三相桥式全控整流电路,分析某一个SCR开路与短路时整流输出波形？

Question

三相桥式全控整流电路,分析某一个SCR开路与短路时整流输出波形。要求: 结合对SCR的原理掌握,能够绘制电路器件出 现异常下的输出波形,分析输出波形(利用matlab建立电路模型,通过模拟开展预验证

Answer 1

在三相桥式全控整流电路中，整流电路是由六个可控硅（SCR）组成的。在正常工作条件下，每个SCR都按照正常的工作状态进行导通和关断。但是，如果其中一个SCR出现了开路或短路的情况，整个电路的工作状态将会受到影响。
当一个SCR开路时，它将无法导通，整流电路中的相应相位将会断开。因此，在整流输出波形中，与该相位相关的电压和电流将会消失，整体输出波形将会呈现出明显的缺失。
当一个SCR短路时，它将一直保持导通状态，整流电路中的相应相位将会永久性导通。因此，在整流输出波形中，与该相位相关的电压和电流将会一直存在，整体输出波形将会呈现出明显的高电平状态。
下面是利用Matlab对三相桥式全控整流电路中一个SCR开路和短路的情况下的输出波形进行模拟分析的示例代码：
% 定义电路参数
R = 100; % 负载电阻
L = 0.01; % 每相感性负载
C = 1000e-6; % 每相滤波电容
Vline = 220 * sqrt(2); % 三相电压有效值
f = 50; % 电源频率
T = 1/f; % 电源周期
alpha = pi/6; % 控制角
theta = 0:0.01:2*pi; % 输出波形采样点
% 开路情况下的输出波形
alpha_fault = pi/3; % 故障相位
V_fault = Vline * sqrt(2/3) * sin(alpha_fault); % 故障相电压
i_fault = V_fault / R; % 故障相电流
v_out_fault = zeros(size(theta));
for i = 1:length(theta)
t = T * theta(i)/(2*pi);
if t < alpha_fault*T/(2*pi)
v_out_fault(i) = V_fault;
end
end
% 短路情况下的输出波形
alpha_fault = pi/3; % 故障相位
V_fault = Vline * sqrt(2/3) * sin(alpha_fault); % 故障相电压
i_fault = V_fault / R; % 故障相电流
v_out_short = Vline * sqrt(2/3) * sin(theta);
i_out_short = i_fault + Vline * sqrt(2/3) * sin(theta) / (R + 1i*2*pi*f*L);
p_out_short = real(i_out_short .* conj(v_out_short));
% 绘制波形图
subplot(2,1,1);
plot(theta, v_out_fault);
title('SCR开路时的整流输出波形');
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