实验七  三相桥式全控整流电路实验

一、实验目的  

了解三相桥式全控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载，电阻电感性负载，反电动势负载时的工作情况。

二、实验所需挂件及附件

1. 电源控制屏

2. 三相晶闸管触发电路

3. 双踪示波器，万用表

4. 晶闸管主电路

5. 可调电阻，电感等

三、实验原理

1、电阻性负载

 图7-1  三相桥式全控整流电路（电阻性负载）及波形

    阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）称为共阳极组。共阴极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1，VT3，VT5，共阳极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4，VT6，VT2。晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。 表示各晶闸管从其自然换相点开始触发，得到的输出电压波形为其线电压的包络线。

   图7-2  三相桥式全控整流电路（电阻性负载）时波形

    从图可以看出，当时，u_d波形连续，对于电阻负载，i_d波形与u_d波形形状一样，也连续，每管工作120° ，每间隔60°有一管换流。

60°为波形连续和不连续的分界点。a>60°，由于对应线电压的过零变负，非同一相的共阴极组和共阳极晶闸管串联承受负压而关断，此时输出电压电流为零。负载电流断续，各晶闸管导通角小于120°。

    晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示：

三相桥式全控整流电路的特点：

（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。

（2）对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°。共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°。同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180°。

（3）u_d一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。

（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：单宽脉冲触发、双窄脉冲触发。

（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。

2. 阻感性负载

   时， u_d波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。区别在于i_d的波形可近似为一条水平线。

    时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。电阻负载时，u_d波形不会出现负面积，阻感负载时，u_d波形会出现负面积，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α 角移相范围为。

图7-3  三相桥式全控整流电路（阻感性负载）时波形

图7-4 三相桥式全控整流电路（阻感性负载）时波形

     当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载时）的平均值为：

 

带电阻负载且时，整流电压平均值为：

 

   输出电流平均值为 ：

四、实验内容

 三相桥式全控整流电路用了六只晶闸管，共阴极组为,共阳极组为。图中R使用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式；电感L_d在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。

(1) 三相桥式全控整流电路接电阻性负载

触发电路调试正常后，按图7-5电路图接线。将电阻器调在最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压U_d、晶闸管VT两端电压U_VT的波形，调节电位器RP1，观察时U_d、U_VT的波形，并测量直流输出电压U_d和电源电压U₂，记录于下表中。

         图7-5 三相桥式全控整流电路实验原理图

(2) 三相桥式全控整流电路接电阻电感性负载

将负载电阻R改成电阻电感性负载（由电阻器与平波电抗器L_d串联而成）。暂不接续流二极管VD1，保持电感量不变，改变R的电阻值,注意电流不要超过1A]情况下，观察并记录时的直流输出电压值U_d及U_VT的波形。

接入续流二极管VD1，重复上述实验，观察时U_d、U_VT的波形，并测量直流输出电压U_d和电源电压U₂，记录于下表中。

(3) 三相桥式全控整流电路接反电动势负载

要完成此实验还应加一只直流电动机。断开主电路，将负载改为直流电动机，接平波电抗器L_d，调节DJK06上的“给定”输出U_g使输出由零逐渐上升，直到电机电压额定值，用示波器观察并记录不同时输出电压U_d和电动机电枢两端电压U_a的波形。

五、注意事项

   整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序，必须一一对应。

六、实验报告要求

(1)填写表格中要求的各实验数据。

(2)记录时，电阻性负载和电阻电感性负载的U_d、U_VT波形。

(3)分析实验中出现的现象，写出体会。

第二篇：实验二 三相桥式全控整流电路

实验二 三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路主回路

接线图如图所示。

完整的三相桥式全控整流电路

由整流变压器，6个桥式连接的晶闸

管、负载、触发器和同步环节组成。             三相桥式全控整流电路原理图

六个晶闸管依次相隔60°触发，将电源交流电整流为直流电。

三相桥式整流电路的仿真使用了MATLAB模型库中的三相桥和触发集成模块，建立该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型，设置模型参数和观测仿真结果等几个主要阶段，叙述如下：

1. 建立仿真模型

（1）首先建立一个仿真的新文件，命名为threephase。

（2）提取电路与器件模块，组成上述电路的主要元件有交流电源，晶闸管、RLC负载等。其元器件名称及提取路径如表2所示

表2 三相整流电路模型主要元器件

（3）建立三相桥式整流电路仿真模型

 

图3-12 三相桥式整流电路仿真模型

2. 设置各项仿真参数

设定此电路为电阻负载(R的值为10Ω、a=30°。)

设置模型参数如下：

 1) 电源参数设置：三相电源的电压峰值为220V×，可表示为“220*sqrt（2)”，频率为50Hz，相位分别为0、-120°、-240°。

 2) 整流变压器参数设置：一次绕组联结(winding 1 connection)选择Delta（D11)，线电压为=220V×=380V；二次绕组联结(winding 2 connection)选择Y，线电压为100V×=173V，在要求不高时变压器容量、互感等其他参数保持默认不变。

3）同步变压器参数设置：一次绕组联结(winding 1 connection)选择Delta（D11)，线电压为380V；二次绕组联结(winding 2 connection)选择Y，线电压为15V，其他参数保持默认不变。

4）三相晶闸管整流器参数设置：使用默认值。

5）6脉冲发生器设置：频率为50Hz，脉冲宽度取1°，取双脉冲触发方式。

6) 触发角设置：给定alph设置为30°。

3．仿真并观察结果。设置仿真时间0.06s，数值算法采用ode15。启动仿真得到波形图。

（与单相半波可控整流分析过程一样）