精品哈尔滨工业大学课件电力电子技术29.docx
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哈尔滨工业大学课件-电力电子技术29
哈尔滨工业大学课件电力电子技术29
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电力电子技术
第29讲
5交流－直流变换器（6）
交流－直流变换器（6）
本讲是第5章交流－直流变换器的第6讲，上5讲的主要内容是：
5.1可控整流电路的分析方法5.2单相可控整流电路5.3三相可控整流电路本讲将布置可控整流电路的仿真实验仿真实验3单相桥式可控整流电路仿真实验4三相桥式可控整流电路
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电力电子技术29.2
电力电子技术
交流－直流变换器（6）
仿真实验3单相桥式可控整流电路
1.实验目的根据图3.1单相桥式可控整流电路，建立simulink电路仿真模型，然后通过仿真实验研究单相桥式可控整流电路在不同负载下的工作特点。
idVT1audbVT2VT4Li2u2VT3
Tu1
R
图3.1
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电力电子技术29.3
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交流－直流变换器（6）
2.实验步骤1）打开文件“EXP3_r1.mdl”，自动进入simulink仿真界面，在编辑器窗口中显示如图3.2所示的单相桥式可控整流电路的模型。
图3.2单相桥式可控整流电路的模型
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文件:
电力电子技术29.4
电力电子技术
交流－直流变换器（6）
2）了解图3.2电路模型中各元件上需设定的参数
交流电源U2：
峰值（peakamplitude,V）=141.4V（有效值为100V），频率（Frequency,Hz）＝50
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交流－直流变换器（6）
脉冲发生器1（ug1）：
周期（period,s）＝0.02；脉冲宽度（pulsewidth,%ofperiod）＝2;滞后相位（phasedelay,s）=0;（α=0?
）
滞后相位＝
α
360
×0.02（α为触发角，单位为角度）
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交流－直流变换器（6）
脉冲发生器2（ug2）：
周期（period,s）＝0.02；脉冲宽度（pulsewidth,%ofperiod）＝2;滞后相位（phasedelay,s）=0.01;（α=0?
）
滞后相位＝0.01+
α
360
×0.02（α为触发角，单位为角度）
脉冲发生器3（ug3）与脉冲发生器1（ug1）的设置相同。
脉冲发生器4（ug3）与脉冲发生器1（ug1）的设置相同。
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交流－直流变换器（6）
负载中的RLC串连之路R：
电阻值（resistance,ohms）=10电感量（inductance,H）=0电容量（capacitance,F）=inf
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交流－直流变换器（6）
负载中的反电势E：
幅值（amplitude,V）=0;
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交流－直流变换器（6）
3）测试电阻负载时，整流电路的工作特性负载参数与2）中设定相同。
在α=0?
、30?
、60?
、90?
、120?
、150?
时记录示波器给出的波形，及显示单元上Ud1（负载上电压平均值），Id1（负载上电压平均值）上显示的值。
将不同控制角时得到的Ud1和Id1与理论计算的结果相比较，并根据实测的数据画出电阻负载时移相控制Ud=f1（α）特性曲线
α=0?
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交流－直流变换器（6）
注意：
α变化时只需改变脉冲发生器中滞后相位的设定值。
要保证脉冲发生器1和4的设定相同，2和3的设定相同。
α=60?
Ug1,4
Ug2,3
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交流－直流变换器（6）
4）测试阻感负载时，整流电路的工作特性。
在负载参数中设定：
电感量（inductance,H）=0.5。
使之成为阻感负载。
在α=0?
、30?
、60?
、90?
时记录示波器给出的波形，及显示单元上Ud1（负载上电压平均值），Id1（负载上电压平均值）上显示的值。
将不同控制角时得到的Ud1和Id1与理论计算的结果相比较，并根据实测的数据画出移相控制特性曲线Ud=f2（α）
α=60?
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电力电子技术29.12
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交流－直流变换器（6）
5）测试阻感－反电势负载时，整流电路的工作特性。
在负载参数中设定：
电感量（inductance,H）=0.5，反电势E的幅值（amplitude,V）=30，使之成为阻感－反电势负载。
在α=30?
、60?
时记录示波器给出的波形，及显示单元上Ud1（负载上电压平均值），Id1（负载上电压平均值）上显示的值。
将不同控制角时得到的Ud1和Id1与理论计算的结果相比较。
3.实验报告内容
（1）分析图3.1所示单相桥式可控整流电路的工作原理。
（2）按照实验步骤的要求，记录有关波形和观测数值，分析并得出结论。
思考题：
仿真实验中观测到的输出电压的平均值与理论计算值略有差异，试分析造成该差异的原因。
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电力电子技术29.13
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交流－直流变换器（6）
仿真实验4
1.实验目的
三相桥式可控整流电路
根据图4.1三相桥式可控整流电路，建立simulink电路仿真模型，然后通过仿真实验研究三相桥式可控整流电路在不同负载下的工作特点。
图4.1
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交流－直流变换器（6）
2.实验步骤1）打开文件“EXP4_r3.mdl”，自动进入simulink仿真界面，在编辑器窗口中显示如图4.2所示的三相桥式可控整流电路的模型。
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交流－直流变换器（6）
图4.2三相桥式可控整流电路的模型
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交流－直流变换器（6）
2）了解图4.2电路模型中各元件上需设定的参数交流电源Va：
峰值（peakamplitude,V）=141.4V（有效值为100V），相位（phase,deg）=0频率（Frequency,Hz）＝50交流电源Vb：
峰值（peakamplitude,V）=141.4V（有效值为100V），相位（phase,deg）=-120频率（Frequency,Hz）＝50交流电源Vc：
峰值（peakamplitude,V）=141.4V（有效值为100V），相位（phase,deg）=120频率（Frequency,Hz）＝50同步6脉冲发生器：
在输入端alpha_deg上给定控制角α（单位角度）；晶闸管变换器（ThyristorConverter）为3相全控整流桥形式，由同步6脉冲发生器提供触发脉冲。
负载中的RLC串连之路load：
电阻值（resistance,ohms）=10电感量（inductance,H）=0电容量（capacitance,F）=inf
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交流－直流变换器（6）
3）测试电阻负载时，整流电路的工作特性负载参数与2）中设定相同。
在α=0?
、30?
、60?
、90?
时记录示波器pulse给出的触发脉冲波形和voltage给出的负载电压电流等波形，及显示单元上Ud2（负载上电压平均值）上显示的值。
将不同控制角时得到的Ud1与理论计算的结果相比较，并根据实测的数据画出电阻负载时移相控制特性曲线U=f（α）
d1
α=0?
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交流－直流变换器（6）
注意：
α变化时只需改变同步6脉冲发生器输入端alpha_deg上给定的控制角α。
α=0?
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交流－直流变换器（6）
4）测试阻感负载时，整流电路的工作特性。
在负载参数中设定：
电感量（inductance,H）=0.5。
使之成为阻感负载。
在α=0?
、30?
、60?
、90?
时记录示波器pulse给出的触发脉冲波形和voltage给出的负载电压电流等波形，及显示单元上Ud2（负载上电压平均值）上显示的值。
将不同控制角时得到的Ud1与理论计算的结果相比较，并根据实测的数据画出移相控制特性曲线Ud=f2（α）3.实验报告内容
（1）分析图4.1所示三相桥式可控整流电路的工作原理。
（2）按照实验步骤的要求，记录有关波形和观测数值，分析并得出结论。
思考题：
1）在相同的电源电压下和负载下，比较三相桥式整流电路与单相桥式整流电路输出电压的高低差异，试分析造成该差异的原因。
2）在相同的阻感负载下，比较三相桥式整流电路与单相桥式整流电路输出电流的脉动幅度大小的差别，试分析造成该差异的原因。
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电力电子技术29.20
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本讲总结
仿真实验的目的和作用
通过电路仿真深入理解可控整流电路的工作原理。
通过电路仿真直观地掌握控制角变化、负载特性的不同对输出的影响。
在缺乏实验条件的情况下，计算机仿真可充当实验教学环节。
仿真实验3仿真实验4结束
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