三相桥式全控整流电路

实验三三相桥式全控整流电路实验一、实验目的1．熟悉NMCL-33组件。2．掌握三相桥式全控整流电路的接线及工作原理。二、实验设备与仪器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．NMEL-02组件或NMCL—35组件6．双踪示波器、万用表三、实验线路与原理实验线路如图1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。图1三相桥式整流电路实验线路图三相桥式全控整流电路的工作原理图则如图2所示。图2三相桥式全控整流电路原理图其中，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。因此晶闸管的导通顺序为VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6。1．带电阻负载时的工作情况各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。①α=0°时电路中晶闸管的工作情况如下当α=0°时，ud为线电压在正半周的包络线，波形如图3所示。图3三相桥式全控整流电路带电阻负载α=0°时的波形②α=30°时图4三相桥式全控整流电路带电阻负载α=30°时的波形如图4所示，晶闸管起始导通时刻推迟了30°，组成ud的每一段线电压因此推迟30°，ud平均值降低。③α=60°时图5三相桥式全控整流电路带电阻负载α=60°时的波形如图5所示，ud波形中每段线电压的波形继续向后移，ud平均值继续降低，此时ud出现了为零的点。由图3、图4、图5看到，当α≤60°时，ud的波形均连续，而对于电阻负载，id波形与ud波形的形状是一样的，因此也连续。④α=90°时当α60°时，因为id与ud一致，一旦ud降为至零，id也降至零，晶闸管关断，输出整流电压ud为零，ud波形不能出现负值。因此α=90°时的波形如图6所示。图6三相桥式全控整流电路带电阻负载α=90°时的波形由以上分析可得三相桥式全控整流电路在每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，共阴极组的和共阳极组的各1个，且不能为同一相的晶闸管。2．对触发脉冲的要求①6个晶闸管的脉冲按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．带阻感负载时的工作情况当α≤60°时，ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。区别在于电流，当电感足够大的时候，id、iVT、ia的波形在导通段都可近似为一条水平线。①α=0°时图7三相桥式全控整流电路带阻感负载α=0°时的波形②α=30°时图8三相桥式全控整流电路带阻感负载α=30°时的波形③α=90°时图9三相桥式全控整流电路带阻感负载α=90°时的波形当α60°时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。因此α=90°时的波形如图9所示。4．基本数量关系带电阻负载时三相桥式全控整流电路α角的移相范围是120°；带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为90°。①整流输出电压平均值带阻感负载时，或带电阻负载α≤60°时Ud=1π3∫√6U2sinωtd(ωt)=2.34U2cosα2π3+απ3+α带电阻负载且α60°时Ud=3π∫√6U2sinωtd(ωt)=2.34U2[1+cos𝜋3+αππ3+α]②整流输出电流平均值Id=UdR③带反电势阻感负载时的整流输出电流平均值Id=Ud−ER四、实验内容1．调节α移相范围令Uct=0，调节偏移电压Ub，示波器观察uVT的波形，得到α角的移相范围αϵ[0,60°]2．观察记录并计算α=0°、15°、30°、45°、60°时Ud和Id的实际值与理论值①三相桥式全控整流电路带电阻性负载已测得电源电压U2=62V，R=555Ω，再根据公式Ud=2.34U2cosα，Id=Ud/R求出其理论值，如表1所示表1三相桥式全控整流电路带电阻负载α不同时的整流输出值②三相桥式全控整流电路带阻感性负载已知电源电压U2=62V，负载R=555Ω，L=700mH，阻感负载整流输出电压和电流的理论计算公式一致，如表2所示表2三相桥式全控整流电路带阻感负载α不同时的整流输出值α实际值理论值UdIdUdId0°153V0.276A145.08V0.2614A15°150V0.271A140.14V0.2525A30°132V0.238A125.64V0.2264A45°119V0.215A102.59V0.1848A60°140V0.254A72.54V0.1307Aα实际值理论值UdIdUdId0°153V0.272A145.08V0.2614A15°150V0.266A140.14V0.2525A30°131V0.233A125.64V0.2264A45°119V0.212A102.59V0.1848A60°142V0.251A72.54V0.1307A3．绘制α=30°、60°时ud、uVT的波形①R负载α=30°uduVTα=60°uduVT②RL负载α=30°uduVTα=60°uduVT4．理论分析α=90°时ud的波形①R负载当α60°时，因为id与ud一致，一旦ud降为至零，id也降至零，晶闸管关断，输出整流电压ud为零，ud波形不能出现负值，因此带电阻负载α=90°时的波形如图10(a)所示。②RL负载当α60°时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分，因此带阻感负载α=90°时的波形如图10(b)所示。(a)带电阻负载(b)带阻感负载图10三相桥式全控整流电路整流输出电压α=90°时的波形5．观察并描绘α=30°、45°、60°时，丢失一脉冲情况下ud的波形α=30°α=45°α=60°