电力电子实验二Word下载.doc

1、1.1 实验项目名称 11.2 实验完成目标1.3 实验内容及已知条件二 实验环境2.1 主要设备仪器 22.2 小组人员分工 3三 实验仿真与分析3.1 整流部分3.2 逆变部分 133.3 仿真感想 14四 实验过程4.1连接三相整流桥及逆变回路4.2 整流工作 154.3 逆变工作 18五 实验数据处理与分析5.1 实验数据与处理 195.2 误差分析 215.3 可信度分析六 思考与讨论 6.1 实验思考题 226.2 实验讨论题七 实验感悟 24附件（最后一页有小惊喜哟）一.实验内容1.1 实验名称三相全桥整流及有源逆变实验1.2 实验完成目标 观测分析整流状态下（阻性负载、阻-感性

2、负载）ud，uVT波形； 观测分析逆变状态下（阻-感性-反电动势负载）ud，uVT波形及逆变功率测量；1.3 实验内容及已知条件 连接三相整流桥及逆变回路u 由三相隔离变压器（MCL-32）二次绕组接至三相降压变压器（MCL-35）,输出三相电源（线电压约110130v）作为三相变流桥的交流输入；u 由三相隔离变压器（MCL-32）二次绕组接至由二极管组成的三相不可控全波整流桥，作为逆变时负载回路的电动势源（大小恒定的电压源）；u 由双刀双置开关构成整流和逆变选择回路（严禁主回路带电时切换此开关）；u 约定整流、逆变临界控制点为Uct = 0，当Uct0时，处于整流移相控制；Uct0时处于逆变

3、移相控制： 整流工作u 阻性负载测试：双置开关选择整流回路，负载电阻设定为最大（约450W），加正给定电压。1） 观测并记录整流状态下0O，60O，90O时ud、uVT波形（注意限制Id0.8A）；2） 0O时封锁任1只晶闸管的脉冲信号，记录ud的波形及大小值；3） 0O时封锁任2只晶闸管的脉冲信号，记录ud的波形及大小值；（一次：共阴极组2只；一次：阴极阳极组各1只）u 阻-感（ 300W + 700mH ）负载测试：双置开关选择整流回路，观测并记录=30O，90O时ud、uVT波形（注意限制Id0.8A）；= 0O时任意封锁1只和2只晶闸管的脉冲信号，记录ud的波形及大小值。 逆变工作断掉

4、主回路电源，将负载回路切换到逆变条件，注意逆变电动势源的直流极性。u 选负给定信号，保持负载为（450+700mH），再合上电源，观测逆变状态下=60O，90O时ud，uVT波形；u 在恒定负载情况下（电阻450，电感700mH，直流反电动势E基本恒定），在最大逆变移相范围内，测定电网实际吸收直流功率Pk = f （Ud）的函数曲线（不低于8组数据点）。已知，三相全控桥电源回路输出端等效内阻Rn=26W。二实验环境2.1 工欲善其事必先利其器，此乃实验仪器表名称品种特点、参数图鉴实验台华纬MCL-型电力电子及电气传动教学实验台=。=下回带尺子量三维去图2-1示波器Tektronix TDS10

5、12示波器（带宽：100MHZ 最高采样频率：1GS/s）图2-2数字万用表=俺就一普通万用表了解析度：10V, 10nA 和10mDCV基本准确度 0.03%图2-3图2-1 实验台图2-2 示波器图2-3 数字万用表 2.2 小组人员分工组员姓名报告形成 电路仿真数据处理讨论分析实验操作三.实验仿真3.1整流部分1.阻性负载波形及分析：连接阻性负载时，电路如下图所示：调节晶闸管参数: 调节脉冲参数: 左图为晶闸管参数,为了接近理想晶闸管,缓冲电阻（Rs）应尽量大，缓冲电容Cs也应尽量大，否则结果会出现错误。右图为脉冲参数，周期为0.02s（50Hz），延迟角和脉冲宽度的调节是接下来的重点。

6、=0时，输出电压波形和晶闸管两端电压波形如下图所示： 上部分图为输出电压波形，下部分图波形为晶闸管两端电压波形，以下所有图均是如此。 此时输出电压不断换相，输出，中最大值，所以每个周期有6个波头。每个周期内共阴极的三个晶闸管, , 。交替导通，各导通120。每个周期内共阳极的三个晶闸管, , 。交替导通，也各导通120=60 图中为5个周期的波形（0.1s）。此时电压为临界连续状态，在线电压过零点时换相。每个周期换相6次，此时每个晶闸管导通角仍为120度。=90 在=90时，应当注意的是此时电压不连续，存在6个晶闸管都不导通的时刻，然而电路的导通至少需要两只晶闸管处于导通状态，因此，在6只晶闸

7、管都关断后，应当对两只晶闸管同时加脉冲才能实现波形，也就是说，每个晶闸管在一个周期内要两次从关断状态变为导通状态，因此，每个周期要给每只晶闸管施加两次脉冲。经计算，得到晶闸管一个周期内前一次导通和后一次导通相差3.333ms，因此可以通过将脉冲宽度增加到4ms，这样就可以出现上图波形，如果没有晶闸管没有导通两次，就会得到以下波形： 此图显然不正确，输出电压波形不规律。因此，应当注意晶闸管导通次数，才能完成90度时的波形。 任意封锁一直晶闸管，观察输出电压波形，由于6个晶闸管地位均等，所以只需断开任意一个晶闸管，这里断开，波形如下： 出现如上的波形是因为一个晶闸管没有脉冲，因此无法导通，这就使得

8、与这个晶闸管相关的两个连续波头消失，因此只有4个波头，由于这个晶闸管无法正常导通，直接导致前一个晶闸管无法正常关断，因此第四个波头会一直延伸到电压过零点承受反向电压关断。封锁两只晶闸管会出现三种情况：（1）封锁共阴极晶闸管：以上两图分别为封锁,的脉冲和封锁,脉冲的波形，因为同为共阴极，因此每个周期有4个波头消失，而且因为无法导通导致前一波头一直延伸到电压零点才关断。以上两图脉冲波形形状相同，只是相位上有所差异。（2）封锁同一相的两只晶闸管： 上图为封锁和的波形，由于封锁全是a相电压，所以六个波头中，会消失，剩下的波头，不连续，因此会出现一个周期只有两个不连续的波头，因无法正常关断，因此都延伸到

9、电压零点。（3）封锁不同相的一阴一阳两个二极管： 图中上部分为输出电压波形，下部分为晶闸管两端电压。上图分别是封锁和，和，封锁脉冲信号的两个本应当消失4个波头，但是由于有一个波头是这两个晶闸管共同作用下的，因此实际上只影响3个波头，因此波形中出现每周期3个波头，最后一个延续到电压过零点。2.阻感负载电路图：1. 阻感负载时波形及分析：=30时输出电压波形和晶闸管两端电压波形如下图所示： 此时由于电压未过零点，因此与阻性负载时=30时大致相同，电压连续且每个周期6个波头。 由于电感的电流不能突变，在电压过零时不能及时换相，因此电压波形中出现负值，电压不再像阻性负载一样断续，而是连续，不存在6个晶

10、闸管都不导通的情况。但是电感并不是无穷大，所以电压反向的幅值小于正向的幅值，并且在换相的时候出现震荡,下图为震荡的放大图：封锁的脉冲信号，出现波形如下：此时与阻性负载波形类似，每周期4个波头。封锁两个晶闸管有以下3种情况：（1）封锁两个共阴极晶闸管： 以上两图分别为封锁,的脉冲和封锁,脉冲的波形，因为同为共阴极，因此每个周期有4个波头消失，与阻性负载不同的是，波头更加平滑。此时与阻性负载没有较大差异（3）封锁不同相的一阴一阳晶闸管： 上图为阻感负载时封锁和，和的波形，总体波形与阻性负载相同，只是因为电感的存在，电压在换相时出现较大波动。3.2逆变部分1.逆变电路：添加直流源，满足，,2.逆变电

11、路波形及分析时，及=120，波形如下图： 由于反向直流源的存在，波形为负值，与阻性负载60度时波形与横轴成镜像关系。时，及=90 此时波形与90度阻感负载时类似，但是由于方向电动势的存在，电压正向的幅值与电压反向的幅值相等。3.3仿真感想 此次选择matlab仿真是因为在使用multisim的过程中出现较多运行中的错误，导致仿真无法进行，经多次调整仍不能解决，因此换用matlab作为仿真工具。Matlab在仿真时更加容易完成波形，可以容纳更多错误。 在仿真过程中最需要做的就是调节晶闸管的各项参数，因为只是一个模型，所以使一个模型能够完成实际的效果是很关键的。参数调节不好会容易出现错误波形。比如晶闸管的缓冲电容Cs如果过小，会导致损失一个波头。如果晶闸管缓冲电阻Rs太小，会导致与实际的晶闸管不同。波形在接近零点的时候会失真。因此调节晶闸管参数十分重要。四实验过程（上正菜喽）4.1 从连电路开始（其实已经都由善解人意的老师帮忙指点连接了八九成了）在这次试验中，由于涉及到了安全原因，所以不得不麻烦老师很辛苦的挨个指导、连接。本次实验线路具体说起来便是将MCL-32，即三相隔离变压器的二次绕组接至MCL-35，即三相降压变压器。而三相变流桥的交流输入则选用的是输出三相电源（线电压约110130v）。至于逆变时，负载回路（其实应该叫电源回路不是么=。=）的电动势