实验四 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

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。

实验四三相全桥有源逆变电路一、实验目的1.加深理解三相桥式有源逆变电路的工作原理2.研究三相桥式有源逆变电路逆变的全过程3.掌握三相全桥有源逆变电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。

二、预习内容要点三相全桥有源逆变电路带阻感性负载在α所取不同角度下的运行情况。

三、实验仿真模型三相全桥有源逆变电路四、实验内容及步骤对三相全桥有源逆变电路带阻感性负载在在α所取不同角度下的运行情况进行仿真并记录分析改变脉冲频率时的波形。

（1）器件的查找以下器件均是在MATLAB R2014a环境下查找的，其他版本类似。

有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找（2）三相对称正弦交流电源要求设置参数Um=50V、f=50Hz初相位依次为0°、-120°、-240°。

选择阻感性负载，R=2Ω，L=0.01H,C=inf仿真波形及分析α=30度时的波形α=60度时的波形α=90度时的波形α=120度时的波形α=150度时的波形仿真波形图从仿真结果可以看到α=30°和α=60°时，电路工作在整流状态，负载电压为正值，变流电路输出电压波形正面积大于负面积,平均电压大于零。

当α=120°和α=150°时，负载电压为正值，输出电压波形正面积大于负面积，平均电压为负，电路工作在逆变状态；α=90°时，电路工作在中间态平均电压为0。

五、实验总结采用Matlab/Simulink对三相半波有源逆变电路进行仿真分析,避免了常规分析方法中繁琐的绘图和计算过程,使得仿真运算更加方便快捷。

同时,能用示波器随时地观察仿真波，使得仿真更具有直观性，实性。

通过这次课题研究，激发我们学习电力电子技术的兴趣,使我对整流电路和逆变电路有了深刻的理解，提高了对MATLAB软件的操作能力。

应用Matlab/Simulink进行仿真,在仿真过程中可以灵活改变仿真参数,并且能直观地观察到仿真结果随参数的变化情况,适合电力电子技术的教学和研究工作。

三相桥式全控整流和有源逆变电路实验装线订装线订线线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实验名称：三相桥式全控整流和有源逆变电路实验姓名：(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。

计算公式(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实验名称：三相桥式全控整流和有源逆变电路实验姓名：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。

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．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型 号备 注1MCL—32A 电源控制屏该控制屏包含“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5MEL-02 芯式变压器6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)。

三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一．实验目的⒈熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。

⒉掌握三相桥式全控整流及有源逆变电路的调试方法。

二．实验设备⒈MCL﹣31低压控制电路及仪表。

⒉MCL﹣32电源控制屏。

⒊MCL﹣33触发电路及晶闸管主回路。

⒋MCL﹣35三相变压器。

⒌MEL﹣03三相可调电阻器。

⒍二极管及开关板。

⒎双踪示波器。

三．实验原理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。

6个晶闸管导通的顺序是按VT6–VT1 →VT1–VT2 →VT2–VT3 →VT3–VT4 →VT4–VT5 →VT5–VT6依此循环，每隔60°有一个晶闸管换相。

为了保证在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，采用了双脉冲触发电路，在一个周期内对每个晶闸管连续触发两次，两次脉冲前沿的间隔为60°。

三相桥式全控整流电路原理图如右图所示。

三相桥式全控整流电路用作有源逆变时，就成为三相桥式逆变电路。

由整流状态转换到逆变状态必须同时具备两个条件：一定要有直流电动势源，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平均电压；其次要求晶闸管的 ＞90°，使U d为负值。

三相桥式全控整流电路原理图四．实验内容⒈接线在实验装置断电的情况下，按三相桥式全控整流及有源逆变电路实验线路图及接线图进行接线。

图中的可调电阻器R p，选用MEL﹣03中的其中一组可调电阻器并联，R p的初始电阻值应调到最大值。

⒉触发电路调试将MCL﹣32电源控制屏的电源开关拨向“开”的位置，接通控制电路电源﹙红色指示灯亮﹚。

⑴检查晶闸管的触发脉冲是否正常。

用示波器观察MCL﹣33脉冲观察孔“1”～“6”，应有相互间隔60o，幅度相同的双脉。

⑵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。

实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验三相桥式全控整流因仪器设备损坏未做一．实验目的1．熟悉NMCL-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。

二．实验线路及原理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。

三．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．NMCL—33组件3．NMEL—03组件4．NMCL—31A组件5．NMCL—24组件6．双踪示波器（自备）7．万用表（自备）四．实验方法1．未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常（1）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。

（2）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。

（3）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U blf（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”。

（4）将NMCL—31的给定器输出U g接至NMCL-33面板的U ct端，调节偏移电压U b，在U ct=0时，使α=150o。

调α方法：用示波器同时观察同步电压观察的U相与脉冲观察及通断控制部分的一号脉冲比对调节，示波器地端接脉冲大控制的地端。

（注意：调α角时，控制回路脉冲放大控制两点连线一定断开）2．三相桥式全控整流电路（未做）按图4-2接线，并将R D调至最大(450Ω)。

变压器1u，1v，1w为变压器220v组，2u，2v，2w为63.8v组。

图4-1三相桥式全控整流电路主回路接线图调节U ct=0，合上主电源，按实验要求调节U ct，使α=30O，按图4-2接好控制回路。

用示波器观察记录α=30O时，整流电压u d=f（t），晶闸管两端电压u VT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。

实验十一三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。

(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。

二、实验所需挂件及附件序号型号备注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”。

6 D42 三相可调电阻7 双踪示波器自备8 万用表自备三、实验线路及原理实验线路如图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L d在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。

图3-14 三相桥式有源逆变电路实验原理图四、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)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障(人为模拟)时观测主电路的各电压波形。

五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关三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有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件。

实验四三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。

(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。

二、实验所需挂件及附件DJK01电源控制屏、DJK02晶闸管主电路、DJK02-1三相晶闸管触发电路、DJK06给定及实验器件、DJK10变压器实验、D42三相可调电阻、双踪示波器、万用表。

三、实验线路及其原理实验线路如图1及图2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DJK02-1中的集成触发电路，由KC04、KC41、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。

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1 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L d 在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。

图3-14 三相桥式有源逆变电路实验原理图四、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)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障（人为模拟）时观测主电路的各电压波形。

五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关三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有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件。

六、思考题(1)如何解决主电路和触发电路的同步问题？在本实验中主电路三相电源的相序可任意设定吗？(2)在本实验的整流及逆变时，对 角有什么要求？为什么？七、实验方法(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试①打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。

实验十一三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。

(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。

二、实验所需挂件及附件序号型号备注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”。

6 D42 三相可调电阻7 双踪示波器自备8 万用表自备三、实验线路及原理实验线路如图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L d在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。

图3-14三相桥式有源逆变电路实验原理图四、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)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障(人为模拟)时观测主电路的各电压波形。

五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关三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有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件。

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。

三相桥式全控整流及有源逆变电路实验姓名：学号：班级：21级3班同组者：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)观察在电阻负载、阻感负载情况下电路的输出电压和电流波形。

(3)研究三相桥式全控整流电路转换到逆变状态的过程，验证有源逆变的条件。

二、实验设备(1)电源控制屏DZ01:包括三相电源输出、励磁电源等单元。

(2)晶闸管主电路(见附录一DJK02):包括晶闸管主电路、电抗器等单元。

(3)三相晶闸管触发电路(见附录一DJK02-1):包括触发电路、正反桥功放等单元。

(4)三相数字晶闸管触发电路实验(DJK02-3):包含触发电路、正反桥功放等单元。

(5)变压器(见附录-一DJK10):包括逆变变压器、三相不控整流等单元。

(6)给定直流电源(见附录一DJK06):提供士15V可调直流电源等单元。

(7)D42三相可调电阻。

(8)示波器、万用表。

三、实验步骤(一)触发电路调试方法一:通过专用的十芯扁平线将DJK02上的“三相同步信号输出”端与DJK02-3上的“三相同步信号输人”端连接。

(1)打开DJK02-3挂箱电源开关,将面板上的“控制切换”开关拨向“数字”侧，相应的红色发光二极管点亮;“晶闸管触发角度显示”处的数显为“160.0”。

按住“减少”键不松开,2s后晶闸管触发角约以每秒5°的速度减少。

点动“减少”键，触发角减少0.1。

长按或点动“增加”键,结果与操作“减少”键相反。

同时按住“增加”与“减少”键不松开，约5s后显示开始闪烁。

同时松开两个按键,进人初始角度设置状态。

每点动一次“增加”或“减少”键,相应的初始角度增加或减少1°。

将初始角度设置为“150”后，再同时按住“增加”与“减少”键不松开并保持5s以上，显示停止闪烁，松开两个按键完成初始角设置。

(2)数字控制:通过按动“增加”或“减少”键调节触发角角度。

方法二:触发电路调试方法与三相半波可控整流电路实验相同。

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。

三相桥式全控整流及有源逆变电路一、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）整流电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。

二、实验原理在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不可控整流及心式变压器可在实验装置上获得。

三相桥式全控整流电路的计算公式如下：Ud=2.34U2cosa (0~60o))] (60~120o)Ud=2.34U2[1+cos(α+π3三相桥式有源逆变电路计算公式如下：Ud=2.34U2cos(180o-β)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)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障（人为模拟）时观测主电路的各电压波形。

四、实验仿真三相桥式全控整流系统模型图相关参数设置：（1）交流电压源的参数设置：三相电源的相位互差120o，设置交流峰值相电压为141.4V、频率为50Hz。

（2）负载的参数设置：R=45Ω,L=0H,C=inf（3）通用变换桥参数设置：（4）同步6脉冲触发器的参数设置：（5）常数模块参数设置：观察三相电源电压，三相电源电流，触发信号，负载电流，负载端电压的波形：1.带电阻性负载的仿真（1）控制角为60o时的波形图:（2）控制角为90o时的波形图：（3）控制角为120o时的波形图：2.带电阻电感性负载的仿真负载参数设置：R=45Ω,L=1H,C=inf(1)控制角为60o时的波形图：(2)控制角为90o时的波形图：(3)控制角为120o时的波形图：3.有源逆变带电阻电感性负载的仿真负载参数设置如下：R=45Ω,L=1H,C=inf与负载串联的反电势DC设置为100V(1)控制角为120o时(2)控制角为150o时4.计算Id有效值：5.计算功率因数：6.编写程序，绘制u d（α）曲线:程序：a0=1:5:91;Vd=[];for ii=1:1:19;a=a0(ii);sim('shiyan5',[0,0.1]);Vd=[Vd,Ud(end)];endplot(a0,Vd);负载为电阻电感性负载时u d（α）曲线图（α为0~90o）：。

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。

三相桥式全控整流及有源逆变电路实验班级：电气姓名：学号：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）观察在电阻负载，阻感负载情况下电路的输出电压和电流波形。

（3）研究三相桥式全控整流电路转换到逆变状态的过程，验正有源逆变的条件。

二、实验内容（1）三相桥式全控整流电路研究。

（2）三相桥式有源逆变电路研究。

（3）模拟逆变失败故障。

三、原理说明图2-1-5和图21-6分别是三相桥式全控整流电路、三相桥式有源逆变电路原理图。

图中主电路由三相全控整流电路和三相不控整流桥组成。

图2-1-5 三相桥式全控整流电路原理图图2-1-6 三相桥式有源逆变电路原理图将芯式变压器接成Y/Y型，变压器高压端A,B.C接三相电源，变压器中压端Am、Bm、Cm接主电路。

调节三相电源线电压为200V。

三相桥式全控整流电路正常工作时，必须有两个晶间管同时导通，一个属于共阴极组，一个属于共阳极组。

为了使电路能启动工作或在电流断续时能再次导通，必须同时对两组中应导通的一对晶闸管加触发脉冲。

因此，通常触发电路采用宽脉冲或双窄脉神，这样就可以使电路在任何换相点都有相邻的两个晶闸管同时获得触发脉冲，保证主电路的6个晶闸管轮流导通，使主电路在任何时刻都能构成电流回路。

三相桥式全控整流电路带电阻负载，触发角α≤60时，输出的整流电压ud的波形均连续：α>60时，ud 的波形断续：α角增大至120°时，ud为零。

因此，带电阻负载时三相桥式全控整流电路α角的移相范围是0°—120°。

三相桥式全控整流电路大多用于向电阻、电感负载和反电动势、电阻、电感负载供电(对直流电动机电枢供电)。

负载中有了电感，使得负载电流的波形变得平直，当电感足够大时，负载电流的波形近似为一条水平线。

触发角α≤60°时，ud的波形连续，电路工作与电阻负载时相似：α>60°时，由于电感的作用，ud的波形出现负值，若电感足够大，α=90时，ud平均值近似为零。

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．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α=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(450Ω)。

合上主电源，调节Uct，使α在30o~90o范围内，用示波器观察记录α=30O、60O、90O 时，整流电压u d=f（t），晶闸管两端电压u VT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。

3．三相桥式有源逆变电路断开电源开关后，将S拨向右边的不控整流桥，调节Uct，使α仍为150O左右。

合上主电源，调节Uct，观察α=90O、120O、150O时, 电路中u d、u VT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。

目录目录 (1)一、实训题目：三相桥式全控有源逆变电路实训 (2)二、设计目的 (3)三．设计理念与思路 (3)四．设计主要设备及仪器 (3)五．设计电路图及工作原理 (4)（一）电路结构 (4)（二）有源逆变电路工作原理： (4)（三）三相全控桥式整流及有源逆变主电路图 (5)六．电路调试 (6)七．注意事项 (13)八．最小逆变角的确定 (13)九．心得体会 (14)十．参考文献 (15)一、实训题目：三相桥式全控有源逆变电路实训任务：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. 设计出电路图即有源逆变电路的结构图d. 绘出有源逆变电路的u d(t)波形图e. 对控制角α和逆变β的最小值的要求二、设计目的1．熟悉NMCL-33组件。

2．研究三相全控桥式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。

三．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。

三相桥式全控整流及有源逆变电路实验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：“运动控制系统”专题实验实验报告第学生姓名倪杭所属班级自动化22 学号2120504028 同组者姓名杨若琪所属班级自动化21 学号2120504006 同组者姓名王翔宇所属班级自动化21 学号2120504019 实验时间2015/4/10 提交报告日期成绩实验名称三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一.实验目的熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。

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）测试整流或逆变状态下，模拟电路出现故障现象时的波形。

三.实验设备（1）电源控制屏（NMCL-32);（2）低压控制电路及仪表（NMCL-31)；（3）触发电路和晶闸管主回路（NMCL-33)；（4）可调电阻（NMCL-03)；（5）平波电抗器（NMCL-331)；（6）三相变压器（NMCL-35)；（7）双踪示波器；（8）万用表。

四.实验原理1.三相半波有源逆变电路原理 （1）电路的整流工作状态（0<ɑ<2π） 如图，设ɑ=30时触发各晶闸管，输出电压均为正，平均电压也为正。

因接有平波电感，故负载电流连续，当ɑ在0~90之内，Ud 总为正，且略大于Ed 。

此时电流id 从Ud 正端流出，Ed 正端流入，电机吸收能量以电动状态运行。

（2）电路的逆变工作状态（2π<ɑ<π） 设Ed 反向，下正上负，设ɑ=150，当ɑ在90~180之间变化时，Ud 为负，此时Ed 大于Ud ，主回路电流从Ed 正极流出，从Ud 正极流入，电机输出电能，以发电机状态运行。

（3）基本电量关系输出电压均值：Ud=1.17*U2*cos （180-ɑ） 输出电流均值：Id=（Ud-Ed ）/R 晶闸管电流均值：d dv 31I I T =晶闸管电流有效值：d 31I I VT =2.三相桥式全控整流电路及有源逆变电路的工作原理五.实验结果与分析（1）三相桥式全控整流电路①带电阻性负载●当α=30°时Ug=5.2V，Ud=236V，Id=0.42A，U2=122Vud的波形如下图:uVT的波形如下图：●当α=60°时Ug=4.0V，Ud=16V，Id=0.18A，U2=125Vud的波形如下图：uVT的波形如下图：②带阻感性负载当α=30°时Ug=5.2V，Ud=236V，Id=0.46A，U2=122V ud的波形如下图：uVT的波形如下图：●当α=60°时Ug=4.0V，Ud=136V，Id=0.17A，U2=125Vud的波形如下图：uVT的波形如下图：（2）三相桥式有源逆变电路①带电阻性负载●当α=120°时Ug=2.2V，Ud=133V，Id=0.55A，U2=125Vud的波形如下图：uVT的波形如下图：●当α=150°时Ug=0V，Ud=172V，Id=0.43A，U2=127Vud的波形如下图：uVT的波形如下图：②带阻感性负载●当α=120°时Ug=2.2V，Ud=133V，Id=0.53A，U2=135Vud的波形如下图：uVT的波形如下图：当α=150°时Ug=0V，Ud=172V，Id=0.43A，U2=126V ud的波形如下图：uVT的波形如下图：（3）电路的移相特性Ud=f(α)整流电路数据记录：（4）输入-输出特性Ud/U2=f(α)αUd（V）U2（V）Ud/U260 136 125 1.08845 191 122 1.56630 236 122 1.93415 266 123 2.163六.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否任意确定？答：主电路的触发角是在自然换相点后定义的，故触发电路产生的触发角应等于主电路的触发角加上自然换相点的相角（本实验中是30°）。