实验三 三相桥式全控整流电路实验

实验一 三相桥式全控整流

一、实验目的

（1）加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理

（2）了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形

（3）掌握三相桥式全控整流电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。

二、实验原理

实验电路如图所示。主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不可控整流电路组成，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。

途中的Rp用滑线变阻器，接成并联形式，电感Lb选用700mH。在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不可控整流机心式变压器可在实验装置上获得，其中心式变压器用作升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am、Bm、Cm，返回电网的电压从高压端A、B、C输出，变压器接成Y/Y接法。

三相桥式全控整流电路的计算公式如下：

Ud=2.34U2cosα（0~60°）

Ud=2.34U2[1+cos(α+π)](60°~120°)

三相桥式有缘逆变电路计算公式如下：

Ud=2.34U2cos(180°-β)

三、实验内容

（1）三相桥式全控整流电路了

（2）三相桥式有缘逆变电路

（3）在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障（认为模拟）时观测主电路的各电压波形。

四、实验仿真

带电阻性负载的仿真

三相桥式全控整流系统模型图 启动MATLAB，进入SIMULINK后新建文档，绘制三相桥式全控整流系统模型，如图所示。双击各模块，在出现的对话框设置相应的参数。

（1）交流电压源的参数设置：三相电源的相位互差120°，设置交流峰值相电压为100V、频率为60Hz

（2）负载的参数设置：R=45Ω，L=0H，C=inf

（3）通用变换器桥参数设置：本例中设置桥的结构为三相，缓冲电阻Rs，为了消除模块中的缓冲电路，可以缓冲电阻Rs的参数设定为inf。缓冲电容Cs，单位为F，为了消除模块中的缓冲电路，可将缓冲电容Cs的参数设定为inf。电力电子器件选择通用变换器桥中使用的电力电子的类型。内电阻Ron单位为Ω，通用变换器中使用的是功率电子元件的内电阻，Ron=1e-3（1×10-3）。内电感Lon，单位为H，变换桥中使用的是二极管、晶闸管、MOSFET灯功率电子元件的内电感。

摘要

整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。

关键词：整流，变压，触发，过电压，保护电路目 录

第1章 三相桥式整流原理 ......................................................................................... 3

第2章 系统主电路 ..................................................................................................... 4

2.1 三相全控桥的工作原理.................................................................................. 4

2.2阻感负载时的波形分析................................................................................... 4

第3章 触发电路设计 ............................................................................................... 6

三相桥式全控整流电路

⽬录

摘要 (1)1 概述 (2)

2 三项桥式全控整流电路 (3)

2.1电阻性负载 (3)

2.1.1 ⼯作原理 (3)

2.2 感性负载 (5)

2.2.1 原理 (5)

3仿真 (7)

3.1 MATLAB 介绍 (7)

3.2 电路仿真模型建⽴和参数设置 (8)

3.2.1 三相桥式全控整流电路的分析 (8)

3.3三相桥式整流电路的仿真 (8)

3.3.1 带阻感性负载的仿真 (8)

3.4 仿真设置及仿真结果 (14)

3.5 带阻感性负载三相桥式全控整流电路的仿真分析 (15)

3.6 纯电阻负载三相桥式全控整流电路的仿真 (18)

⼩结 (19)

参考⽂献 (20)

带电阻负载的三相桥式全控整流电路设

计

摘要

整流电路就是把交流电能转换成直流电能的电路。⼤多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器组成。它在直流电机的调速、发电机的激励调节电解、电镀等领域得到⼴泛应⽤。整流电路主要有主电路、滤波器、变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多⽤硅整流⼆极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路和负载之间，⽤于滤除波动直流电压中的交流部分。变压器设置与否视情况⽽定。变压器的作⽤是实现交流输⼊电压与直流输出电压间的匹配以及交流电⽹与整流电路间的电隔离。整流电路的种类有很多，半波整流电路、单项桥式半控整流电路、单项桥式全控整流电路、三项桥式半控整流电路、三项桥式全控整流电路。

关键词：整流、变压、触发、电感1 概述

在电⼒系统中，电压和电流应是完好的正弦波．但是在实际的电⼒系统中，由于⾮线性负载的影响，实际的电⽹电压和电流波形总是存在不同程度的畸变，给电⼒输配电系统及附近的其它电⽓设备带来许多问题，因⽽就有必要采取措施限制其对电⽹和其它设备的影响。随着电⼒电⼦技术的迅速发展，各种电⼒电⼦装置在电⼒系统、⼯业、交通、家庭等众多领域中的应⽤⽇益⼴泛，⼤量的⾮线性负载被引⼊电⽹，导致了⽇趋严重的谐波污染．电⽹谐波污染的根本原因在于电⼒电⼦装置的开关⼯作⽅式，引起⽹侧电流、电压波形的严重畸变．⽬前，随着功率半导体器件研制与⽣产⽔平的不断提⾼，各种新型电⼒电⼦变流装置不断涌现，特别是⽤于交流电机凋速传动的变频器性能的逐步完善，为⼯业领域节能和改善⽣产⼯艺提供了⼗分⼴阔的应⽤前景．相关资料表明，电⼒电⼦装置⽣产量在未来的⼗年中将以每年不低于10％的速度递增，同时，由这类装置所产⽣的⾼谐谐波约占总谐波源的70％以上。

电力电子实验报告

———————————————————————————————— 作者：

———————————————————————————————— 日期：

实验一 SCR（单向和双向）特性与触发实验

一、实验目的

1、了解晶闸管的基本特性。

2、熟悉晶闸管的触发与吸收电路。

二、实验内容

1、晶闸管的导通与关断条件的验证。

2、晶闸管的触发与吸收电路。

三、实验设备与仪器

1、典型器件及驱动挂箱（DSE01）— DE01单元

2、触发电路挂箱Ⅰ（DST01）— DT02单元

3、触发电路挂箱Ⅰ（DST01）— DT03单元（也可用DG01取代）

4、电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01） 或“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”— DP01单元

5、逆变变压器配件挂箱（DSM08）— 电阻负载单元

6、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器

四、实验电路的组成及实验操作

图1-1 晶闸管及其驱动电路

1、晶闸管的导通与关断条件的验证：

晶闸管电路面板布置见图1-1，实验单元提供了一个脉冲变压器作为脉冲隔离及功率驱动，脉冲变压器的二次侧有相同的两组输出，使用时可以任选其一；单元中还提供了一个单向晶闸管和一个双向晶闸管供实验时测试，此外还有一个阻容吸收电路，作为实验附件。打开系统总电源，将系统工作模式设置为“高级应用”。将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为220V；将“DT03”单元的钮子开关“S1”拨向上，用导线连接模拟给定输出端子“K”

和信号地与“DE01”单元的晶闸管T1的门极和阴极；取主电源“DSM00”单元的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的交流输入端子“U”和“L01”，交流主电源输出端“AC15V” 和“O” 分别接至整流桥输入端“AC1”和“AC2”，整流桥输出接滤波电容（“DC+”、“DC-”端分别接“C1”、“C2”端）；“DP01”单元直流主电源输出正端“DC+”接“DSM08”单元R1的一端，R1的另一端接“DE01” 单元单向可控硅T1的阳极，T1的阴极接“DP01”单元直流主电源输出负端“DC-”。闭合控制电路及挂箱上的电源开关，调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点输出电压为“0V”；闭合主电路，用示波器观测T1两端电压；调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点电压升高，监测T1的端电压情况，记录使T1由截止变为开通的门极电压值，它正比于通入T1门极的电流IG；T1导通后，反向改变“RP2”使“K”点电压缓慢变回“0V”，同时监测T1的端电压情况。断开主电路、挂箱电源、控制电路。将加在晶闸管和电阻上的主电源换成交流电源，即“AC15V”直接接“R1”一端，T1的阴极直接接“O”；依次闭合控制电路、挂箱电源、主电路。调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点电压升高，监测T1的端电压情况；T1导通后，反向改变“RP2”使“K”点电压缓慢变回“0V”，同时监测并记录T1的端电压情况。通过实验结果，参考教材相关章节的内容，分析晶闸管的导通与关断条件。实验完毕，依次断开主电路、挂箱电源、控制电路。