三相桥式全控整流和有源逆变电路实验

课程名称：________电力电子技术______指导老师：____成绩：__________________ 实验名称：_三相桥式全控整流和有源逆变电路实验 _实验类型：_____同组学生姓名： 一、实验目的 二、实验原理 三、实验接线图 四、实验设备 五、实验步骤 六、实验数据记录 七、实验数据分析 八、实验结果或结论

一、实验目的

(1)熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。 (2)了解集成触发器的调整方法及各点波形。

二、实验原理

实验线路如下图所示。主电路由三相全控变流电路及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、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)观察整流状态下模拟电路故障现象时的波形。

三相桥式全控整流及有源逆变电路图

四、实验器材

(1)MCL现代运动控制技术实验台主控屏。

(2)给定、零速封锁器、速度变换器、速度调节器、电流调节器组件挂箱。 (3)三相芯式变压器。 (4)滑线变阻器。 (5)双踪记忆示波器。 (6)数字式万用表。

五、操作方法和实验步骤

1、接线与调试

(1)上图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。打开电源开关，给定电压Ug有电压显示。 (2)用示波器观察双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60°的幅度相同的双脉冲。

(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60°，则相序正确，否则，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按键设置到“接通”。

(5)将给定器输出Ug 接至Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使a=150o。此时的触发脉冲波形如下图所示。

触发脉冲与锯齿波的相位关系

2、三相桥式全控整流电路

(1)按图4-7接线，将开关“S”拨向左边的短接线端，给定器上的“正给定”输出为零(逆时针旋到底)；合上主电路开关，调节给定电位器，使α角在30°～90°范围内调节（α角度可由晶闸管两端电压uT波形来确定），同时，根据需要不断调整负载电阻Rd，使得负载电流Id保持在0.5A左右(注意Id不得超过1A)。用示波器观察并记录α=30°，60°，90°时的整流电压ud和晶闸管两端电压uT的波形，并记录相应的Ud、Uct数值于下表中。

α U2 Ud Ud(计算值)

计算公式

30 62 116 125.6 60 62 75 72.5 90 62 -4 0 120 62 -76 -72.5 150 62 -122 -125.6 (2)模拟故障现象

当α=60°时，将示波器所观察的晶闸管的触发脉冲按扭开关拨向“脉冲断”位置，模拟晶闸管失去触发脉冲的故障，观察并记录这时的ud、uT的变化情况。 3、三相桥式有源逆变电路

断开主电源开关后，将开关“S”拨向右边的不控整流桥端。调节给定电位器逆时针到底，即给定器输出为零；合上电源开关，观察并记录α=90°，120°，150°时电路中ud、uT的波形，并记录相应的Ud、Uct数值于上表中。

六、实验数据记录和处理

(1)画出电路的移相特性Ud=f(α)。

由实验数据所得的Ud=f(α)如下所示：

蓝线为理论Ud

橙色线为实际Ud。基本吻合。

(2)画出α=30°，60°，90°、120°、150°时的整流电压ud和晶闸管两端电压uT的波形。α=30°：

α=30° α=60°

α=90°： α=120°：

α=150°：

(3)简单分析模拟故障现象。

α=60°：正常工作时情况如下： 其中一相失去脉冲的情况：

可以看出，由于晶闸管触发脉冲其中一相丢失（实验中去除第六相），这样导致有两个晶闸管不工作，输出电压Ud缺一相，平均电压减小，Ud从75V变为57V，波形变差。

桥式整流必须要两个晶闸管同时导通，而去掉一路触发之后该路晶闸管不工作，无整流波形输出。

五、思考题

(1)如何解决主电路和触发电路的同步问题?本实验中，主电路三相电源的相序能任意确定吗?

从同一个三相电源接出两路，一路接到整流变压器，由整流变压器得到主电路电压，这就是晶闸管两端电压；而另一路接到同步变压器，通过同步变压器再结合阻容滤波器得到触发电路的输入电压。通过整流变压器连接组与同步变压器连接组配合，再结合阻容滤波器产生的移相效应得到相匹配的主电路电压和触发脉冲。

不能，因为采用宽脉冲触发或双窄脉冲触发，而本实验采用的是双窄脉冲触发不能任意确定三相电源相序，因为三相全控整流电路由六只晶闸管控制，按一定顺序导通。若三相电源相序发生变化，触发脉冲无法同步，则电路不能正常工作。

(2)本实验中，在整流向逆变切换时，对α角有什么要求?为什么? 整流时，α角要小于90°

逆变时，α角要大于90°，因为只有这样，才有Ud=Ud0(α=0时的Ud值)*cosα<0,从而使变流电路工作在逆变状态，实现逆变功能。

此外α要小于180°，防止逆变颠覆。

七、讨论、心得

1．确定α角需要十分小心，最好实时测量，并观测对应Ud值是否符合理论值。

2. 逆变实验时，我们发现，波形U=0和实际的地线相差很多，仔细检查了连线，发现并没有问题，后来才发现是示波器的地线没有接好，这也导致了波形不平滑，整流的数据有误，再次测量，果然波形变得好了许多。