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本文首先介绍三相全桥整流电路、12脉波整流电路的工作原理，构建两种整流电路的仿真模型，并进行对比。通过MATLAB的仿真，分析2种整流电路的输出波形、输入电流波形的畸变，仿真结果与理论相一致。本文构造的模型灵活、方便，能加深对整流电路的理解和设计。1.引言整流电路运用比较广泛。在交通运输中、交流机车传动系统的直流部分是通过整流来提供的；在电力输电系统中，从电网中输出的是三相交流电，随着距离、容量、等级等的增加，高压直流输电更具优势；家用电器，采用直流电，也是通过AC/DC的转换得到的。研究整流电路具有一定的意义，本文对三相全控整流电路、12脉波整流电路进行分析。
整流电路包含输入交流电、输出直流电、控制回路的触发脉冲，包含多种电气元件，电路分析复杂。并且整流桥的使用会产生谐波，谐波会对电网造成谐波电流污染。在分析整流电路时，不但要分析触发脉冲、负载对输出波形的影响，还要分析输入电流的畸变。Matlab/Simulink 仿真软件有电力系统模块，通过原理图构造Simulink模型进行仿真。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路、12脉波整流电路建模，进行仿真分析。2.整流电路工作原理
定向扬声器2.1 三相全控整流电路工作原理
三相全控整流电路如图1所示，由VT1、VT3、VT5共阴极接法和VT2、VT4、VT6共阳极接法共同构成，包含6个晶闸管，共阴极组中与U、V、W三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阴极组中与U、V、W三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。每一时刻都有一个共阴极接法晶闸管和一个共阴极晶闸管，处于导通状态。晶闸管按从1到6的顺序导通，VT1、VT2脉冲相位差为60°，VT1、
整流电路及其仿真分析
南京航空航天大学金城学院 张明霞 李红霞
VT3脉冲相位差为120°，输出电压一周期脉动6次，所以也称为6脉波整流电路。2.2 12脉波整流电路 工作原理
2个三相全控整流电路进行串联或者并联形成12脉波整流电路。在该电路中一个三相全控整流电路输入变压器采用星型接法，另一个三相全控整流电路输入变压器采用三角型接法，从而使2个整流桥输入交流电相位相差30°，从而使整流输出电压一个周期脉动12次。移相变压器二次侧绕组△型接法的匝数是Y型接法的倍，因此副边上两组绕组对应的线电压是一样的。12脉波整流电路与三相全控整流电路相比较由于采用移相变压器，将输入电压进行移相，增加整流电路相数，减小整流系统产生的电流谐波，因此12脉波整流电路应用广泛。
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3.整流电路仿真分析
3.1 三相全控整流电路仿真分析
图2所示为三相全控整流电路仿真模型，MATLAB算法选择ode23t，图中输入三相交流电
图1 三相全控整流电路图
图2 三相全控整流电路仿真模型
DOI:10.19353/jki.dzsj.2019.04.053
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流波形的正弦度较高。图7所示为示波器scope2整流电路输出电压波形，输出电压在580V，一个周期有12个脉动.。通过图6与图3的比较可见，12脉波整流电路比三相全桥整流电路输入电流的正弦度有很大提高，移相变压器能够很好的抑制谐波。4.结论
利用Matlab/Simulink仿真软件，构造三相全桥整流电路、12脉波整流电路的仿真模型，仿真整流电路的输出电压、分析整流电路的谐波。通过Matlab/Simulink仿真软件构造的仿真模型具有灵活性、方便性，对进一步加深整流电路的理论知识和电气设计有一定的意义。
参考：冷增祥，徐以荣，电力电子技术基础：东南大学出版社，2012；陈中，基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真：清华大学出版社，2014；李永东.现代电力电子学原理及应用：电子工业出版社，2011。飞行棋棋盘
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作者简介：
张明霞（1978—），女，四川人，工学硕士，讲师，主要从事电力电子、电机等教学方面的研究工作。
李红霞（1980—），女，河北人，工学硕士，讲师，主要从事单片机、电气等教学方面的研究工作。
相电压有效值为220V、频率50Hz、相位别为0°、120°、-120°。为了仿真收敛，整流桥前方，加入1mH滤波电感、0.01Ω电阻，负载电阻取值为50Ω。示波器scope1中显示了输入电压与输入电流波形，为了观察方便将电压波形进行了幅度缩小，如图3所示，从图3中可以观察到输入电流波形发生了畸变，不再是标准的正弦波。图4所示为整流电路输出电压波形，为示波器scope2显示波形，输出电压为515V，一个周期有6个脉动.，与理论相一致。3.2 12脉波整流电路仿真分析
图5所示为12脉波整流电路仿真模型，MATLAB算法选择ode23t，图中输入三相交流电相电压有效值为220V、频率50Hz、相位分别为0°、120°、-120°。移相变压器采用Yg/Y 联结和Yg/△连接，移相变压器三个绕组的电压分别为380V、220V、220V。输入电压经过移相变压器后，得到了互差30°的六相对称电压。示波器scope1中显示了输入电压与输入电
流波形，如图6所示，为了观察方便将电流波形进行了幅度缩小，从图6中可以看到输入电
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图3 三相全控整流电路输入电流、输入电压仿真波形图4 三相全控整流电路输出电压仿真波形图7 12脉波整流电路输出电压仿真波形
图6 12脉波整流电路输入电流、输入电压仿真波形
图5 12脉波整流电路仿真模型
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