实验4 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

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。

电力电子实验报告

学院名称 电气信息学院

专业班级 电气自动化03班

学 号

学生姓名

指导教师

实验一电力晶体管(GTR)驱动电路研究

一．实验目的

1．掌握GTR对基极驱动电路的要求

2．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法

二．实验内容

1．连接实验线路组成一个实用驱动电路

2．PWM波形发生器频率与占空比测试

3．光耦合器输入、输出延时时间与电流传输比测试

4．贝克箝位电路性能测试

5．过流保护电路性能测试

三．实验线路

四．实验设备和仪器

1．MCL-07电力电子实验箱

2．双踪示波器

3．万用表

4．教学实验台主控制屏

五．实验方法

1．检查面板上所有开关是否均置于断开位置

2．PWM波形发生器频率与占空比测试

（1）开关S1、S2打向“通”，将脉冲占空比调节电位器RP顺时针旋到底，用示波器观察1和2点间的PWM波形，即可测量脉冲宽度、幅度与脉冲周期，并计算出频率f与占空比D

当S2通，RP右旋时： 当S2断，RP右旋时：

当S2通，RP左旋时：

当S2断，RP左旋时：

（2）将电位器RP左旋到底，测出f与D。

（3）将开关S2打向“断”，测出这时的f与D。

（4）电位器RP顺时针旋到底，测出这时的f与D。

（5）将S2打在“断”位置，然后调节RP，使占空比D=0.2左右。

3．光耦合器特性测试

（1）输入电阻为R1=1.6K时的开门，关门延时时间测试

a．将GTR单元的输入“1”与“6”分别与PWM波形发生器的输出“1”与“2”相连，再分别连接GTR单元的“3”与“5”，“9”与“7”及“6”与“11”，即按照以下表格的说明连线。

电气与控制工程学院实验报告

黑龙江科技大学

综合性实践报告

实践项目名称 1、IGBT开关特性实践

2、PWM直流调速系统实验

3、正弦波斩波测试实践

4、开关式半桥电路测试实践

5、正弦波逆变电路实验（SPWM逆变）

所属课程名称

电力电子

实践日期 20xx年5月13日—20xx年5月17日

班级

-学号

姓名

成绩 电气与控制工程学院实验报告

实验一绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究

【实践目的】

1.熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。

2.掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。

【实践内容】

1. EXB840 性能测试。

2. IGBT 开关特性测试。

3.过流保护性能测试

【实践设备和仪器】

1. MCL系列教学实验台主控制屏

2.万用表

3. 一块双踪示波器

4. MCL-07电力电子实验箱中的IGBT。主回路与PRW波形发生器部分

【实践方法】

开关特性测试

1.电阻负载时开关特性测试

将IGBT电路的“1”与“13”分别与555多谐振荡波形发生器“1”与“2”相连，“4”与“5” “6”与“7”， “2”与“3”，

“12”与“14”，“10”与“18”， “17”与“16”相连，主回路的“1”与“4”分别和IGBI部分的“18”与“15”相连。即按照以下表格的说明连线。 电气与控制工程学院实验报告

IGBT:1

PWM:1 IGBT:13

PWM:2 IGBT:4

PWM:5 IGBT:6

PWM:7 IGBT:2

PWM:3 IGBT:12

PWM:14

IGBT:17

PWM:16 IGBT:10

PWM:18 IGBT:

主回路:4 IGBT:

主回路:1

用示波器分别观察“18”与“15”及“14”与“15”的波形，记录开通延迟时间。

2.电阻负载时开关特性测试

三相桥式全控整流和有源逆变电路实验

装

订 线

装

订 线

装

订 线

装

订 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 P．6

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。

α 30 60 90 120

150

U2 62 62 62 62 62

Ud 116 75 -4 -76 -122

Ud(计算值) 125.6 72.5 0 -72.5 -125.6

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。