整流12脉中频电源MATLAB-Simulink仿真及谐波分析

整流装置功率也进一步增大，大功率中频电炉对电网的干扰也日益的严重，尤其是在钢厂的电力系统中，现代轧钢厂日益广泛采用

可控整流装置来驱动直流电机，其容量高达数万千瓦，容易引起交流侧的高次谐波。为了减轻整流装置对电网的影响，可以采用12脉中频电源、24脉中频电源及以上的多相整流电路，这种整流电路的功率因数较高，对减少电网中的谐波干扰十分有效，可以有效地消

除钢厂电力系统中较高次数的谐波。

1、双整流12脉中频电源的原理图

12脉波串联整流电路的原理图见图1。其

中，Tl和他为2组整流桥串联；T为整流变压器，其二次侧的绕组02，b2，c2和口3，b3，c3分别采用Y形和△形联结，构成300相位差的两组电压，

而△形联结的变压器二次绕组相电压为星形二次绕组相电压的怕倍，这样2组交流电源的线电压相等。

2 、双整流12脉中频电源的MATLAB仿真

在MArllAB．Simulink的环境下对12脉波整流电路进行仿真，Matlab6．5版本中的电力系统工具箱(PowerSystem Blockset)可用于电力电子电路和系统仿真，文中的模型就是基于该工具箱建立的。

2．1 双整流12脉中频电源建模

双整流12脉中频电源主电路由三相对称交流电压源、整流变压器、晶闸管整流桥、同步脉冲触发器、RLC负载等部分组成。同步脉冲触发器与晶闸管整流桥是不可分割的2个环节，2个晶闸管整流桥串联联结给负载供电，在Simulink环境下串联双整流12脉中频电源的仿真模型见图2。

2．2模型参数设置

三相对称交流电压源参数设置：三相对称交流电压源的幅值设为220V，频率为50 Hz，相位分别为00、一120。、1200。

三相变压器参数设置：采用3绕组三相变压器，1次侧绕组采用Y形接线方式，2次侧绕组分别采用Y形和△形接线方式。为了便于观察，3个绕组的额定电压分别取380V，220 V，220 V。三相晶闸管整流桥参数设置：使用默认值。RLC负载参数设置：R取100Q，L取0，C取10f。同步脉冲触发器设置：频率为50Hz，脉冲的宽度取20degrees，选择双脉冲触发方式。选定触发角为O度。

2．3仿真参数设置

仿真时间设为0．05s，数值算法采用ode23tb，完成上述步骤后运行仿真模型，从示波器中观察输出波形。

图3为纯电阻负载情况下输出的电流屯和输出电压“。的仿真波形。从图3中可以看出电压和电流波形在每个周期内脉动12次，谐波含量比6脉动整流要小。

12脉波整流变压器一次侧电流的谐波仿真分析

在整流变压器二次侧△形处的三相线电流和星形接线方式处的三相线电流i的仿真波形见图4。

由图4的波形图可知，整流变压器二次侧线电流波型是三相对称的周期波形，由于二次侧2个绕组采用Y一△接线方式的缘故，其△接线比Y形接线滞后300其a3，b3之间的相电流为i‰。整流变压器△形接线的电流己船折算到变压器一次侧a相绕组中的电流i‰是i‰值的怕倍，其波形见图5b。整流变压器Y形接线折算到一次

侧a的电流好为如见图5a。整流变压器一次侧A相的电流即以为ik和如之和，其波形见图5c。由仿真波形和表1的对比关系看出，由于采用了移相变压器，5“、7、17和19谐波相互抵

消，只剩下11“、13‘1’、23山和25谐波，相比6脉动整流电路而言12脉动整流电路可以很好的抑制某些特定次数的谐波，同时由图6可得12脉动较6脉动的谐波失真更小，12脉动整流电路的优势

更为明显。

4结论

从以上分析可以看出，双整流12脉中频电源采用12脉波整流的联结方法可以很好地抑制6脉波整流电路中某些特定次数的高次谐波，有效的提高系统的功率因数，因此在大容量整流电路中特别是在钢厂电力系统中有着重要的应用。

双整流12脉中频电源：http://www.minglusc.com/BdwlkjProduct.asp?id=254