1整流与有源逆变实验
四川大学电力电子实验报告2
三相全控桥整流电路工作原理：三相全控桥整流电路三相全控桥整流电路是由两个三相半波整流电路发展而来，其中一组三相半波可控整流电路为共阴极连接，一组为共阳极连接。
其电路图如商上图所示，共阴极组晶闸管编号为1-3-5，共阳极晶闸管编号为4-6-2，这样编号的目的是为了和晶闸管的导通顺序一致，即晶闸管的导通按照1-2-3-4-5-6时，电路处于临界连续状态°时，带阻感性负载：°时，α=90°时，有源逆变原理：名称——电力电子及电气传动教学实验台型号——MCL-III型包括：降压变压器、MCL-35、两组晶闸管阵列，电力二极管阵列，大功率滑动变阻器，可调电感、导线若干。
：o 0=αUd的波形 U VT的波形Ud的波形 U VT的波形3、α=90°时Ud的波形 U VT的波形4、α=0°，封锁1只晶闸管的脉冲信号时，Ud=120V，其波形为：6、α=0°，封锁共阴极组的2只晶闸管（1号和3号）的脉冲信号时，Ud=67V，其波形为：（2）阻感负载（300Ω+700mH）：1、α=30°时Ud的波形 U VT的波形2、α=90°时Ud的波形 U VT的波形3、α=0°，封锁1只晶闸管的脉冲信号时，Ud=122V，其波形为：二、逆变工作Ud的波形 U VT的波形Ud的波形 U VT的波形（2）测定电网实际吸收直流功率Pk=f(Ud)的函数曲线1、数据处理678910（α=30°）图1 带阻感负载时，以封锁VT2的触发信号为例。
由三相桥式全控整流电路（图2）可知，在U（ab）过零变负之前，其情况和带阻性负载时相同。
在U（ab）过零变负之后，由于有电感的存在，段时间内U= U。
，所以波形出现负值。
在下一个自然换相点到来后，通， VT1关断， U再次等于U。
整流电路有源逆变的条件
整流电路有源逆变的条件
有源逆变是指使用有源元件（如晶体管或MOSFET等）将直流电源的电流和电压转换为
交流信号输出。
有源逆变的条件如下：
1. 有源元件：需要使用有源元件（如晶体管或MOSFET等）作为开关，以控制输入电源的电
流和电压。
2. 控制电路：需要有一定的控制电路，用于控制有源元件的开关操作，使其能够按照一定的规
律进行开关，从而实现电流和电压的转换。
3. 高频变压器：有源逆变一般需要使用高频变压器，用于将输入电源的电流和电压进行隔离和
转换。
4. 电容滤波器：有源逆变输出的交流信号中会含有一定的谐波成分，为了使输出信号更加纯净，通常需要使用电容滤波器对输出信号进行滤波。
综上所述，有源逆变的条件包括有源元件、控制电路、高频变压器以及电容滤波器等。
有源逆
变可以实现将直流电源的电流和电压转换为交流信号输出，广泛应用于电力电子领域。
电力电子实验指导书
实验一 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一．实验目的1．掌握三相桥式全控整流电路的工作原理及波形。
2．掌握三相桥式有源逆变的工作原理及波形。
二．实验内容1．三相桥式全控整流电路及不同触发角时的各点波形。
2．三相桥式有源逆变电路及不同逆变角时的各点波形。
三．实验线路及原理实验线路如图1-1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。
三相桥式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．实验设备及仪器1．MCL 系列教学实验台主控制屏 2．MCL －31低压控制电路及仪表组件 3．MCL －33触发电路及晶闸管主电路组件 4．MEL －03三相可调电阻器 5．二踪示波器 6．万用表五．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）打开电源开关（钥匙开关），但不合主电源开关。
（2）用示波器观察MCL-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。
（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600，则相序正确，否则，应调整输入电源。
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）将给定器输出U g 接至MCL-33面板的U ct 端，调节偏移电压U b ，在U ct =0时，使α=150o 。
2．三相桥式全控整流电路按图1-1接线，S 拨向左边短接线端，将Rd 调至最大(450Ω)，然后合上主电源。
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U 2数值。
αcos 35.12U U d =（其中2U 为线电压）3．三相桥式有源逆变电路按图1-1调整接线，R d 调至最大，确认无误后合上主电源。
相控整流电路的有源逆变
12
课堂思考*
设计一三相桥式相控直流稳压电源，输入三相线电 压350V～450V，要求输出直流电压400V，输出直流 负载电阻1Ω～2Ω，计算电路相关参数。
设计考虑：对于直流稳压输出，输出纹波要求较高，一般采 用大电感负载模式，可以采用图4-23电路结构，需要设计电 感、晶闸管的参数。
直流侧有电势源EM,极性与晶闸 管导通方向一致并在数值上大于 变流器输出电压，即 Udav EM
内部条件
整流输出电压Udav既能够大于零 也可以小于零
整流电路能量转换示意
3
相控整流电路的有源逆变
单相桥式全控整流电路的有源逆变工作分析
大电感状态， 90o 180o 输出电流： Idav (Udav E) / R 0 输出电压： Udav 0.9U2rms cos
10
脉冲丢失 器件故障
脉冲延迟
换流失败
11
相控整流电路的有源逆变
晶闸管换流时间不足或换流后反压时间不足，未能可靠 关断，引起换相失败。
考虑换相过程的客观存在，为防止逆变失败，逆变 角β不能太小，必须限制在某一最小角度内。
最小逆变角βmin：βmin＝δ＋γ＋θ’ 式中：δ为晶闸管的关断时间tq折合的电角度；γ为换相重
13
课堂思考*
采用大电感负载模式的可行性分析
当输入电压最低时，控制角达到最小，输入电压最高时，控
制角达到最大，有：
400 V
2.34
350V 3
cos m in
400 V
2.34
450V 3
cos m a x
min 32.2o
该方案可行
max 48.8o
三相全控桥整流及有源逆变
2
所谓逆变，就是要求把负载（电机）吸收的直流电能转变为交流电能反馈回电网。 三相桥式有源逆变电路实质上是三相桥式可控整流电路工作的一个特定状态，三相桥式 逆变。 要使整流电路工作于逆变状态，必须有两个条件： (1)变流器的输出 Ud 能够改变极性。因为晶闸管的单向导电性，电流 Id 不能改变方向，为 了实现有源 逆变，必须去改变 Ud 的电极性。只要使变流器的控制角α>90°即可。 (2)必须要有外接的直流电源 E，并且直流电源 E 也要可以改变极性，并且|E|>|Ud|。 上述条件必须同时满足，才能实现有源逆变。
二 工作原理介绍 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。
整流与有源逆变(四)_电力电子技术
➢ Ud可通过改变来进行调节，逆变状态时Ud为负值，逆变时在 /2~ 间
8.1.1 逆变的概念
3. 逆变产生的条件
➢ 单相全波电路代替上述发电机
➢ 图2-45a M电动运行，全波电路工作在整流状态， 在0~ /2间，Ud为正值，并且Ud >EM，才能输出Id
交流电网输出电功率，电动机则输入电功率 ➢ 图2-45b M回馈制动，由于晶闸管的单向导电性，Id方向不变，
Ud>EM
1 VT1
L
0
iVT1 ud
id R
VT2
电能 -
2
iVT2
M EM +
ud
u10
u20
u10
O
wt
id
id=iVT1+iVT2
iVT1
iVT2
iVT1 Id
O
wt
O
id
id=iVT1+iVT2
iVT2
iVT1
iVT2
O
wt Ud<EM
Id wt
a)
b)
图2-45
图2-45 单相全波电路的整流和逆变
8.1.1 逆变的概念
➢ 产生逆变的条 件有二：
（1）有直流电动 势，其极性和晶 闸管导通方向一 致，其值大于变 流器直流侧平均 电压
（2）晶闸管的控
制角 > /2，
使Ud为负值
1
VT1
1单相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验报告.doc
实验报告课程名称：现代电力电子技术实验项目：单相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验时间：2012/10/19实验班级：总份数：指导教师：朱鹰屏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电气工程及其自学院：自动化学院专业：班级：成绩：动化姓名：学号：组别：组员：实验地点：电力电子实验室实验日期：10/19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（一）项目名称：单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)加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理。
(2)研究单相桥式变流电路整流的全过程。
(3)研究单相桥式变流电路逆变的全过程，掌握实现有源逆变的条件。
(4)掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。
2.实验原理图 3-8 为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用 D42三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。
触发电路采用DJK03-1组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。
图3-9为单相桥式有源逆变原理图，三相电源经三相不控整流，得到一个上负下正的直流电源，供逆变桥路使用，逆变桥路逆变出的交流电压经升压变压器反馈回电网。
“三相不控整流” 是 DJK10 上的一个模块，其“心式变压器”在此做为升压变压器用，从晶闸管逆变出的电压接“心式变压器”的中压端 Am 、Bum ，返回电网的电压从其高压端 A 、 B输出，为了避免输出的逆变电压过高而损坏心式变压器，故将变压器接成Y/Y 接法。
图中的电阻R、电抗Ld 和触发电路与整流所用相同。
有关实现有源逆变的必要条件等内容可参见电力电子技术教材的有关内容。
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” ，“励磁电源”等几个模块。
2 DJK02 晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管” ，以及“电感”等几个模块。
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
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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广东海洋大学学生实验报告书（学生用表）
“电力电子技术”实验一三相整流与有源逆变实验
1实验目的:理解掌握熟悉三相晶闸管整流电路结构、原理与交直流电压电流波形。
通过实际电路连接，通电操作调节与数据波形测量，建立电气安全作业意识，增
强动手能力。
2实验电路：如图
3实验原理：
3.1整流
（1）Uct接+Uct*，可手动调节α及输出直流电压Ud驱动直流电机正转。
（2）交流绕线机反转制动作直流机负载，减小Rb可增大直流机转矩电流。
3.2有源逆变
（1）用交流机电动带直流机反转发电，电势E与Id同向，提供直流功率。
（2）Id用电流闭环控制恒稳防过流。
（3）通过交流机（Rb）调直流机n、E来调Ud = R*Id-E。
（4）电流闭环给定为-Ui*负极性，因Uc为+极性而调节器ACR用运放反相。
4实验步骤：
4．1 整流实验
(1) 按图连接好线路：标“- -”者由同学接。
先接交流机为反转；再接直流机为“正转”。
Uct接+Uct*。
正负给定均回0。
Rb回最大。
示波器接直流侧，Y1Y2先调X10、5V、2ms档，“AUTO”扫描。
实验台上电。
由老师进行检查。
（2）接通主电源, 缓升+Uct*使直流机正转至Ud≈150V。
缓减Rb交流机使直流机电流Id升到0.3A。
保持Ud≈150V。
（注：Ud调节可±3V，但要记录实际值。
下同。
）
(3) 测量记录实际线电压UL，计算Udm=1.35UL及Udm/2。
（4）调示波器电流信号调到mV档至波形清晰，观察纪录直流ud、id波形。
注意对好u_i
共同0线。
接万用表直流500V以上档监测Ud。
另一万用表直流20V档监测Uct。
测量记录Ud、Uct。
（5）调Uct到Ud=Udm/2（α=60°）同时调Rb保持Id=0.3A，使id连续。
观察记录对应电流电压波形与数据。
(6) 先Rb回最大降Id，再Uct回0，断主电。
4．2 有源逆变实验
（1）按图将Uct改接到电流调节器输出Uc（“7”端）。
给定选负先回0。
Rb回最大。
（2）通主电路，缓减Rb使交流机拖动直流机反转发电至Ud～-150V。
（3）缓升电流给定Ui*使整流器Id=0.3A。
（此时电机会减速。
）
（4）缓调交流机Rb使Ud=0V、-Udm/2（α=120°）、-150V。
（5）观察测量记录直流电流电压波形与数据。
（6）同时将电流给定Ui*回0、Rb回最大。
电机停车后断主电。
4.3 整流与逆变交流波形
（1）接示波器到整流器交流侧。
检查正负给定均回0。
Rb回最大。
(2) 通主电路。
缓减Rb使交流机拖动直流机反转发电至Ud～-150V。
（3）缓升电流给定Ui*使整流器Id=0.3A。
调示波器电流信号调到mV档至波形清晰。
（4）缓减Rb至 Ud～-150V ，观察记录交流电压电流波形。
（5）缓升Rb至 Ud～0V、150V ，观察记录对应的交流电压电流波形。
（6）同时将电流给定Ui*回0、Rb回最大。
电机停车后断主电。