实验六  单相桥式全控整流及有源逆变电路实验

一、实验目的

(1)加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理。

(2)研究单相桥式变流电路整流的全过程。

(3)研究单相桥式变流电路逆变的全过程，掌握实现有源逆变的条件。

(4)掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。

二、实验所需挂件及附件

三、实验线路及原理

图3-5为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用滑线变阻

器，接成并联形式，电抗L_d用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。触发电路采用DJK03组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。

图3-6为单相桥式有源逆变原理图，三相电源经三相不控整流，得到一个上负下正的直流电源，供逆变桥路使用，逆变桥路逆变出的交流电压经升压变压器返馈回电网。“三相不控整流”是DJK10上的一个模块，其“心式变压器”在此做为升压变压器用，从晶闸管逆变出的电压接“心式变压器”的中压端Am、Bm，返回电网的电压从其高压端A、B输出，为了避免输出的逆变电压过高而损坏心式变压器，故将变压器接成Y/Y接法。图中的电阻R、电抗L_d和触发电路与整流所用相同。

有关实现有源逆变的必要条件等内容可参见电力电子技术教材的有关内容。

 

图3-5  单相桥式整流实验原理图

 

图3-6  单相桥式有源逆变电路实验原理图

四、实验内容

(1)单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。

(2)单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。

(3)有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。

五、预习要求

(1)阅读电力电子技术教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容。

(2)阅读电力电子技术教材中有关有源逆变电路的内容，掌握实现有源逆变的基本条件。

六、思考题

实现有源逆变的条件是什么?在本实验中是如何保证能满足这些条件?

七、实验方法

(1)触发电路的调试

将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线

电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。

将控制电压U_ct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，观察同步电压信号和“6”点U₆的波形，调节偏移电压U_b(即调RP3电位器)，使α=150°。

将锯齿波触发电路的输出脉冲端分别接至全控桥中相应晶闸管的门极和阴极，注意不要把相序接反了，否则无法进行整流和逆变。将DJKO2上的正桥和反桥触发脉冲开关都打到“断”的位置,并使U_lf和U_lr悬空，确保晶闸管不被误触发。

(2)单相桥式全控整流

按图3-5接线，将滑线变阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持U_b偏移电压不变(即RP3固定)，逐渐增加U_ct（调节RP2），在α=0°、30°、60°、90°、120°时，用示波器观察、记录整流电压U_d和晶闸管两端电压U_vt的波形，并记录电源电压U₂和负载电压U_d的数值于下表中。

计算公式:U_d＝O.9U₂(1+cosα)/2

(3)单相桥式有源逆变电路实验

按图3-6接线，将滑线变阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持U_b偏移电压不变(即RP3固定)，逐渐增加U_ct（调节RP2），在β=30°、60°、90°时，观察、记录逆变电流I_d和晶闸管两端电压U_vt的波形，并记录负载电压U_d的数值于下表中。

(4)逆变颠覆现象的观察

调节U_ct,使α=150°，观察U_d波形。突然关断触发脉冲（可将触发信号拆去），用双踪慢扫描示波器观察逆变颠覆现象，记录逆变颠覆时的U_d波形。

八、实验报告

(1)画出α=30°、60°、90°、120°、150°时U_d和U_VT的波形。

(2)画出电路的移相特性U_d=f(α)曲线。

(3)分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆后会产生的后果。

九、注意事项

(1) 参照实验四的注意事项

(2)在本实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极

和阴极，此时,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的

开关拨向“断”的位置，并将U_lf及U_lr悬空，避免误触发。

(3)也可以将心式变压器放在逆变输出与电源电压之间。

(4)单相全控整流及有源逆变实验也可以用DJK02内部的集成触发脉冲来完成实验，这样的话，DJK03挂件可去掉，但同时要增加DJK06，利用其给定提供DJK02上的U_ct。

(5)为了保证从逆变到整流不发生过流，其回路的电阻R应取比较大的值，但也要考虑到晶闸管的维持电流。

第二篇：实验4 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

实验四  三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

1．实验目的

(1)了解三相全控桥式整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻—电感性负载时的整流输出电压u_d、电流i_d、晶闸管承受的电压u_VT的波形及工作情况。

(2)了解三相全控桥式有源逆变电路的工作原理，研究在不同的控制角时输出的 电压电流波形。

2．实验设备及仪器

(1)  MCL-Ⅱ型电机控制教学实验台主控制屏；

(2)  MCL-18控制和检测单元及过流过压保护组件；

(3)  MCL-33触发电路及晶闸管主回路组件；

(4)  MEL-03三相可调电阻器组件（900W，0.41A）；

(5)  MEL-05波形测试及开关板组件；

(6) 双踪示波器；

(7) 万用电表；

3．注意事项

(1)  整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序；

(2)  整流电路的负载电阻不宜过小，应使i_d不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大保证i_d超过0.1A，避免晶闸管时断时续；

(3)  正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。

4．实验步骤

1)        按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常

a.   用示波器观察MCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲。

b.   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。

c.   用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅值为1V—2V的脉冲。

d.   调节MCL-33上锯齿波偏移电压，使U_ct=0时，触发脉冲滞后同步信号180°（即a=150°）。

e.   “交流电源输出调节”旋钮逆时针调到底，主回路串联电阻RP调至最大。

2)  研究三相桥式可控整流电路供电给阻感性负载时的工作情况：

a)   将开关S拨向左侧，接通主电源，顺时针旋转三相调压器，调节主控制屏输出电压、、，从0V调至220V；

b)        将MCL-18组件上的开关S₁拨至正给定，S₂拨至给定；调节MCL—18上的脉冲移相电位器RP1旋钮，改变控制电压Uct，观察在不同控制角a时的u_d、i_d、u_VT的波形；

c)   记录a=30°、a=60°时u_d、i_d、u_VT的波形。

d)   记录完成后，将MCL—18上的脉冲移相电位器RP1旋钮调节到零、将“交流电源输出调节”旋钮逆时针调到底，然后关闭电源。

3)  研究三相桥式可控整流电路工作在有源逆变状态下的工作情况

a)   断开电源开关后，将开关S拨向右侧，调节U_ct，使a仍为150^O左右。

b)   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、、，从0V调至220V；

c)        改变控制电压Uct，观察在不同控制角a时的u_d、i_d、u_VT的波形；

d)   记录a=90°、120°、150时u_d、i_d、u_VT的波形。

e)   记录完成后，将MCL—18上的脉冲移相电位器RP1旋钮调节到零、将“交流电源输出调节”旋钮逆时针调到底，然后关闭电源。

(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，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察并记录此时的u_d波形。

5．实验报告

1．画出三相桥式全控整流电路时，a角为30^O、60^O、时的u_d、i_d、u_VT波形；

2．画出三相桥式有源逆变电路时，a角为150^O、120^O、90^O 时的u_d、i_d、u_VT波形；

3．画出故障情况下，u_d  波形；

6．思考

分析模拟故障现象；

                                                      三相桥式整流及有源逆变电路实验