用OrCAD对三相桥式可控整流电路的仿真

仿真仿真仿真仿真题目题目题目题目：：：：a.a.a.a.运用运用运用运用OOOOrCADrCADrCADrCAD绘制绘制绘制绘制““““三相桥式可控整流三相桥式可控整流三相桥式可控整流三相桥式可控整流电路电路电路电路””””的的的的电路图电路图电路图电路图。。。。b.b.b.b.设置仿真参数设置仿真参数设置仿真参数设置仿真参数，，，，进行暂态分析和傅立叶分析进行暂态分析和傅立叶分析进行暂态分析和傅立叶分析进行暂态分析和傅立叶分析。。。。c.c.c.c.观察整流输出电压波形观察整流输出电压波形观察整流输出电压波形观察整流输出电压波形，，，，验证验证验证验证：：：：通过改变触发脉冲的触发角可改变输出的电通过改变触发脉冲的触发角可改变输出的电通过改变触发脉冲的触发角可改变输出的电通过改变触发脉冲的触发角可改变输出的电压压压压。。。。1.安装电路仿真软件orCAD16.3.2.按照路径“开始-所有程序-Candence-Release16.3-OrCADCaptureCIS”启动图形输入程序OrCADCaptureCIS。3.在OrCADCaptureCIS环境中点击File\New\Project功能选项，显示对话框如图1所示：在Name栏输入电路的名称：三相桥。在CreataNewProjectUsing栏中选择AnalogorMixed-signalCircuit。在Location输入本项目要存储的磁盘文件夹路径。选定之后点击OK按钮。4.由于之前没有建立电路图，所以在Creatbaseduponanexistingproject选项中选择CreatablankprojectCreatablankprojectCreatablankprojectCreatablankproject选项，然后点击OK.CadenceProductChoices内选择PspiceA/D选项后点击OK.进入绘图区域。图图图图11115.放置电路元件。在添加元件之前，首先在图中，点击AddLibraryAddLibraryAddLibraryAddLibrary按钮将，将元件所在的库添加到Libraries。然后直接在图2中的Part栏内输入所需要的元件名称查找所需要的元件。6.选取到元件之后，单击OK按钮，即可将元件放置到CaptureCIS上。逐一选取元件，并放置到CaptureCIS上。图图图图22227.将元件全部放置完如图3所示：图图图图3333其中正弦交流电压源V1V1V1V1，，，，V2V2V2V2，，，，V3V3V3V3取自元件库SOURCSOURCSOURCSOURCE.SlbE.SlbE.SlbE.Slb；晶闸管X1X1X1X1，，，，X2X2X2X2，，，，X3X3X3X3取自元件库THYRISTR.SlbTHYRISTR.SlbTHYRISTR.SlbTHYRISTR.Slb；晶闸管的触发脉冲信号源V4V4V4V4，，，，V5V5V5V5，，，，V6V6V6V6选自SOURCE.SlbSOURCE.SlbSOURCE.SlbSOURCE.Slb；负载电阻R1R1R1R1取自元件库ANALOG.SlbANALOG.SlbANALOG.SlbANALOG.Slb。在放置过程中，可能有的元件，如果需要旋转或翻转，可以单击鼠标左键选定它，然后后单击鼠标右键，选择RotateRotateRotateRotate如图4所示，或者选择MirrorBothMirrorBothMirrorBothMirrorBoth如图5所示。图4图58.使用Place\Wire功能菜单选项，或者是直接单击主工具栏内的PlaceWire按钮进行连线。9.连线完毕后对元器件的参数进行设置。查阅电力电子器件参数后，各个元件的参数设置如下：元件编号幅值频率相位V1220V50HZ0度V2220V50HZ-120度V3220V50HZ-240度表表表表1电源参数的设置电源参数的设置电源参数的设置电源参数的设置元件元件参数V1V2TDTRTFPWPERX10V10V3.33ms0.1us0.1us0.1ms20msX20V10V9.99ms0.1us0.1us0.1ms20msX30V10V16.66ms0.1us0.1us0.1ms20ms表表表表2触发脉冲信号源参数设置触发脉冲信号源参数设置触发脉冲信号源参数设置触发脉冲信号源参数设置其中：TD是延迟时间（delaytime）TR是上升时间(risetime)TF是下降时间(falltime)PW是脉冲宽度(pulsewidth)PER是周期(period)此时设可控硅的触发角为60度,依次分别计算出各个出发脉冲的延迟时间，计算过程如下：-----------（（（（a=60度的计算公式度的计算公式度的计算公式度的计算公式））））10.参数设置完毕后电路图如图6所示：图图图图6触发角触发角触发角触发角a=60度时的电路图度时的电路图度时的电路图度时的电路图11.建立仿真描述文件在设置仿真参数之前，必须先建立一个仿真参数描述文件，点击或PSpiceNewsimulationprofile，系统弹出如下对话框：图图图图7新建一个仿真新建一个仿真新建一个仿真新建一个仿真参数描述文件对话框参数描述文件对话框参数描述文件对话框参数描述文件对话框输入name，选择Create，系统将接着弹出如下对话框：图图图图8在Analysistype中，你可以有以下四种选择：TimeDomain(Transient)：时域(瞬态)分析，DCSweep：直流分析，ACSweep/Noise：交流/噪声分析，Biaspoint：基本偏置点分析。观测目标整流输出电压波形，选择时域(瞬态)分析。设置Runtotime为50ms。12.点击工具栏中的Voltage/LevelMarker将其放置在图8中黑框的位置。测量输出电压的波形。图图图图9输出电压测量位置输出电压测量位置输出电压测量位置输出电压测量位置13.点击工具栏的RunPsPice按钮，进行输出电压瞬时分析。分析结果如下：图图图图10触发角触发角触发角触发角a=60度度度度电路的瞬态分析结果电路的瞬态分析结果电路的瞬态分析结果电路的瞬态分析结果图图图图11触发角触发角触发角触发角a=60度电路的度电路的度电路的度电路的输出电压频谱输出电压频谱输出电压频谱输出电压频谱14.将晶闸管的触发角改为120度如果改变可控硅触发脉冲延迟时间，即可控制输出电流电压的平均值，当触发角a为120度，和a=30度时的计算公式类似，仿照前面的计算公式则三个触发脉冲的延迟时间分别为：TD1=6.666msTD2=13.33msTD3=19.99ms按上述参数设定脉冲源V4,V5和V6，并对电路进行瞬态分析结果下图所示：图图图图12触发角触发角触发角触发角a=120度电路的瞬态分析结果度电路的瞬态分析结果度电路的瞬态分析结果度电路的瞬态分析结果图图图图13触发角触发角触发角触发角a=120度电路的输出电压频谱度电路的输出电压频谱度电路的输出电压频谱度电路的输出电压频谱15.分析结论在相同的电源输入情况下：当a=60度时，从图11中的MarkerMarkerMarkerMarkerLableLableLableLable明显可以看出可控整流电路的平均值（直流分量）为315.137V315.137V315.137V315.137V。当a=120度时，从图13中的MarkerMarkerMarkerMarkerLableLableLableLable明显可以看出可控整流电路的平均值（直流分量）为164.970V164.970V164.970V164.970V从上述分析可得出，可以得出结论：在三相可控整流电路中在三相可控整流电路中在三相可控整流电路中在三相可控整流电路中，，，，通过改变触发脉冲的触通过改变触发脉冲的触通过改变触发脉冲的触通过改变触发脉冲的触发角可改变输出的电压发角可改变输出的电压发角可改变输出的电压发角可改变输出的电压。利用Pspice仿真可分析电路的一些性能，以达到设计的要求。通过利用Pspice仿真可减少设计时间，提高设计的可靠性。但是仿真过程对电路元件理想化，开关器件模型简化，使得仿真结果不可能完全与实际装置运行状态一致。