實(shí)驗(yàn)三三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)三、三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）加深理解三相橋式全控整流及有源逆變電路的工作原理。（3）了解KC系列集成觸發(fā)器的調(diào)整方法和各點(diǎn)的波形。二、實(shí)驗(yàn)線路的構(gòu)成及原理（1）DDS02主電路掛箱配置原理DDS02掛箱包括脈沖和熔斷絲指示、晶閘管（I組橋、組橋）電路、電抗器等內(nèi)容。脈沖有無指示為方便實(shí)驗(yàn)中判斷對(duì)應(yīng)晶閘管上門陰極上是否正常，若正常，則指示燈亮，否則則不亮；同樣熔斷絲指示也是同理。主要分I組橋和組橋分別指示。晶閘管電路裝有12只晶閘管、6只整流二極管。12只晶閘管分兩組晶閘管變流橋，其中VTlVT6為正組橋(I組橋)，由KP5-8晶閘管元件構(gòu)成，一般不可逆、可逆系

2、統(tǒng)的正橋、交-直-交變頻器的整流部分均使用正組元件；由VT1VT6組成反組橋(組橋)，元件為KP5-12晶閘管，可逆系統(tǒng)的反橋、交-直-交變頻器的逆變部分使用反組元件；同時(shí)還配置了6只整流二極管VDlVD6，可構(gòu)成不可控整流橋作為直流電源，元件的型號(hào)為KZ5-10。所有這些功率半導(dǎo)體元件均配置有阻容吸收、熔絲保護(hù)，電源側(cè)、直流環(huán)節(jié)、電機(jī)側(cè)均配置有壓敏電阻或阻容吸收等過電壓保護(hù)裝置。電抗器為平波電抗器L，共有4檔電感值，分別為50mH、100mH、200mH、700mH，1200 mH可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇電感值。續(xù)流二極管為橋式整流實(shí)驗(yàn)時(shí)電路續(xù)流用，型號(hào)為KZ5-10；另外掛箱還配有一組阻容吸收電

3、路。（2）DDS03控制電路掛箱配置原理DDS03掛箱包括三相觸發(fā)電路及功放電路、FBC+FA（電流反饋與過流保護(hù)）、G（給定器）等內(nèi)容。面板上部為同步變壓器，其連線已在內(nèi)部接好，連接組為/Y-1.可在“同步電源觀察孔”觀察同步電源的相位。三相觸發(fā)電路（GT）及功放電路（AP）包括有GTF正組（I組）觸發(fā)脈沖裝置和GTR反組（組）觸發(fā)脈沖裝置，分別通過開關(guān)連至VF正組晶閘管和VR反組晶閘管的門極、陰極。按鈕開關(guān)按向“接通”時(shí)，晶閘管上接有觸發(fā)脈沖；開關(guān)按向“斷開”時(shí)，晶閘管上沒有觸發(fā)脈沖。正、反組的脈沖功放電路分別由面板下面的Ublf和Ublr控制，將Ublf、Ublr接地，則相應(yīng)的脈沖功放級(jí)

4、開放，晶閘管上有脈沖；Ublf 、Ublr懸空，則相應(yīng)的晶閘管無脈沖。開關(guān)上方有“單脈沖觀察孔”和“雙脈沖觀察孔”，當(dāng)“觸發(fā)電路脈沖指示”為“窄”時(shí)，在此兩組觀察孔中觀察到的分別是單脈沖和互差為60的雙脈沖；如“觸發(fā)電路脈沖指示”為“寬”時(shí)，則觀察到的是后沿固定、前沿可變的寬脈沖鏈，這兩組觀察孔一般只觀察正組變流橋的觸發(fā)脈沖。注意：三相觸發(fā)脈沖要加到兩組晶閘管上，必須用扁平線把DK01C和DK01D連接一起。（3）電流反饋與過流保護(hù)電流反饋與過流保護(hù)(FBC+FA)有兩種功能，一是檢測(cè)電流反饋信號(hào)；二是發(fā)出過流信號(hào)，其原理圖如圖3-1所示。（a）電流變換器（FBC）的輸入端TAl、TA2、T

5、A3來自電流互感器的輸出端，反映負(fù)載電流大小的電壓信號(hào)經(jīng)三相橋式整流電路整流后加至RP1、RP2及R1、R2、VD7組成的3條支路上，其中： R2與VD7并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，在其中點(diǎn)取零電流檢測(cè)信號(hào)； 將RP1的可動(dòng)觸點(diǎn)輸出作為電流反饋信號(hào)，反饋強(qiáng)度由RP1進(jìn)行調(diào)節(jié)； 將RP2可動(dòng)觸點(diǎn)與過流保護(hù)電路相連,輸出過流信號(hào)，RP2可調(diào)節(jié)過流動(dòng)作電流的大小。（b）當(dāng)主電路電流超過某一數(shù)值后，由RP2上取得的過流信號(hào)電壓超過穩(wěn)壓管VSTl的穩(wěn)壓值，使三極管VTl導(dǎo)通，從而使繼電器K動(dòng)作，關(guān)閉主電路電源開關(guān)，并使發(fā)光二極管發(fā)亮，提醒操作者實(shí)驗(yàn)裝置己過流跳閘，調(diào)節(jié)RP2的動(dòng)觸點(diǎn)，可得到不同數(shù)值的過電流倍數(shù)。

6、過流時(shí)，VT2由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，在集電極輸出一個(gè)高電平至電流調(diào)節(jié)器（ACR）的輸入端，作為推信號(hào)。DDS01上的復(fù)位按鈕可以解除告警自鎖記憶的，當(dāng)過流動(dòng)作后，如過流故障已經(jīng)排除，則須按下復(fù)位按鈕以解除記憶，恢復(fù)正常工作。(4) 給定器（G）的原理給定器（G）的原理如圖3-2所示。電壓給定器由兩個(gè)電位器RP1、RP2及兩個(gè)鈕子開關(guān)SAl 、SA2組成，SAl為正負(fù)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)，輸出正負(fù)電壓的大小分別由RP1、RP2來調(diào)節(jié)，其最大輸出電壓為土12V，SA2為輸出控制開關(guān)，輸出顯示采用數(shù)字儀表顯示。元件RP1、RP2、SAl和SA2均安裝在組件掛箱的面板上。（5）實(shí)驗(yàn)線路原理實(shí)驗(yàn)線路如圖4-6所示。主

7、電路由三相全控整流電路及作為逆變直流電源的三相不控整流電路組成，觸發(fā)電路為DDS03中的集成觸發(fā)電路，由KC04、KC41、KC42等集成芯片組成，可輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的雙窄脈沖鏈。集成觸發(fā)電路的原理可參考有關(guān)內(nèi)容（電路圖見附錄），三相橋式整流及逆變電路的工作原理可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）三相橋式全控整流電路帶大電感負(fù)載；（2）三相橋式有源逆變電路；（3）觀察整流或有源逆變狀態(tài)下，模擬電路故障現(xiàn)象時(shí)的各電壓波形。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（1）主控制屏DDS01；（2）DDS02組件掛箱；（3）DDS03組件掛箱；（4）電阻箱DT20；（5）雙蹤示波器；（6）數(shù)字式萬用表。五、預(yù)習(xí)要

8、求（1）閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)三相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容，弄清三相橋式全控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)的工作原理；（2）閱讀教材中有關(guān)有源逆變電路的有關(guān)內(nèi)容，掌握實(shí)現(xiàn)有源逆變的基本條件；（3）學(xué)習(xí)有關(guān)集成觸發(fā)電路的內(nèi)容,掌握該觸發(fā)電路的工作原理。六、思考題（1）如何解決主電路和觸發(fā)電路的同步問題?在本實(shí)驗(yàn)中，主電路三相電源的相序能任意確定嗎?采用寬脈沖觸發(fā)或雙脈沖觸發(fā)發(fā)式,不能任意確定。（2）在本實(shí)驗(yàn)中，在整流向逆變切換時(shí)對(duì)角有什么要求?為什么? 90，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)逆變，需要一反向的直流電勢(shì)源,只有大于90時(shí)，cos0，Ud才會(huì)是負(fù)的。七、實(shí)驗(yàn)方法（1）掛箱DDS02和DDS03的調(diào)試a、 將

9、掛箱DDS02和DDS03接到主屏DDS01上，打開DDS03開關(guān)，并將觸發(fā)電路脈沖指示：窄b、 將示波器探頭接至雙脈沖觀察孔和鋸齒波觀察孔,觀察6個(gè)觸發(fā)脈沖,應(yīng)使其間隔均勻,相互間隔60。c、 將給定器G的輸出端Ug接至移相控制電壓Uct端，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器RP，使Uct=0時(shí)（可直接接地，以保證輸入為零），=150，此時(shí)的觸發(fā)脈沖波形如圖4-7所示（a 相鋸齒波與Ug1脈沖的相位關(guān)系）。d、將DDS03面板上的Ublf（當(dāng)三相橋式全控變流電路使用DDS02中I組晶閘管VT1VT6時(shí)）接地，將I組橋觸發(fā)脈沖的6個(gè)開關(guān)按到“接通”，用示波器觀察晶閘管的門極與陰極的觸發(fā)脈沖是否正常。注意要用專

10、用連接線將DDS02和DDS03連接起來。（2）三相橋式全控整流電路a、按圖4-6接線，將開關(guān)“S”撥向左邊的短接線端，給定器上的“正給定”輸出為零（逆時(shí)針旋到底）；合上主電路開關(guān)，調(diào)節(jié)給定電位器，增加移相電壓，使角在3090范圍內(nèi)調(diào)節(jié)（角度可由晶閘管兩端電壓UT的波形來確定），同時(shí)，根據(jù)需要不斷調(diào)整負(fù)載電阻Rd，使得負(fù)載電流Id保持在0.30.4A（注意Id不得超過0.4A）。用示波器觀察并記錄=30，60，90時(shí)的整流電壓ud和晶閘管兩端電壓uT的波形，并記錄相應(yīng)的Ud、Uct數(shù)值于下表中。306090120150Uct7.16v5.53v4v1.53v0vUd（記錄值）116.3v72.

11、34v0v-52v-135vUd（計(jì)算值）120.4v70.79v0v-73.36v-127.67vU259.4v60.5v61.5v62.7v63.0v計(jì)算公式：Ud=2.34U2cosa。b、模擬故障現(xiàn)象當(dāng)=60時(shí)，將示波器所觀察的晶閘管的觸發(fā)脈沖按鈕開關(guān)按向“斷開”位置，模擬晶閘管失去觸發(fā)脈沖的故障，觀察并記錄這時(shí)的ud、uT的變化情況。 =60時(shí)正常 =60時(shí) 1號(hào)故障（3）三相橋式有源逆變電路斷開主電源開關(guān)后，將開關(guān)S撥向右邊的不控整流橋端。調(diào)節(jié)給定電位器逆時(shí)針到底，即使給定器輸出為零；合上電源開關(guān)，觀察并記錄=90、120、150時(shí)電路中ud、uT波形，并記錄相應(yīng)的Ud、Uct數(shù)值于上表中。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）畫出電路的移相特性Ud=f ()；（2）畫出觸發(fā)電路的傳輸特性=f（Uct）；（3）畫出=30、60、90、120、150時(shí)的整流電壓ud和晶閘管兩端電壓uT的波形；（4）簡(jiǎn)單分析模擬故障現(xiàn)象。當(dāng)1號(hào)出故障的時(shí)候，也就是脈沖丟失，導(dǎo)致晶閘管不能正常換向，保持繼續(xù)導(dǎo)通，直到下半個(gè)周期，是電源瞬時(shí)電壓和電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)順向串接，造成短路九、注意事項(xiàng)（1）雙蹤示波器兩個(gè)探頭的地線端應(yīng)接在電路的同電位點(diǎn)，以防通過兩探頭的地線造成被測(cè)量電路短路事故。示波器探頭地線與外殼相連,使用時(shí)應(yīng)注意安全。（2）為了防止過流,能順利地完成從整流到逆變的過程，應(yīng)先將