三相橋式整流及有源逆變

1、: 專(zhuān)業(yè)： 迫子倍息匚程姓名沖滬乂謬實(shí)驗(yàn)報(bào)告囂仝匕地點(diǎn)：教二課程名稱(chēng)： 電力電子技術(shù) 指導(dǎo)老師：馬皓成績(jī)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：三相橋式整流及有源逆變實(shí)驗(yàn)類(lèi)型:同組學(xué)生：_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)容和原理（必填）三、主要儀藩設(shè)備（必填）五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七. 討論、心得一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?. 熟悉三相橋式全控整流及有源逆變電路的接線及工作原理。2. 了解集成觸發(fā)器的調(diào)整方法及各點(diǎn)波形。3. 對(duì)三相橋式全控整流及有源逆變電路的特性進(jìn)行研究。裝二.實(shí)驗(yàn)容和原理訂1. 三相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)（帶電阻一電感性負(fù)載）。線2.三相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)。3.

2、觀察整流狀態(tài)下，模擬電路故障現(xiàn)象時(shí)的波形。：習(xí)慣上給6只晶閘管編號(hào)，共陰極的三只依次為1、3、5,共陽(yáng)極的三只依次為4、6、2,即VT1和VT4:接A相，VT3和VT6接B相，VT5和VT2接C相。為保證電路正常工作，晶閘管的觸發(fā)脈沖通常是雙窄脈沖。j在三相橋式全控整流電路中，以自然轉(zhuǎn)換點(diǎn)作為控制角的起算點(diǎn)，該點(diǎn)比相應(yīng)的相電壓波形過(guò)零點(diǎn)：滯后30 ,即VT1、VT3. VT5的自然轉(zhuǎn)換點(diǎn)，分別滯后于A、B、C相電壓正向過(guò)零點(diǎn)30 : VT4. VT6、VT2： 的自然轉(zhuǎn)換點(diǎn)，分別滯后于A、B、C相電壓負(fù)向過(guò)零點(diǎn)30。:在三相橋式全控整流電路中，必須保證有二只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，才能形成電路回路，且

3、每只管子導(dǎo)通丨 120 （強(qiáng)感性負(fù)載下）。由于電路中共陰極與共陽(yáng)極的換流點(diǎn)相差60 ,所以每隔60有一次換流。i 在阻性負(fù)載下，電路的控制角u最大移相控制用為120 :在感性負(fù)載下，電路的控制角（最大移j相控制圍為90 o 在阻性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電壓ud是六個(gè)不同線電壓的組合。當(dāng)a二0。時(shí)，為三相線電壓的正向包絡(luò)線，:每周期脈動(dòng)6次，其脈動(dòng)頻率為300Hz。當(dāng)控制角a W 60時(shí)，輸出電流為連續(xù)的；當(dāng)控制角a 60：時(shí)，輸岀電流波形發(fā)生斷續(xù)。輸岀電壓的平均值為j控制角OWa W 60時(shí)r 2兀- L3 y/6Us sin efd(ef) - 2.341 / cos a 兀J亍a控制角60 WaW

4、120 時(shí)U, = L 61/ sin) = 2.34U (1 + cos a)式中，Us為輸入相電壓有效值：也可以用U2表示。 輸出電流平均值流過(guò)每只晶閘管的平均電流流過(guò)每只晶閘管的電流有效值應(yīng)根據(jù)電流的連續(xù)與斷續(xù)情況分別計(jì)算得岀。 當(dāng)感性負(fù)載時(shí)，其輸出電流連續(xù)，輸出電壓的平均值為U& = - fJ+f7V6t； sin 勁d( = 2.34C； cos a 龍 Jj+a當(dāng)三相橋式整流電路的負(fù)載是電感性負(fù)載，且有直流側(cè)電源時(shí)，控制角a90%電路則工作在有源逆 變狀態(tài)（直流側(cè)電源ED必須稍大于Ud,為逆變提供能戢）o注意，半控橋電路或有續(xù)流二極管的電路, 因?yàn)椴豢赡茌敵鲐?fù)電壓，也不允許直流側(cè)接

5、上反極性的直流電源，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變。為了區(qū)別于控制角a,通常用卩角表示逆變角，控制角a和逆變角卩之間的關(guān)系為a + |3=18O。在有 源逆變電路中，以a =180的為0角的起算點(diǎn)，往左移卩角施加觸發(fā)脈沖。當(dāng)控制角a90時(shí)，輸岀電壓 的平均值為負(fù)，因此逆變角的移相圍為0p90o在實(shí)際應(yīng)用中，三相橋式全控整流電路在整流工作時(shí)，若發(fā)生觸發(fā)脈沖缺失或觸發(fā)脈沖太小太窄，無(wú) 法觸通某相晶閘管時(shí)，至多發(fā)生缺相電壓，使輸出電壓減小。但工作在有源逆變時(shí)，若發(fā)生脈沖丟失或觸 發(fā)不通的情況，則會(huì)發(fā)生瞬時(shí)Ud電壓與ED順極性串聯(lián)，出現(xiàn)很大的電路，立刻燒毀晶閘管或負(fù)載，這 稱(chēng)為逆變顛覆。另一種導(dǎo)致電路故障的情況是

6、逆變角太小。由于存在換相重疊角丫，當(dāng)角卩太小時(shí)，原擬換流關(guān)斷的 晶閘管承受的電路換流反壓時(shí)間小于其關(guān)斷時(shí)間tq,使其不能可靠關(guān)斷，相當(dāng)于丟失一個(gè)觸發(fā)脈沖，導(dǎo)致 逆變失敗。為保證逆變工作可靠，通常設(shè)置最小逆變角其中，為關(guān)斷時(shí)間所對(duì)應(yīng)的電角度，為換相重疊角，為安全裕量角。四、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. DDSX 01型電源控制屏。2. DDS 02“一、二組橋晶閘管電路“實(shí)驗(yàn)掛箱。3. DDS 03“晶閘管觸發(fā)電路“實(shí)驗(yàn)掛箱。4. DT41三相芯式變壓器”實(shí)驗(yàn)掛箱。5. DT10“直流電壓、電流表實(shí)驗(yàn)掛箱。6. 雙蹤記憶示波器。五、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟1. 三相橋式全控整流電路帶電阻一電感性負(fù)載實(shí)驗(yàn)研究(1)

7、 .按圖2接線。完成后,用專(zhuān)用扁線電纜在專(zhuān)用接口處連接“DDS02”和“DDSO3”掛箱；用導(dǎo)線將 “DDS 03”掛箱上“電壓給左器”單元中的輸出”接口和“移相控制電壓”單元中的“Uct”接口連接起來(lái)：再將“脈沖放大控制”單元中的“Ublf”對(duì)地連接。(2) .在“DDS 03”掛箱上，將脈沖選擇開(kāi)關(guān)撥向“窄”；按下I組脈沖開(kāi)關(guān)使其接通，I組的指示燈應(yīng)全 亮：將“電壓給左器”單元中的S1開(kāi)關(guān)撥向“正給泄”，S2開(kāi)關(guān)撥向“土給定”。(3) .檢査接線無(wú)誤后，開(kāi)啟“電壓控制屏”總電源開(kāi)關(guān)，將電源選擇開(kāi)關(guān)撥向電力電子”，開(kāi)啟“DDS03” 掛箱上的電源開(kāi)關(guān)。(4) .觀察“電源控制屏”有無(wú)異常。若

8、相序指示燈不亮，說(shuō)明相序正確；否則應(yīng)重接。(5) .用示波器觀察單、雙脈沖觀察孔，檢測(cè)脈沖信號(hào)，應(yīng)岀現(xiàn)均勻間隔60、幅度相同的脈沖信號(hào)，且“ 1 ” 孔脈沖超前“2”孔60，“2”孔脈沖超前“3”孔脈沖60 ,依次類(lèi)推。用示波器觀察晶閘管控制極、 陰極，應(yīng)有幅度為1 2V的脈沖信號(hào)。(6) .用示波器測(cè)量鋸齒波斜率調(diào)節(jié)與觀察孔”單元中的“a”相鋸齒波和雙窄脈沖的相位角。調(diào)節(jié)“移 相控制電壓”單元中的可調(diào)電位器，使a =150 (7) .斷開(kāi)“主電路電源”，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)三相電壓調(diào)壓器到底，即將輸入電壓調(diào)至最小，同時(shí)也將負(fù)載電阻 Rd逆時(shí)針調(diào)至較大位置：開(kāi)啟“電源控制屏”上主電路電源開(kāi)關(guān)。緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)三

9、相電壓調(diào)壓器，升髙輸入 電壓，觀察輸入交流電壓表，調(diào)節(jié)輸入電壓到180 V左右。(8) .調(diào)節(jié)RP1即給泄電壓Uct,用示波器觀察整流輸出電壓ud、晶閘管兩端電壓uT的波形，記錄a =30、 60c、90時(shí)的波形，觀察輸岀直流電壓表的讀數(shù)，將數(shù)值記錄于表格中。(9) .需要注意的是，在調(diào)節(jié)給左電壓RP1時(shí)，a角不斷相應(yīng)變化。一邊緩慢調(diào)小負(fù)載電阻Rd, 邊觀察 輸出直流電流表，使得負(fù)載電流Id不超過(guò)0.8A。特別是當(dāng)a = 90時(shí)，應(yīng)在負(fù)載電流Id允許的用，盡 量減小負(fù)載電阻Rd,使整個(gè)負(fù)載呈較強(qiáng)感性。2. 模擬故障研究調(diào)節(jié)RP1,使a二30。，關(guān)斷一只觸發(fā)脈沖信號(hào)，模擬觸發(fā)信號(hào)丟失的故障，觀察

10、并記錄此時(shí)的ud、uT波形變化情況，然后恢復(fù)a二90。3. 三相橋式有源逆變電路斷開(kāi)電源控制屏上的主電源開(kāi)關(guān)，拆除負(fù)載電阻Rd和整流電壓ud的連線，將三相不控整流橋 電路串入。開(kāi)啟主電路開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)RP1使a二120。、150。，記錄電路中相應(yīng)的ud、uT的波形，并 將相應(yīng)的電壓表讀數(shù)記錄于表格中。此時(shí)應(yīng)當(dāng)注意安全，在移動(dòng)示波器探頭時(shí)，都要將“主電路 電源“開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理a306090120150Ud實(shí)測(cè)80.8V43.9V0-56.6V-83.3VUt理論84.8V49V（）-49V-84.9V相電壓145V七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1 各角度下的圖像a = 30a = 60CHI-亠亠卜-亠廣.v丄亠；亠亠.； ；：加廠i吋訓(xùn)匕20. UT ime 2 0明陽(yáng):iH-400. Ousa = 90a = 120502 圖像實(shí)際值和理論值（紅）對(duì)比3 模擬故障研究八、心得體會(huì)1. 實(shí)驗(yàn)接線比較復(fù)雜，多次調(diào)試才成功。2. 實(shí)驗(yàn)增進(jìn)了對(duì)理論知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步了解了工作原理。3. 在使用示波器時(shí)，由于其兩個(gè)探頭的地線都應(yīng)與示波器的外殼相連接，因此兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在某一電路的不同兩點(diǎn)上，否則將使這兩點(diǎn)通過(guò)示波器發(fā)生電