三相桥式全控整流电路实验报告材料.docx

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三相桥式全控整流电路实验报告材料

实验编号

实验报告书

实验项目：

三相桥式全控整流与实验

所属课程:

电力电子技术根底

课程代码:

面向专业:

自动化

学院（系）:

物理与机电工程学院自动化系

实验室:

电机与拖动代号:

426

2012年10月20日

一、实验目的：

1．熟悉MCL-01,MCL-02组件。

2．熟悉三相桥式全控整流与有源逆变电路的接线与工作原理。

3．了解集成触发器的调整方法与各点波形。

二、实验内容：

1．三相桥式全控整流电路

2．三相桥式有源逆变电路

3．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。

三、实验主要仪器设备：

1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—01组件。

3．MCL—02组件。

4．MEL-03可调电阻器。

5．MEL-02芯式变压器

6．二踪示波器

7．万用表

三相桥式全控整流与有源逆变电路实验线路图与接线图

四、实验示意图：

五、实验有关原理与原始计算数据，所应用的公式：

三相桥式全控整流电路的原理

一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。

一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。

〔1〕2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。

〔2〕对触发脉冲的要求：

1）按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60︒。

2）共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120︒，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120︒。

3）同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180︒。

〔3〕Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。

〔4〕需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：

一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发〔常用〕

〔5〕晶闸管承受的电压波形与三相半波时一样，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也一样。

三相桥式全控整流电路实质上是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联。

在任何时刻都必须有两个晶闸管导通才能形成导电回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，另一个晶闸管是共阳组的。

6个晶闸管导通的顺序是按VT6–VT1→VT1–VT2→VT2–VT3→VT3–VT4→VT4–VT5→VT5–VT6依此循环，每隔60°有一个晶闸管换相。

为了保证在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，采用了双脉冲触发电路，在一个周期内对每个晶闸管连续触发两次，两次脉冲前沿的间隔为60°。

三相桥式全控整流电路原理图如右图所示。

三相桥式全控整流电路用作有源逆变时，就成为三相桥式逆变电路。

由整流状态转换到逆变状态必须同时具备两个条件：

一定要有直流电动势源，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平均电压；其次要求晶闸管的a＞90°，使Ud为负值。

三相桥式全控整流电路原理图

实验线路如图2-1所示。

主电路由三相全控变流电路与作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。

触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。

三相桥式整流与有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术〞的有关教材。

实验内容

⒈接线

在实验装置断电的情况下，按三相桥式全控整流与有源逆变电路实验线路图与接线图进展接线。

图中的可调电阻器Rp，选用MEL﹣03中的其中一组可调电阻器并联，Rp的初始电阻值应调到最大值。

⒉触发电路调试

将MCL﹣32电源控制屏的电源开关拨向“开〞的位置，接通控制电路电源﹙红色指示灯亮﹚。

⑴检查晶闸管的触发脉冲是否正常。

用示波器观察MCL﹣33脉冲观察孔“1〞～“6〞，应有相互间隔60o，幅度一样的双脉。

⑵用示波器观察每只晶闸管的控制极、阴极，应有幅度为1V﹣2V的脉冲。

⑶调节MCL﹣31的给定电位器RP1使Ug＝0V，然后调节偏移电压Ub使a＝150o，逐渐调节给定电压Ug，观察触发脉冲移相X围是否满足a＝30°～150°。

⒊三相桥式全控整流电路

⑴调节MCL﹣31的给定电位器RP1使Ug＝0V。

⑵将主电路开关S1拨向左边短接线端接通电阻负载，将Rd调至最大值（450W）。

⑶按下MCL﹣32电源控制屏的“闭合〞按钮，接通主电路电源﹙绿色指示灯亮﹚。

⑷调节MCL﹣31的给定电位器RP1使a＝90°，用示波器观察记录整流电路输出电压Ud＝f〔t〕以与晶闸管两端电压UVT＝f〔t〕的波形。

采用类似方法，分别观察记录a＝30°、a＝60°时Ud＝f〔t〕、UVT＝f〔t〕的波形。

⒋三相桥式有源逆变电路

⑴调节MCL﹣31的给定电位器RP1使Ug＝0V。

⑵按MCL﹣32电源控制屏的“断开〞按钮，切断主电路电源﹙红色指示灯亮﹚，将主电路开关S1拨向右边的不可控整流桥接线端，将Rd调至最大值（450W）。

⑶按下MCL﹣32电源控制屏的“闭合〞按钮，接通主电路电源﹙绿色指示灯亮﹚。

⑷调节MCL﹣31的给定电位器RP1，使a＝90°，用示波器观察记录逆变电路输出电压Ud＝f〔t〕以与晶闸管两端电压UVT＝f〔t〕的波形。

采用类似方法，分别观察记录a＝120°、a＝150°时Ud＝f〔t〕、UVT＝f〔t〕的波形。

六、实验数据记录：

整流

逆变

α〔º〕

30O

60O

β〔º〕

30O

60O

90O

U2〔V〕

110

110

U2〔V〕

110

110

110

Ud〔V〕

120

78

Ud〔V〕

-133

-65

0

七、实验结果的计算与曲线：

三相全控整流α=600Ud、UVT波形

三相全控整流α=600Ud波形

三相全控整流α=600UVT波形

三相全控整流α=300Ud、UVT波形

三相全控整流α=300Ud波形

三相全控整流α=300UVT波形

三相有源逆变ß=300Ud、UVT波形

三相有源逆变ß=300Ud波形

三相有源逆变ß=300UVT波形

三相有源逆变ß=600Ud、UVT波形

三相有源逆变ß=600Ud波形

三相有源逆变ß=600UVT波形

三相有源逆变ß=900Ud、UVT波形

三相有源逆变ß=900Ud波形

三相有源逆变ß=900UVT波形

三相全控整流α=600Ud波形〔断某一脉冲〕

Ud=f〔α〕曲线〔电阻——电感性负载〕

Ud/U2=f〔α〕曲线〔电阻——电感性负载〕

八、对实验结果实验中某些现象的分析讨论：

实验中可以看出，不管α为何值，负载电压Ud都是线电压的一局部，相当于以线电压为幅值一周期有6个脉动波的六相半波整流电路。

从线电压入手计算Ud更简便，由于Ud波形每隔600重复一次，Ud的计算只要在π/3X围内取平均值即可。

九、实验方法指示与须知事项：

1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

〔1〕打开MCL-01电源开关，给定电压有电压显示。

〔2〕用示波器观察MCL-01的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度一样的双脉冲。

〔3〕检查相序，用示波器观察“1〞，“2〞单脉冲观察孔，“1〞脉冲超前“2〞脉冲600，如此相序正确，否如此，应调整输入电源。

〔4〕用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。

注：

将面板上的Ublf〔当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1~VT6时〕接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通〞。

〔5〕将给定器输出Ug接至MCL-01面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使α=150o。

2．三相桥式全控整流电路

按图接线，S拨向左边短接线端，将Rd调至最大（450Ω）。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu，从0V调至220V。

调节Uct，使α在30o~90oX围内，用示波器观察记录α=30O、60O时，整流电压ud=f〔t〕，晶闸管两端电压uVT=f〔t〕的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。

3．三相桥式有源逆变电路

断开电源开关后，将S拨向右边的不控整流桥，调节Uct，使α仍为150O左右。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu，从0V调至220V合上电源开关。

调节Uct，观察β=30O、60O、90O时,电路中ud、uVT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。

4．电路模拟故障现象观察。

在整流状态时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，如此该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察并记录此时的ud波形。

十、尚存在待解决的问题：

十一、对同学的要求：

1．画出电路的移相特性Ud=f（α）曲线

2．作出整流电路的输入—输出特性Ud/U2=f〔α〕

3．画出三相桥式全控整流电路时，α角为30O、60O时的ud、uVT波形

4．画出三相桥式有源逆变电路时，β角为30O、60O、90O时的ud、uVT波形

5．简单分析模拟故障现象

十二、参考文献：

《电力电子变流技术》

《电力电子技术实验》

备注

编写人：

hzq

编写时间：

2012-10-20