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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MA TLAB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R p用滑线变阻器，接成并联形式，电感L b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A m、B m、C m，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：U d=2.34U2cosα（0~60°）U d=2.34U2[1+cos(α+π)](60°~120°)三相桥式有缘逆变电路计算公式如下：U d=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R s，为了消除模块中的缓冲电路，可以缓冲电阻R s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C s的参数设定为inf。
西安文理学院机械电子工程系课程设计报告专业班级自动化课程电力电子技术题目三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计学号 000000000204 学生姓名 weitor 指导教师2010年 12月西安文理学院机械电子工程系课程设计任务书学生姓名专业班级学号指导教师职称讲师教研室自动化课程《电力电子技术》题目三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计任务与要求任务:在已学的《电力电子技术》课程后, 为了进一步加强对整流和有源逆变电路的认识。
可设计一个三相全控桥式整流电路及有源逆变电路。
分析两种电路的工作原理及相应的波形。
通过电路接线的实验手段来进行调试,绘制相关波形图要求:a. 要有设计思想及理论依据b. 设计出电路图即整流和有源逆变电路的结构图c. 计算晶闸管的选择和电路参数d. 绘出整流和有源逆变电路的 u d (t、 i d (t、 u VT (t的波形图e. 对控制角α和逆变β的最小值的要求开始日期 2010.12.21 完成日期 2010.12.31 2010年 12月 21日设计题目三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计一.设计目的1.更近一步了解三相全控桥式整流电路的工作原理,研究全控桥式整流电路分别工作在电阻负载、电阻—电感负载下 Ud, Id及 Uvt 的波形,初步认识整流电路在实际中的应用。
2.研究三相全控桥式整流逆变电路的工作原理,并且验证全控桥式电路在有源逆变时的工作条件,了解逆变电路的用途。
二.设计理念与思路晶闸管是一种三结四层的可控整流元件,要使晶闸管导通,除了要在阳极—阴极间加正向电压外, 还必须在控制级加正向电压, 它一旦导通后, 控制级就失去控制作用,当阴极电流下降到小于维持电流,晶闸管回复阻断。
因此,晶闸管的这一性能可以充分的应用到许多的可控变流技术中。
在实际生产中,直流电机的调速、同步电动机的励磁、电镀、电焊等往往需要电压可调的直流电源, 利用晶闸管的单向可控导电性能, 可以很方便的实现各种可控整流电路。
2三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告
一、实验目的
本次实验的目的是研究三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理，探讨电路结构和特性，并对实际应用进行探究。
二、实验原理
三相桥式全控整流及有源逆变电路是自主控制全三相调制半桥型整流，并用PGL线圈构成有源逆变电路，将全桥式整流和有源等效件结合，组成的智能放大型结构无功补偿电路。
独特的PGL（Pulse Generator and Logic）系统控制全桥式整流，实现有效的三相调制，并给消耗功率的用电仪表供电。
三、实验装置
本次实验主要使用德国LreUro制造的三相桥式全控整流及有源逆变电路装置，包括输出及控制模块、专用电源模块和保护模块等。
四、实验步骤
1.根据实验原理，组装实验电路。
2.检查电路的丝印和引脚序号是否完整，如有损坏，可以用万用表检查是否符合等电位要求。
3.使用专用电源模块向实验电路供电，将调制输出和有源输出供给恒定电压和频率。
4.测量三相电压输出电流，检查三相等电压，检验实验电路正常工作。
五、实验结果
实验中得出结论：三相桥式全控整流及有源逆变电路能够形成正确的三相输出，具有较高的调制率，输出电压、电流稳定，实际负载能有效的调制，满足有效的实际需求，可以用于智能放大型补偿系统。
三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一．实验目的1．熟悉MCL-31A,MCL-33组件。
2．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。
3．了解集成触发器的调整方法及各点波形。
二．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．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。
三．实验线路及原理实验线路如图4－9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。
三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。
四．实验所需挂件及附件序号1型号MCL—32A电源控制屏备注该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。
2MCL－31A低压电源和仪表该挂件包含“给定电源和±15V低压电源”等模块。
3MCL－33晶闸管主电路和触发电路等该挂件包含“晶闸管”、“二极管”“电感”、“触发电路”等几个模块。
4MEL—03三相可调电阻56MEL-02芯式变压器双踪示波器和万用表自备五．实验方法1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。
（1）打开MCL-31A电源开关，给定电压有电压显示。
（2）用示波器观察MCL-33的脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。
（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲600，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开关均拨到“接通”。
（5）将给定器输出Ug接至MCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使=150o。
2．三相桥式全控整流电路按图4－9接线，S拨向左边短接线端，将Rd调至最大(450)。
西南交通大学电力电子课程设计三相全控整流电路设计院系：电气工程系专业：电力机车及其自动化姓名：李哲旭班级：电车二班学号：2014121034目录第一章：绪论第二章：电路设计及其功能介绍第三章：仿真实现及其波形分析第四章：总结第一章：绪论整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它是一种将交流电变为直流电的电路，在工业技术上应用十分广泛。
主要用在直流电动机调速，发电机励磁调节，电镀，电解等各种工业生产领域。
整流电路形式多种多样，按照电路结构可分为桥式电路和零式电路；按组成器件可分为不可控、半控和全控三种。
按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
在此，我们着重讨论三相桥式全控整流电路！三相桥式整流电路是现代整流电路中应用最为广泛的，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。
把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。
整流器的输入端一般接在交流电网上。
为了适应负载对电源电压大小的要求，或者为了提高可控整流装置的功率因数，一般可在输入端加接整流变压器，把一次电压U1，变成二次电压U2。
由晶闸管等组成的全控整流主电路，其输出端的负载，我们研究是电阻性负载、电阻电感负载（如直流电动机的励磁绕组，滑差电动机的电枢线圈等）。
以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。
为此，只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚，就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间，这样负载上直流平均值就可以得到控制。
实验编号实验报告书实验项目：三相桥式全控整流及实验所属课程: 电力电子技术基础课程代码:面向专业: 自动化学院(系): 物理与机电工程学院自动化系实验室: 电机与拖动代号: 4262012年10 月20 日一、实验目的：1．熟悉MCL-01, MCL-02组件。
2．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。
3．了解集成触发器的调整方法及各点波形。
二、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．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。
三、实验主要仪器设备：1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—01组件。
3．MCL—02组件。
4．MEL-03可调电阻器。
5．MEL-02芯式变压器6．二踪示波器7．万用表三相桥式全控整流及有源逆变电路实验线路图及接线图四、实验示意图：五、实验有关原理及原始计算数据，所应用的公式：三相桥式全控整流电路的原理一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。
一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。
（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：1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60︒。
2)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︒。
3)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）Ud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：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发（常用）（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。
三相桥式全控整流电路实质上是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联。
在任何时刻都必须有两个晶闸管导通才能形成导电回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，另一个晶闸管是共阳组的。
一、实验背景整流是指将交流电变换为直流电的变换，而将交流电变换为直流电的电路称为整流电路。
整流电路是四种变换电路中最基本的变换电路，应用非常广泛。
对于整流电路，当其带不同负载情况下，电路的工作情况不同。
此外，可控整流电路不仅可以工作在整流状态，即将交流电能变换为直流电能，还可以工作在逆变状态，即将直流电能变换为交流电能，称为有源逆变。
在工业中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路（Three Phase Full Bridge Converter），它是由两个三相半波可控整流电路发展而来。
该次试验即是针对三相桥式全控整流电路而展开的一些较为简单的学习与研究。
二、实验原理三相桥式全控整流及有源逆变该次实验连接电路图如下图所示整流有源逆变控制信号初始化约定：，，整流，，逆变，，临界注意事项：在接主电路过程中，晶闸管接入双刀双闸开关时一定要注意正负极必须正确匹配。
电容器用于吸收感性电流引起的干扰，使得示波器显示的波形更加标准、清晰。
双刀双掷开关在切换时主回路必须断电，否则很可能因切换时拉出电弧而损坏设备。
（一）整流电路1、整流的概念把交流电变换为直流电的变换称为整流（Rectifier），又叫AC-DC变换（AC-DC Converter）。
整流电路是一种把交流电源电压转换成所需的直流电压的电路。
AC-DC变换的功率流向是双向的，功率流向由交流电源流向负载的变换称之为“整流”，功率流向由负载流向交流电源的变换称之为“有源逆变”。
采用晶闸管作为整流电路的主控器件，通过对晶闸管触发相位的控制从而达到控制输出直流电压的目的，这样的电路称之为相控整流电路。
2、整流电路的分类（1）按电路结构分类①半波整流电路：半波整流电路中每根电源进线流过单方向电流，又称为零式整流电路或单拍整流电路。
②全波整流电路：全波整流电路中每根电源进线流过双方向电流，又称为桥式整流电路或双拍整流电路。
（2）按电源相数分类①单相整流电路：又分为单脉波整流电路和双脉波整流电路。
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（900Ω，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。
=0时，触发脉冲滞后同步信号180︒d.调节MCL-33上锯齿波偏移电压，使Uct（即α=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UV U 、VW U 、WU U ，从0V 调至220V ；b) 将MCL-18组件上的开关S 1拨至正给定，S 2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α时的u d 、i d 、u VT 的波形；c) 记录α=30︒、α=60︒时u d 、i d 、u VT 的波形。
实验三、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的（1）加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
（3）了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
二、实验线路的构成及原理（1）DDS02主电路挂箱配置原理DDS02挂箱包括脉冲和熔断丝指示、晶闸管（I组桥、Ⅱ组桥）电路、电抗器等内容。
脉冲有无指示为方便实验中判断对应晶闸管上门阴极上是否正常，若正常，则指示灯亮，否则则不亮；同样熔断丝指示也是同理。
主要分I组桥和Ⅱ组桥分别指示。
晶闸管电路装有12只晶闸管、6只整流二极管。
12只晶闸管分两组晶闸管变流桥，其中VTl~VT6为正组桥(I组桥)，由KP5-8晶闸管元件构成，一般不可逆、可逆系统的正桥、交-直-交变频器的整流部分均使用正组元件；由VT1ˊ~VT6ˊ组成反组桥(Ⅱ组桥)，元件为KP5-12晶闸管，可逆系统的反桥、交-直-交变频器的逆变部分使用反组元件；同时还配置了6只整流二极管VDl~VD6，可构成不可控整流桥作为直流电源，元件的型号为KZ5-10。
所有这些功率半导体元件均配置有阻容吸收、熔丝保护，电源侧、直流环节、电机侧均配置有压敏电阻或阻容吸收等过电压保护装置。
电抗器为平波电抗器L，共有4档电感值，分别为50mH、100mH、200mH、700mH，1200 mH可根据实验需要选择电感值。
续流二极管为桥式整流实验时电路续流用，型号为KZ5-10；另外挂箱还配有一组阻容吸收电路。
（2）DDS03控制电路挂箱配置原理DDS03挂箱包括三相触发电路及功放电路、FBC+FA（电流反馈与过流保护）、G（给定器）等内容。
面板上部为同步变压器，其连线已在内部接好，连接组为△/Y-1.可在“同步电源观察孔”观察同步电源的相位。
三相触发电路（GT）及功放电路（AP）包括有GTF正组（I组）触发脉冲装置和GTR 反组（Ⅱ组）触发脉冲装置，分别通过开关连至VF正组晶闸管和VR反组晶闸管的门极、阴极。
三相桥式全控整流电路仿真实验报告实验报告书实验项目：三相桥式全控整流及实验所属课程: 电力电子技术基础面向专业: 自动化学院(系): 物理与机电工程学院自动化系实验室: 电机与拖动代号: 4262012年 10 月 20 日一、实验目的：1．熟悉MCL-01, MCL-02组件。
2．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。
3．了解集成触发器的调整方法及各点波形。
第 2 页二、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．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。
三、实验主要仪器设备：1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—01组件。
3．MCL—02组件。
4．MEL-03可调电阻器。
5．MEL-02芯式变压器6．二踪示波器7．万用表三相桥式全控整流及有源逆变电路实验线路图及接线图五、实验有关原理及原始计算数据，所应用的公式：三相桥式全控整流电路的原理一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。
一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。
（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：1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60。
2)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。
3)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）Ud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：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发（常用）（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。
三相桥式全控整流电路实质上是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联。
在任何时刻都必须有两个晶闸管导通才能形成导电回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，另一个晶闸管是共阳组的。
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告实验目的：1.熟悉三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的工作原理；2.学习三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的控制方法；3.通过实验验证三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的性能。
实验器材：1.三相交流电源；2.三相桥式全控整流电路电路板；3.电阻箱；4.示波器。
实验原理：三相桥式全控整流电路是一种常见的电力电子设备，用于将三相交流电转换为直流电。
其基本原理是通过控制整流桥中的晶闸管开通角和关断角，控制电路中负载电流的方向和大小，从而实现对电流的整流和调节。
有源逆变电路是一种将直流电转换为交流电的电力电子设备。
其基本原理是通过控制逆变桥中的晶闸管开通角和关断角，控制电路中负载电流的方向和大小，从而实现对电流的逆变和调节。
实验过程：1.将三相交流电源连接到三相桥式全控整流电路电路板；2.根据实验要求调节电源电压和频率；3.设置适当的负载电阻；4.通过控制触发电路，控制晶闸管的开通和关断；5.使用示波器观察和记录整流电流和电压波形。
实验结果：根据实验数据和示波器观察结果，整流电流和电压波形基本符合预期，呈现出期望的整流和调节性能。
实验结论：通过本次实验，我们深入理解了三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的工作原理和控制方法。
同时，我们也验证了这两种电路的性能和实际应用。
这项实验的结果对于电力电子技术的学习和应用具有重要意义，为我们掌握和应用电力电子技术提供了实验基础和理论指导。
同时，通过实验的过程，我们也提高了实验操作的能力和实验数据处理的技巧。
总结：本次实验对于我们理解和掌握电力电子技术中的三相桥式全控整流电路和有源逆变电路的工作原理、控制方法和性能具有重要意义。
通过实验，我们不仅加深了对电力电子技术的理解，提高了实验操作的能力，还培养了我们的团队合作精神和实验数据处理的技巧。
通过本次实验的学习，我们对于电力电子技术的应用和发展有了更加深入的了解，相信在今后的学习和工作中，我们将能够更好地应用电力电子技术解决实际问题，为电力电子技术的发展做出更大的贡献。
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实验报告课程名称：现代电力电子技术实验项目：三相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验时间：实验班级：总份数：指导教师：***自动化学院电力电子实验室二〇〇年月日广东技术师范学院实验报告学院：自动化学院专业：电气工程及其自动化班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：电力电子实验室实验日期：指导教师签名：预习情况操作情况考勤情况数据处理情况实验（二）项目名称：三相桥式全控整流及有源逆变电路实验1. 实验目的和要求(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。
2. 实验原理实验线路如图3-13及图3-14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控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
集成触发电路的原理可参考1-3节中的有关内容，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。
图3-13 三相桥式全控整流电路实验原理图在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，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。
图中的R均使用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式；电感Ld在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。
3. 主要仪器设备序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2 DJK02 晶闸管主电路3 DJK02-1三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”,“正反桥功放”等几个模块。
4 DJK06 给定及实验器件该挂件包含“二极管”等几个模块。
5 DJK10 变压器实验该挂件包含“逆变变压器”以及“三相不控整流”。
电力电子技术课程设计报告有源逆变电路的设计姓名学号年级20级专业电气工程及其自动化系（院）指导教师2012年12 月10 日课程设计任务书课程《电力电子技术》题目有源逆变电路的设计引言任务：在已学的《电力电子技术》课程后，为了进一步加强对整流和有源逆变电路的认识。
可设计一个三相全控桥式整流电路及有源逆变电路。
分析两种电路的工作原理及相应的波形。
通过电路接线的实验手段来进行调试，绘制相关波形图要求：a. 要有设计思想及理论依据b. 设计出电路图即整流和有源逆变电路的结构图c. 计算晶闸管的选择和电路参数d. 绘出整流和有源逆变电路的u d(t)、i d(t)、u VT(t)的波形图e. 对控制角α和逆变β的最小值的要求设计题目三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计一．设计目的1．更近一步了解三相全控桥式整流电路的工作原理，研究全控桥式整流电路分别工作在电阻负载、电阻—电感负载下Ud, Id及Uvt的波形，初步认识整流电路在实际中的应用。
2．研究三相全控桥式整流逆变电路的工作原理，并且验证全控桥式电路在有源逆变时的工作条件，了解逆变电路的用途。
二．设计理念与思路晶闸管是一种三结四层的可控整流元件，要使晶闸管导通，除了要在阳极—阴极间加正向电压外，还必须在控制级加正向电压，它一旦导通后，控制级就失去控制作用，当阴极电流下降到小于维持电流，晶闸管回复阻断。
因此，晶闸管的这一性能可以充分的应用到许多的可控变流技术中。
在实际生产中，直流电机的调速、同步电动机的励磁、电镀、电焊等往往需要电压可调的直流电源，利用晶闸管的单向可控导电性能，可以很方便的实现各种可控整流电路。
当整流负载容量较大时，或要求直流电压脉冲较小时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源提供。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。
三相半波可控电路只用三只晶闸管，接线简单，但晶闸管承受的正反向峰值电压较高，变压器二次绕组的导电角仅120°，变压器绕组利用率较低，并且电流是单向的，会导致变压器铁心直流磁化。
而采用三相全控桥式整流电路，流过变压器绕组的电流是反向电流，避免了变压器铁芯的直流磁化，同时变压器绕组在一个周期的导电时间增加了一倍，利用率得到了提高。
逆变是把直流电变为交流电，它是整流的逆过程，而有源逆变是把直流电经过直-交变换，逆变成与交流电源同频率的交流电反送到电网上去。
逆变在工农业生产、交通运输、航空航天、办公自动化等领域已得到广泛的应用，最多的是交流电机的变频调速。
另外在感应加热电源、航空电源等方面也不乏逆变电路的身影。
在很多情况下，整流和逆变是有着密切的联系，同一套晶闸管电路即可做整流，有能做逆变，常称这一装置为“变流器”。
三．关键词晶闸管，三相全控桥式，整流，有源逆变，波形四．设计主要设备1.MCL系列教学试验台主控制屏；2．NMCL-002电源控制屏；3.NMCL-001交直流仪表；4.NMCL-33触发电路和晶闸管主回路；5.NMEL-03三相电阻器；6.NMEL-05开关板；7.NMCL-331平波电抗器；8.双踪示波器；9.万用电表。
五．设计电路图及工作原理1.电路结构三相全控桥式整流电路是利用晶闸管的单向可控导电性能，实现直流电变交流电，电路结构采用共阴极接法的三相半波（VT1,VT3,VT5）和共阳极接法的三相半波（VT4,VT6,VT2）的串联组合，由于共阴极组在正半周导电，流经变压器的是正向电流；而共阳极组在负半周导电，流经变压器的是反向电流。
因此变压器绕组中没有直流磁通，且每相绕组正负半周都有电流通过，提高了变压器的利用率。
共阴极组的输出电压是输入电压的正半周，共阳极组的输出电压是输入电压的负半周，总的输出电压是正负两个输出电压的串联。
电压型逆变电路有以下主要特点：1）直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻态。
2）由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗角情况不同而不同。
3）当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
1.4 三相电压型桥式逆变电路用三个单相逆变电路可以组合成一个三相逆变电路。
但在三相逆变电路中，应用最为广泛的还是三相桥式逆变电路。
采用IGBT 作为开关器件的三相电压型桥式逆变电路如图 3 所示，可以看成是由三个半桥逆变电路组成。
图 3 三相电压型桥式逆变电路电路的直流侧通常只有一个电容器就可以了，但为了方便分析，画作串联的两个电容器并标出假想中点N ′ 。
和单相半桥、全桥逆变电路相同，三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是180°导电方式，即每个桥臂的导电角度为180°，同一相（即同一半桥）上下两个臂交替导电，各相开始导电的角度以此相差120°。
这样，在任一瞬间，将有三个桥臂同时导通。
可能是上面一个臂下面两个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。
因为每次换流都是在同一相上逆变电路逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波，经低通滤波器滤波后，从而使负载上得到的实际电压为正弦波，逆变电路是由 4 个IGBT 管（VT1、VT2、VT3、VT4）组成的全桥式逆变电路组成，如图 2 所示。
+ VT1 VT2 直直电直VT4 L1 VT3 C 三三- 图2 逆变电路当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。
此外，逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的称为电流型 5 武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书逆变电路。
本次课程设计任务要求为电压型逆变电路的设计。
有源逆变是将直流电变成和电网同频率的交流电并送回到交流电网中去。
逆变的两个条件，一是要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压，因此主电路图采用了一个用整流二极管VD1~VD6组成三相不可控整流电路来提供一个直流电动势，为了保证其值大于变流电路直流侧的平均电压，应该给变流电路直流侧加一个变压器来满足条件；二是晶闸管的控制角ɑ>90°（即0<β<90°）,使Ud为负值。
只有同时满足这两个条件，才能实现逆变。
三相全控桥式整流及有源逆变主电路图700mHLUVWUVWVT1VT2VT3VT4VT5VT6G1G2G3G4G5G6UctUV图 12.电路工作原理⑴整流电路在上图所示的三相全控桥式整流电路中，设ωL>>Rd,在ɑ=0°时，其对应的各电压、电流波形如下图所示：根据晶闸管的导通条件可知，对共阴极组来说，哪相电位较其他两相高时，就触发该相晶闸管使其导通；对共阳极组来说，哪相的电位较其他两相低时，就触发该相晶闸管使其导通。
为保证整流电流id有通路，必须保证在同一时刻里共阴极组和共阳极组中各有一个晶闸管导通。
即电流的通路为：变压器二次绕组→共阴极组的某相→负载→共阳极的某相→变压器二次绕组。
整流输出电压为Ud=Ud1-Ud2其中，ud1为共阴极组输出电压瞬时值；ud2为共阳极组输出电压瞬时值。
如果共阴极组和共阳极组控制角相同，则两组整流电压平均值相等，三相全控桥式整流电路的整流电压应为三相半控时的两倍。
图 2在一个周期内，晶闸管的导通顺序为VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6。
在这里只分析ɑ=0°时的工作情况如上图所示，将一个周期相电压分为六个区间：①在ωt1～ωt2区间：U相电压最高，VT1被触发导通。
V相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压Ud=Uu-Uv=Uuv。
②在ωt2～ωt3区间：U相电压最高，VT1被触发导通。
W相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压Ud=Uu-Uw=Uuw。
③在ωt3～ωt4区间：V相电压最高，VT3被触发导通。
W相电压最低，VT2被触发导通，加在负载上的输出电压Ud=Uv-Uw=Uvw。
④在ωt4～ωt5区间：V相电压最高，VT3被触发导通。
U相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压Ud=Uv-Uu=Uvu。
⑤在ωt5～6ωt区间：W相电压最高，VT5被触发导通。
U相电压最低，VT4被触发导通，加在负载上的输出电压Ud=Uw-Uu=Uwu。
⑥在ωt6～ωt7区间：W相电压最高，VT5被触发导通。
V相电压最低，VT6被触发导通，加在负载上的输出电压Ud=Uw-Uu=Uwu。
⑵整流电路的工作特点①任何时候共阴极和共阳极组各有一个元件同时导通才能形成电流通路。
每个晶闸管导通角为120°；②共阴极组晶闸管VT1,VT3,VT5，按相序依次触发导通，相位相差120°，共阳极组晶闸管VT2，VT4,VT6,相位相差120°，也按相序依次触发导通，同一相得晶闸管相位差180°.③输出电压由六段电压组成，每周期脉动六次。
④晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，它至于晶闸管的导通情况有关，其波形由三段组成。
一段为零，两段为线电压。
晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。
⑤变压器二次绕组流过正、负两个方向的电流，消除了变压器的直流磁化，提高了利用率。
⑥对触发脉冲宽度的要求。
整流桥正常工作时，需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，常用的方法有两种：一种是宽脉冲触发，它要求触发脉冲的宽度大于60°；另一种是双窄脉冲触发，即触发一个晶闸管时，向小一个序号的晶闸管补发一个脉冲。
宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以采用双脉冲触发。
ɑ>0°时，晶闸管不在自然换相电换流，而是从自然换相点后移ɑ角度开始换流，工作过程与ɑ=0°基本相同。
电阻性负载ɑ≤60°时的Ud波形连续，ɑ>60°时Ud波形连续，ɑ=120°时，输出电压为零，因此三相全控桥式整流电路电阻性负载相移范围为0°～ 120°。
⑶逆变电路图 1为三相桥式有源逆变电路的原理图。
为满足逆变条件，左端桥式不可控整流电路为逆变提供了上正下负的电动势。
六．电路调试1.校正双踪示波器，两个探头同时夹在示波器自带的方波发生器上，如果方波的正负面积相等，则示波器正常，否则就要校正好示波器。
2.按电路原理图接线，未上主电源前，检查电源相序及晶闸管的脉冲是否正常。
⑴．打开NMCL-002电源开关，给定电压有电压显示。
⑵．确定电源相序——双踪示波器法。
