跃减为零, 错误！未找到引用源。 跃升为错误！未找到引用源。。然而在有漏感错误！未找到引用源。的情况下, 错误！未找到引用源。的增大使其对应支路的错误！未找到引用源。两端产生自感电势来反抗电流错误！未找到引用源。的增加, 极性为左正右负以错误！未找到引用源。 表示,
错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。 错
误！未找到引用源。 （4-1）
电感电流不能突变; 同时错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。在减小, 在其对应支路中的错误！未找到引用源。 两端同样形成自感电势来反抗电流错误！未找到引用源。 的减小, 延续错误！未找到引用源。 的导通时间, 极性为左负右正以错误！未找到引用源。 表示:
错误！未找到引用源。=-错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！
未找到引用源。 （4-2）
可见错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。 均不能突变, 错误！未找到引用源。 不能很快变为错误！未找到引用源。 , 错误！未找到引用源。 也不能很快从错误！未找到引用源。 减到零, 从而错误！未找到引用源。 不能关断。结果是错误！未找到引用源。 和错误！未找到引用源。 同时导通, 并且满足错误！未找到引用源。+ 错误！未找到引用源。 = 错误！未找到引用源。 , 相当于将a、b 两相短路, 两相间电压差为错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。 , 在两相组成的回路中形成环流错误！未找到引用源。 = 错误！未找到引用源。如图所示, 满足
:
- 错误！未找到引用源。 2 错误！未找到
引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 + 错误！未找到引用源。（4-3）
从而由式（4-1）、（4-2）、（4-3） 得：
错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 (错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。 )错误！未找
到引用源。 （4-4）
由于回路中有两个漏感, 错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。 是逐渐增大的,需经过一定时间才能升到错误！未找到引用源。 ,而错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。 是逐渐减小的, 错误！未找到引用源。 下降到零也需要花费同样长的时间。当错误！未找到引用源。 增大到等于错误！未找到引用源。 时, 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 0, 错误！未找到引用源。 关断, 换流过程结束。在此过程中两只晶闸管同时导通的现象通常称作换流重叠。换流过程持续时间用电角度 示, 称作换流重叠角。换流过程中电流的变化波形如图4.7 所示。鉴于图中错误！未找到引用源。时刻附近, b、a 两点间电位差错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 -错误！未找到引用源。 随时间是增大的, 其变化率为正。通过对式(4- 2) 求导数有:
2错误！未找到引用源。 错误！未找到引用
源。 错误！未找到引用源。(4-5)
此式说明错误！未找到引用源。 的上升过程为凹升函数, 自然错误！未找到引用源。 应为凸降函数。
9.5.3 换流重叠角的计算分析方法
我们还关心换流重叠角错误！未找到引用源。的计算。参照图4.7, 设每周期脉波数为m, 在控制角为错误！未找到引用源。并且不考虑换流重叠角影响时, 错误！未找到引用源。 波形在1/ m 周期上的面积为错误！未找到引用源。。在控制角为错误！未找到引用源。并且不考虑换流重叠角影响时, 错误！未找到引用源。 波形在1/ m 周期上的面积为错误！未找到引用源。, 则有错误！未找到引用源。- 错误！未找到引用源。 2错误！未找到引用源。 ,式中错误！未找到引用源。为每个小阴影区面积。取平均得:
错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。
即错误！未找到引用源。- 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 △错误！未找到引用源。 （4-6）
从而得换相重叠角 计算通式:
错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 (4-7)
其中 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。
式( 4-7) 适合于多种整流电路的换流重叠角计算问题。当控制角错误！未找到引用源。在对应脉波的正弦峰值点以左的范围内时( 比如图4.7 中错误！未找到引用源。) , 错误！未找到引用源。越小则错误！未找到引用源。越大。
9.5.4 波形的尖峰（毛刺）
图4.8 实际电源电压波形图
图4.8为通过示波器的错误！未找到引用源。端口导出显示的线电压错误！未找到引用源。的波形，结合第三章的输出电压错误！未找到引用源。的波形图中我们可以观测出，实际波形与我们的理想波形有不同,实际波形上充满了尖峰，而尖峰的产生实际是由于输入数码发生变化时刻产生的瞬时误差造成的，也即是由于开关在换向过程中，“导通”延迟时间与“截止”延迟时间不相等所致，有些地方也称为“毛刺”。尖峰的持续时间虽然很短（一般在数十毫微秒数量级），但幅值可能很大。
要克服尖峰干扰信号的影响，主要有以下几种方案：
（1）可以在输出端加接一个小电容以吸收干扰。
（2）采用先锁存数字信号，后进行加法运算。
以上2种实际上是以牺牲变换速度来消除尖峰信号的影响。
（3）外接一种消峰电路，能有效地去除尖峰，其电路由一个单稳触发器和一个
快速采样保持器组成。均值也不一样，导致最终的波形不一样。
第十章 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0错误！未找到引用源。，负载电流电压波形是连续的；当错误！未找到引用源。时，负载电流不连续；同时也验证了三相桥式全控整流电路触发角错误！未找到引用源。而在对三相桥式全控整流电路带电阻电感性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0错误！未找到引用源。，负载电流电压波形是连续的，这与电阻性负载一样所不同的是由于电感负载的存在，同样的整流输出电压加在负载上得到的负载电流错误！未找到引用源。波形不同。由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。当错误！未找到引用源。时，电感性负载时的工作情况与电阻负载时不同。电阻负载时，错误！未找到引用源。波形不会出现负的部分，波形断续，而电感性负载时，由于负载电感感应电势的作用，错误！未找到引用源。波形会出现负的部分，并且当错误！未找到引用源。波形上下对称，平均值为零，因此，带电感性负载三相桥式全控整流电路α的移相范围为90°。
而在通过仿真得出理想输出电压电流与脉冲的波形后，我们又通过电力系统综合自动化实验台与实验柜进行实际输出电压电流波形与脉冲的观测，，并与理想波形进行比较。实际六路脉冲的波形与理想的一样，每个脉冲之间相差错误！未找到引用源。（本次设计采用双窄脉冲），来作为六支晶闸管的触发脉冲。通过比较还易看出输出电压错误！未找到引用源。的波形与理想情况比有较大差距。首先，通过示波器显示出的实际波形的过程易知通过改变控制角错误！未找到引用源。的大小，改变了输出电压的平均值，就可以得出不同波形的；其次，由于输入数码发生变化时刻产生的瞬时误差，也即是由于开关在换向过程中，“导通”延迟时间与“截止”延迟时间不相等，导致实际输出电压的波形上存在“尖峰”（有的地方也称为“毛刺”），我们应该采取有效措施来消除它。
全控桥整流电路在电力电子领域应用十分广泛，而通过本次仿真与实验，我对同步
电机励磁装置整流电路的相关内容有了一个更深，更全面的了解。同时，我还对MATLAB、Simulink有了较为熟练的掌握，还在完成设计的过程中培养了自己做事一丝不苟的品质，为将来的生活工作打下了良好的基础.开关电源的发展前景 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N 1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。
第六章 引言
6.1 同步电机的励磁简介
同步电机的励磁绕组通常由外电源提供励磁电流，这些励磁电源可分为两大类：一类是用直流电源提供励磁的直流励磁机系统；另一类是用硅整流装置将交流变成直流后提供励磁的半导体励磁系统。随着半导体技术的发展，可控硅整流装置已广泛应用于同步电机励磁系统。可控硅整流装置将交流励磁机输出的三相交流电流转换成直流电流，励磁调节器根据发电机运行工况调节可控硅整流器的导通角，以此调节可控硅整流装置的输出电压，从而调节发电机的励磁。
6.2 研究同步电机励磁系统的背景
在电力系统的运行中，同步发电机是电力系统获得无功功率的重要来源之一，通过调节励磁电流可以维持发电机端电压，改变发电机的无功功率。不论系统是在正常运行情况下还是在故障情况下，同步发电机的励磁电流都必须得到有效控制，因此励磁系统是同步发电机的重中之重。励磁系统的安全运行，不仅关系到发电机及电力系统的运行稳定性，而且关系到发电机及与其相关联的电力系统的经济运行指标。
对同步发电机励磁系统基本要求有：一、具有十分高的可靠性；二、保证发电机具有足够的励磁容量；三、具有足够的强励能力；四、保证发电机电压调差率有足够的整定范围；五、保证发电机电压有足够的调节范围；六、保证发电机励磁自动控制系统具有良好的调节特性等。
6.3 本文主要研究内容
三相桥式全控整流电路是将交流电压转化为直流电压，进而转化为直流励磁电流的一个桥梁，所以对它的分析研究就显的尤为重要。本次设计中综合运用MATLAB中的Simulink模块搭建三相桥式全控整流电路，仿真分析了在不同触发角情况下的输出电压波形，并在分析后通过电力系统综合自动化实验台上的示波器观察励磁装置中的六路脉冲、变压器二次测交流电压波形以及经整流后输出的直流电压波形。
第七章 三相桥式全控整流电路简介
7．1 主电路原理说明
如图2.1，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）。
图2.1 三相桥式全控整流电路原理图
对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°，共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差u
2
u120VT2，脉冲相差
180°。
ugug
ugug
在第（1源。被触发导通，b相电位最低，所以供阳极组的晶闸管错误！未找到引用源。图2 三相桥式整流电路的触发脉冲
被触发导通。这时电流由a相经错误！未找到引用源。流向负载，再经错误！未找到引用源。流入b相。变压器a、b两相工作，共阴极组的a相电流为正，共阳极组的b相电流为负。加在负载上的整流电压为
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 (2-1) 经过60°后进入第(2)段时期。这时a相电位仍然最高，晶闸管错误！未找到引用源。继续导通，但是c相电位却变成最低，当经过自然换相点时触发c相晶闸管错误！未找到引用源。，电流即从b相换到c相，错误！未找到引用源。承受反向电压而关断。这时电流由a相流出经错误！未找到引用源。、负载、错误！未找到引用源。流回电源c相。变压器a、c两相工作。这时a相电流为正，c相电流为负。在负载上的电压为
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。=错误！
未找到引用源。 (2-2)
再经过60°，进入第(3)段时期。这时b相电位最高，共阴极组在经过自然换相点时，触发导通晶闸管错误！未找到引用源。，电流即从a相换到b相，c相晶闸管错误！未找到引用源。因电位仍然最低而继续导通。此时变压器bc两相工作，在负载上的电压为
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。=错误！
未找到引用源。(2-3)
余相依此类推。
由上述三相桥式全控整流电路的工作过程可以看出：
1.三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，而且这两个晶闸管一个是共阴极组，另一个是共阳极组的，只有它们能同时导通，才能形成导电回路。
2. 三相桥式全控整流电路就是两组三相半波整流电路的串联，所以与三相半波整流电路一样，对于共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差应为120°。对于共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120°。
3.由于共阴极的晶闸管是在正半周触发，共阳极组是在负半周触发，因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180°。
4. 三相桥式全控整流电路每隔60°有一个晶闸管要换流，由上一号晶闸管换流到下一号晶闸管触发，触发脉冲的顺序是：1→2→3→4→5→6→1，依次下去。相邻两脉冲的相位差是60°。
5.由于电流断续后，能够使晶闸管再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。为了达到这个目的，可以采取两种办法；一种是使每个脉冲的宽度大于60°（必须小于120°），一般取80°～100°，称为宽脉冲触发。另一种是在触发某一号晶闸管时，同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管上都有触发脉冲，相当于两个窄脉冲等效地代替大于60°的宽脉冲。这种方法称双脉冲触发。
带电阻负载时的工作情况
α =0°时的情况
图2.2 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =0°的波形
a=30°时的工作情况
图2.3 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =30°时的波形
当α=60o
图
2.4 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =60°时的波形
当α=90o
图
2.5 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =90°时的波形
小结
当a≤60°时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续。
当a>60°时，ud波形每60°中有一段为零，ud波形不能出现负值。
如果继续增大α角到120°，输出电压ud波形将全为零，因此平均值也为零，由此可知三相桥式全控整流电路带电阻负载时，α角的移向范围为0°~120°。
b 阻感负载时的工作情况
三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电（即用于直流电机传动），下面主要分析阻感负载时的情况，对于带反电动势阻感负载的情况，只需在阻感负载的基础上掌握其特点，即可把握其工作情况。
当α≤60o时，ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。只不过负载不同，相同的输出电压加在负载上，输出的负载电流波形不同。负载是纯电阻时，输出电流波形与输出电压波形相同；当负载是阻感负载时，因为电感的存在，负载电流波形变得平直，而当电感特别大的时候，负载电流的波形可近似看作一条水平线。
Ud=
1
3
π
2π
+α3+α
6U2sinωtd(ωt)=2.34U2cosα
3
π⎡⎤
Ud=π6U2sinωtd(ωt)=2.34U2⎢1++α)⎥
+απ 图2.6a =30°时的波形 3⎣⎦3
3
π
图中除给出ud波形和id波形外，还给出了晶闸管VT1电流 iVT1 的波形，可与图2.3带电阻负载时的情况进行比较。
当α>60o时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。若电感L值足够大，ud中正负面积将基本相等，ud平均值近似为零。这表明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为0°~90°。
3 定量分析
在以上的分析中已经说明，整流输出的波形在一周期内脉动6次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一个脉波（即1/6周期）进行计算即可。此外，以线电压的过零点为时间坐标的零点，于是可得当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载α≤60o时）的平均值为
电阻负载且α>60°时，整流电压平均值为
第八章 三相桥式全控整流电路 matlab(simulink)仿真及其结果分析
8.1 三相桥式全控整流电路的仿真
下图即为启动Matlab R2012a,进入Simulink后，在新建文档后绘制的三相桥式全控整流电路系统模型图：
图3.1 三相桥式全控整流系统模型图
8.2模型图各模块的参数设置
1.三相交流电源参数设置：
三相电源的相位互差120°，设置交流峰值相电压为380V，频率为50Hz，内阻为0.001Ω，参数对话框如图3.2所示
图3.2 三相交流电源参数
2.通用变换桥参数设置：
（1）通用变换器桥模块是由6个功率开关原件组成的桥式通用三相变换器模
块。功率电子原件的类别和变换器的结构可通过对话框进行选择。
（2）通用变换器桥的图标如图3.1所示（ Universal Bridge）。本例中设置 桥
的结构为三相，缓冲电阻错误！未找到引用源。:单位为Ω，为了消除模
块中的缓冲电路， 可将缓冲电阻错误！未找到引用源。的参数设定为 inf。
缓冲电容错误！未找到引用源。,单位为F，为了消除模块中的缓冲电路，
可将缓冲电容错误！未找到引用源。的参数设置为inf。电力电子器件择
通用变换器桥中使用的电力电子的类型。其他参数设置如图3.5所示：
图3.5 通用变换桥参数图
3. 同步6脉冲触发器的参数设置：
在本次设计中设置同步电压频率为50Hz，脉冲宽度为10︒，如果勾选了
“ Double Pulsing”触发器就能给出间隔60︒的双脉冲。下图为同步6脉冲触
发器参数设置对话框：
图3.6 同步6脉冲触发器参数图
4.常数模块参数的设置
打开仿真／参数窗，选择ode23tb算法，将相误差设置为le-3,开始仿
真时间为0，停止时间设置为0.02 。
图3.7为常数模块参数设置对话框：
图3.7 常数模块参数图
5. 负载的参数设置：
图3.8 纯阻性负载参数图
图3.9 阻感性负载参数图
8.3仿真波形及结果分析
带电阻性负载三相全控整流系统仿真图形及结果如下：
α=30°
图3.10 直流电压波形
图3.11 直流电流波形
图3.12 晶闸管T1电压波形
α=60°
图3.13 直流电压波形
图3.14 直流电流波形
图3.15 晶闸管T1电压波形
α=90°
图3.16 直流电压波形
图3.17 直流电流波形
图3.18 晶闸管T1电压波形
结果分析：
当错误！未找到引用源。0︒时晶闸管不在自然换流点换相，而是从自然换相
点后移错误！未找到引用源。角度开始换相。当电阻性负载错误！未找到引用源。
60︒时，错误！未找到引用源。波形均连续，错误！未找到引用源。60︒时，错误！
未找到引用源。波形断续。对于电阻负载，错误！未找到引用源。波形与错误！
未找到引用源。波形形状一样，也连续。当错误！未找到引用源。60︒时，错误！
未找到引用源。波形每60︒中有一段为零，错误！未找到引用源。波形不能出现
负值，带电阻负载时三相桥式全控整流电路错误！未找到引用源。角的移相范围
是120︒ 。
电阻电感性负载三相桥式全控整流系统仿真图形及结果分析：
α=30°
图3.19 直流电压波形
图3.20 直流电流波形
α=60°
图3.21 直流电压波形
图3.22 直流电流波形
α=90°
图3.23 直流电流波形
结果分析：
三相桥式相控整流电路带阻感性负载时，当错误！未找到引用源。60°时，错误！未找到引用源。的波形连续，其
工作情况与三相桥式相控整流带电阻性负载十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压波形、晶闸管承受的电压波形等，与三相桥式相控整流电路带电阻负载时都一样。但由于电感的作用，使得负载电流错误！未找到引用源。波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流错误！未找到引用源。波形可近似为一条水平线。
当错误！未找到引用源。＞60时，电感性负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时，错误！未找到引用源。的波形不会出现负的部分，而电感性负载时，由于电感的作用，错误！未找到引用源。波形会出现负的部分。并且在错误！未找到引用源。 = 90°时，错误！未找到引用源。的波形上下对称，平均值为零。因此带感性负载时，三相桥式相控整流的移相范围为90°。另外，由于大电感负载电流连续，晶闸管承受的最大正、反压均为变压器二次线电压峰值。
第九章 同步发电机励磁控制实验
不同错误！未找到引用源。角（控制角）对应的励磁电压波形实验
9.1实验设备
THLZD-2 型电力系统综合自动化实验平台是一套集多种功能于一体的综合型实验装置，展示了现代电能发出和输送全过程的工作原理。这套实验装置由THLZD-2 电力系统综合自动化实验台（简称“实验台”）、THLZD-2 电力系统综
合自动化控制柜（简称“控制柜”）、无穷大系统和发电机组和三相可调负载箱等组成。
THLZD-2 型电力系统综合自动化实验台
图4.1 电力系统综合自动化实验台
输电线路的具体结构如下图所示：
图4.2 单机－无穷大系统电力网络结构图
9.1.2 THLZD-2 型电力系统综合自动化控制柜
图4.3 电力系统综合自动化控制柜
9.2 实验目的
1 了解实验所用的电力系统综合化实验平台（THLZD-2型）及相关实验装置。 2 加深理解三相桥式全控整流的工作原理。
3 观察三相桥式全控整流的各点工作波形。
4 了解移相触发电路的特性和工作原理。
5 观察触发脉冲及其相位的移相范围。
9.3 实验内容与步骤
1 观察六路触发脉冲
（1）先将实验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座。接着依次打开控
制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”的开关。
（2）将实验台上的“励磁方式”选为“微机控制”，同时选择“励磁电源”为
“他励”方式。
（3）不启动机组，不加励磁电源，将控制柜上的“励磁电源”选至“关”的
位置。
（4）选定THLWL-3微机励磁装置里的菜单项“系统设置”，在进入，设置“励
磁调节方式”为“恒错误！未找到引用源。”方式。
（5）将示波器接入控制柜上的六路脉冲测试孔（A+,A-,B+,B-,C+和C-）中的
任一路，示波器探头的地接“com1”。通过示波器可观测到触发的双窄脉冲。按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“+”键，逐步增大给定电压错误！未找到引用源。，可移动触发脉冲的位置。
9.3.1 示波器上的六路脉冲波形
图4.4为控制柜上示波器显示的六路脉冲图形：
A+
C-
B+
A-
C+
B-
图4.4 六路脉冲波形图
由以上的六路脉冲图形可以得出如下结论：本次实验脉冲触发为双窄脉冲，即对每一个晶闸管一周期内触发两次，其间隔相差60°,实际这也可以使同一时刻有两个晶闸管受到触发，以保证电流回路的形成。
9.3.2研究控制角的改变对输出波形的影响
图4.5为不同控制角对应的不同的输出直流电压波形:
图4.5 不同控制角对应的实际输出电压波形图
9.4 结论
上图为改变控制角错误！未找到引用源。时错误！未找到引用源。的波形图，由波形图可以看出，不同的控制角对应着不同的励磁电压，因此在电力系统的运行中,无论在正常运行情况下,或在事故运行情况下,改变同步发电机的励磁电压(也即改变同步发电机的励磁电流) 对电力系统的运行都有着十分重要的影响。
9.5 思考与分析
9.5.1换流重叠角
输出电压的波形我们发现实际波形与理想波形存在差异，其中主要一点是由于换流重叠角所示。实际的交流供电电源，总存在电源阻抗，如电源变压器的漏电感、铜导线电阻以及为了限制短路电流加上交流进线电抗等。当交流侧存在电抗时，在电源相线中的电流就不可能突变，换流时原导通相电流衰减到零需要时间，而导通相电流的上升也需要时间，即电路的换流不是瞬间完成，而是有一段换流时间。
将以上分析运用到实际当中，就不难知道通常在晶闸管可控整流电路的分析中, 往往不考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响, 认为换相是瞬时完成的。但实际上变压器绕组总有漏感, 该漏感可用一个集中的电感错误！未找到引用源。 表示, 并将其折算到变压器二次侧。由于电感电流无法突变, 因此换流过程不能瞬间完成, 而是需要经历一段时间, 即存在换流重叠现象。
本章中我们在基本了解换流重叠角产生原因的基础上，进一步分析考虑变压器漏感时换流过程中电流过渡波形凹升凸降变化的原理及换流重叠角的计算方法。
9.5.2 换流重叠区相关电流电压的分析
图4.6为三相半波可控整流电路带电感负载的电路图。图4.7为考虑变压器漏感时的该电路整流电流波形。假设负载中电感很大, 负载电流为水平线。
图4.6 三相半波可控整流电路带电感负载的电路
图4.7 考虑变压器漏感时的该电路整流电流波形
该电路在交流电源的一周期内有3 次晶闸管换流过程, 因各次换流情况一样, 这里只分析从错误！未找到引用源。 换流至错误！未找到引用源。 的过程。在ω错误！未找到引用源。 时刻之前错误！未找到引用源。 导通, 流过电流错误！未找到引用源。, d 点电位错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。。若在ω错误！未找到引用源。 时刻触发错误！未找到引用源。 , 此时由于错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。, 若无漏感错误！未找到引用源。 , 则d 点电位立刻跃变为错误！未找到引用源。, 迫使错误！未找到引用源。反偏关断, 错误！未找到引用源。 由错误！未找到引用源。跃减为零, 错误！未找到引用源。 跃升为错误！未找到引用源。。然而在有漏感错误！未找到引用源。的情况下, 错误！未找到引用源。的增大使其对应支路的错误！未找到引用源。两端产生自感电势来反抗电流错误！未找到引用源。的增加, 极性为左正右负以错误！未找到引用源。 表示,
错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。 错
误！未找到引用源。 （4-1）
电感电流不能突变; 同时错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。在减小, 在其对应支路中的错误！未找到引用源。 两端同样形成自感电势来反抗电流错误！未找到引用源。 的减小, 延续错误！未找到引用源。 的导通时间, 极性为左负右正以错误！未找到引用源。 表示:
错误！未找到引用源。=-错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！
未找到引用源。 （4-2）
可见错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。 均不能突变, 错误！未找到引用源。 不能很快变为错误！未找到引用源。 , 错误！未找到引用源。 也不能很快从错误！未找到引用源。 减到零, 从而错误！未找到引用源。 不能关断。结果是错误！未找到引用源。 和错误！未找到引用源。 同时导通, 并且满足错误！未找到引用源。+ 错误！未找到引用源。 = 错误！未找到引用源。 , 相当于将a、b 两相短路, 两相间电压差为错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。 , 在两相组成的回路中形成环流错误！未找到引用源。 = 错误！未找到引用源。如图所示, 满足
:
- 错误！未找到引用源。 2 错误！未找到
引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 + 错误！未找到引用源。（4-3）
从而由式（4-1）、（4-2）、（4-3） 得：
错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 (错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。 )错误！未找
到引用源。 （4-4）
由于回路中有两个漏感, 错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。 是逐渐增大的,需经过一定时间才能升到错误！未找到引用源。 ,而错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。 是逐渐减小的, 错误！未找到引用源。 下降到零也需要花费同样长的时间。当错误！未找到引用源。 增大到等于错误！未找到引用源。 时, 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 0, 错误！未找到引用源。 关断, 换流过程结束。在此过程中两只晶闸管同时导通的现象通常称作换流重叠。换流过程持续时间用电角度 示, 称作换流重叠角。换流过程中电流的变化波形如图4.7 所示。鉴于图中错误！未找到引用源。时刻附近, b、a 两点间电位差错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 -错误！未找到引用源。 随时间是增大的, 其变化率为正。通过对式(4- 2) 求导数有:
2错误！未找到引用源。 错误！未找到引用
源。 错误！未找到引用源。(4-5)
此式说明错误！未找到引用源。 的上升过程为凹升函数, 自然错误！未找到引用源。 应为凸降函数。
9.5.3 换流重叠角的计算分析方法
我们还关心换流重叠角错误！未找到引用源。的计算。参照图4.7, 设每周期脉波数为m, 在控制角为错误！未找到引用源。并且不考虑换流重叠角影响时, 错误！未找到引用源。 波形在1/ m 周期上的面积为错误！未找到引用源。。在控制角为错误！未找到引用源。并且不考虑换流重叠角影响时, 错误！未找到引用源。 波形在1/ m 周期上的面积为错误！未找到引用源。, 则有错误！未找到引用源。- 错误！未找到引用源。 2错误！未找到引用源。 ,式中错误！未找到引用源。为每个小阴影区面积。取平均得:
错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。
即错误！未找到引用源。- 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 △错误！未找到引用源。 （4-6）
从而得换相重叠角 计算通式:
错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 (4-7)
其中 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。
式( 4-7) 适合于多种整流电路的换流重叠角计算问题。当控制角错误！未找到引用源。在对应脉波的正弦峰值点以左的范围内时( 比如图4.7 中错误！未找到引用源。) , 错误！未找到引用源。越小则错误！未找到引用源。越大。
9.5.4 波形的尖峰（毛刺）
图4.8 实际电源电压波形图
图4.8为通过示波器的错误！未找到引用源。端口导出显示的线电压错误！未找到引用源。的波形，结合第三章的输出电压错误！未找到引用源。的波形图中我们可以观测出，实际波形与我们的理想波形有不同,实际波形上充满了尖峰，而尖峰的产生实际是由于输入数码发生变化时刻产生的瞬时误差造成的，也即是由于开关在换向过程中，“导通”延迟时间与“截止”延迟时间不相等所致，有些地方也称为“毛刺”。尖峰的持续时间虽然很短（一般在数十毫微秒数量级），但幅值可能很大。
要克服尖峰干扰信号的影响，主要有以下几种方案：
（1）可以在输出端加接一个小电容以吸收干扰。
（2）采用先锁存数字信号，后进行加法运算。
以上2种实际上是以牺牲变换速度来消除尖峰信号的影响。
（3）外接一种消峰电路，能有效地去除尖峰，其电路由一个单稳触发器和一个
快速采样保持器组成。均值也不一样，导致最终的波形不一样。
第十章 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0错误！未找到引用源。，负载电流电压波形是连续的；当错误！未找到引用源。时，负载电流不连续；同时也验证了三相桥式全控整流电路触发角错误！未找到引用源。而在对三相桥式全控整流电路带电阻电感性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0错误！未找到引用源。，负载电流电压波形是连续的，这与电阻性负载一样所不同的是由于电感负载的存在，同样的整流输出电压加在负载上得到的负载电流错误！未找到引用源。波形不同。由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。当错误！未找到引用源。时，电感性负载时的工作情况与电阻负载时不同。电阻负载时，错误！未找到引用源。波形不会出现负的部分，波形断续，而电感性负载时，由于负载电感感应电势的作用，错误！未找到引用源。波形会出现负的部分，并且当错误！未找到引用源。波形上下对称，平均值为零，因此，带电感性负载三相桥式全控整流电路α的移相范围为90°。
而在通过仿真得出理想输出电压电流与脉冲的波形后，我们又通过电力系统综合自动化实验台与实验柜进行实际输出电压电流波形与脉冲的观测，，并与理想波形进行比较。实际六路脉冲的波形与理想的一样，每个脉冲之间相差错误！未找到引用源。（本次设计采用双窄脉冲），来作为六支晶闸管的触发脉冲。通过比较还易看出输出电压错误！未找到引用源。的波形与理想情况比有较大差距。首先，通过示波器显示出的实际波形的过程易知通过改变控制角错误！未找到引用源。的大小，改变了输出电压的平均值，就可以得出不同波形的；其次，由于输入数码发生变化时刻产生的瞬时误差，也即是由于开关在换向过程中，“导通”延迟时间与“截止”延迟时间不相等，导致实际输出电压的波形上存在“尖峰”（有的地方也称为“毛刺”），我们应该采取有效措施来消除它。
全控桥整流电路在电力电子领域应用十分广泛，而通过本次仿真与实验，我对同步
电机励磁装置整流电路的相关内容有了一个更深，更全面的了解。同时，我还对MATLAB、Simulink有了较为熟练的掌握，还在完成设计的过程中培养了自己做事一丝不苟的品质，为将来的生活工作打下了良好的基础.开关电源的发展前景 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N 1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。