Расчёт, в маткаде, регулировочной характеристики трёхфазного мостового преобразователя.

На рисунке 1 приведен мостовой тиристорный преобразователь который может осуществлять выпрямление трёхфазного напряжения либо инвертирование (если Lн - генератор), в зависимости от угла управления тиристорами и напряжения на нагрузке. Если бы в схеме на рисунке 1, вместо тиристоров, стояли бы диоды то такая схема осуществляла бы выпрямление, трёхфазного напряжения, и на нагрузке было бы некоторое среднее значение напряжения Ud0. Диоды в такой схеме открывались бы тогда когда ток в них стремился бы протекать в прямом направлении, в схеме с тиристорами момент открытия происходит тогда когда ток стремиться протекать в прямом направлении и на управляющий электрод подается импульс. Момент времени когда диод открывается (в аналогичной схеме с диодами) называют точкой естественной коммутации, её принимают за начало отсчёта а отрезок времени до следующей такой же точки представляют как 360^o (или 2π), угол коммутации принимают как часть от начала до момента подачи импульса управления на тиристор, в градусах или радианах.

Изменением угла управления изменяют среднее напряжение на нагрузке.

Регулировочная характеристика, управляемого, преобразователя - это зависимость среднего значения напряжения на нагрузке от угла управления.

Рисунок 1 - Трёхфазный мостовой тиристорный преобразователь ведомый сетью

Пусть индуктивность нагрузки Lн настолько велика что можно считать Lн→∞. Для расчёта регулировочной характеристики понадобится функция:

См. статью преобразование градусов в радианы и обратно, в маткаде. После определения функции нахождения косинуса в градусах пишется функция:

В качестве параметра Ud0 ей передается среднее напряжение нагрузки в схеме с диодами. Вертикальные линии вдоль которых пишется программа выбираются из окна Programming (есть не во всех версиях):

От туда же выбирается цикл for и знак присвоения ←. Вертикальную линию можно удлинить вставлением в неё ещё одной линии. Переменной (i) определяющей количество итераций (сколько раз выполняется то что в теле цикла) присваивается диапазон значений, который выбирается из окна Matrix:

От туда же выбирается верхний индекс:

Этот индекс определяет столбец матрицы. Подставив в функцию Ud напряжение на выходе для неуправляемого выпрямителя (Ud0) можно найти регулировочную характеристику трёхфазного мостового управляемого преобразователя с активно-индуктивной нагрузкой при Lн→∞. Для примера подставим 100В:

В правом столбце значения углов, в градусах, в левом - средние напряжения в вольтах.

По этой таблице можно построить график:

При углах до 90^o преобразователь находится в режиме выпрямления, после - в режиме инвертирования. 

  Если нагрузка такого преобразователя чисто активная то он не сможет перейти в режим инвертирования.

Рисунок 2 - Трёхфазный мостовой тиристорный преобразователь ведомый сетью с активной нагрузкой

Для расчёта регулировочной характеристики преобразователя с чисто активной нагрузкой напишем функцию:

Подставим 100В:

Построим график:

При угле управления больше 120^o напряжение на нагрузке Rн будет равно нулю.