三相半波可控整流电路的研究
基于MATLAB的三相半波可控整流电路的仿真研究
三 相 半 波 可 控 整 流 电路 是 多 相 整 流 电 路 中最 基 本 也 是 最 简 单 的一 种 。 但 是 在 实 际 电路 中 并 不 常 见 ， 原 因 在 于 其 变 压 器 次 级边 三 相 流 过 直 流 ，很 容 易导 致 变 压 器 直 流 磁 化 ，使 变压 器 失 效 。 但 是 由于其结 构简单 ，如果 能熟练 掌握其 工作原 理，对 于学好 以 及 掌 握 好 三 相 桥 式 可 控 整 流 以及 其 它 大 功 率 多 相 整 流 电路 非 常重要 ，比如三 相桥 式可控整 流就 是 由 ２个三 相半 波可控 整流 电 路 组 成 。 正 因 为 以上 原 因 ，本 文 详 细 地 介 绍 了三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 的 工 作 原 理 ， 然 后 在 ￣ ＴＬＡＢ ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环 境 中 对 其 进 行 了建 模与 仿真 ，并给 出了在 两种 负载条 件 下 （纯 电阻和 阻 感性 负载 ）的各种 波形，并对其进行了详细分析 。 １三相 半波 可控 整 流 电路 的工作 原理
流 下 降 ， 因而 晶 闸 管 ＶＴ１继 续 导 通 ， 直 到 下 一 相 晶 闸 管 ＶＴ２的 触 发 脉 冲 到 来 ， 才 发 生 环 流 ， 由 ｖＴ２导 通 向 负 载 供 电 ， 同 时 向 ＶＴ１施加反 向电压使其关断 。这种情况 下输 出负载 电压甜 ｄ的波 形 中出现负 的部Байду номын сангаас ，若伉增大 ， “ｄ的波形 中负的部分增多 ，至 仅 ＝９０。等于时 ， “ｄ的波形 中正负 面积相 等， “ｄ的的平均 值 为零 。 ２三 相半波 可控整 流 电路在 ＭＡＴＬＡＢ ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的建 模与仿 真 ２．１三相半波可控整流 电路 的仿 真模 型
电力电子技术实验报告-三相半波可控整流电路实验等
实验一三相半波可控整流电路实验一、实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作情况。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理三相半波可控整流电路用了三只晶闸管，与单相电路比较，其输出电压脉动小，输出功率大。
不足之处是晶闸管电流即变压器的副边电流在一个周期内只有1/3 时间有电流流过，变压器利用率较低。
图3.1中晶闸管用DJK02 正桥组的三个，电阻R 用D42 三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式，L d电感用DJK02面板上的700mH，其三相触发信号由DJK02-1 内部提供，只需在其外加一个给定电压接到Uct端即可。
直流电压、电流表由DJK02 获得。
图3.1 三相半波可控整流电路实验原理图四、实验内容(1)研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。
(2)研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。
五、预习要求阅读电力电子技术教材中有关三相半波整流电路的内容。
六、思考题(1)如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？(2)根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电路的最大输出电流？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。
②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。
③用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。
④观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。
⑤将DJK06上的“给定”输出Ug直接与DJK02-1上的移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地位置（即Uct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形，使α=170°。
三相半波可控整流电路
1.带电阻负载的工作情况
α)
➢ 工作原理及波形分析
VT1 和 VT4 组 成 一 对 桥 臂 ， 在 u2 正半周承受电压u2，得到触发脉 冲即导通，当u2过零时关断。
VT2 和 VT3 组 成 另 一 对 桥 臂 ， 在 u2 正 半 周 承 受 电 压 - u2， 得 到 触 发脉冲即导通，当u2过零时关断。
O
wt
ud
O id
iV
T
O
1 ,4
iV
T
O
2 ,3
O 2
O u V T 1 ,4
O
Id Id
Id Id
wt Id
wt
wt wt wt
wt
b)
图2-6 单相全控桥带 阻感负载时的电路及波形
二、单相桥式可控整流电路
数量关系
p ww p U d 1 p 2 U 2sitd n (t) 22 U 2co 0 s .9 U 2cos
5) 功率因数
co sPU I
S U 2I
21 psi2n pp
不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量 S=U2I2。
二、单相桥式可控整流电路
id
VT 1
VT 3
2.电感性负载（不接续流二极管）
T
i2
a
u1
u2
L ud
假设负载电感很大，负载电流id
连续且波形近似为一水平线。
u2
VT 2
VT 4
b
2
晶闸管移相范围为90。
O
wt
ud
晶闸管承受的最大正反向电压均为
2U 2。
O id
wt Id
晶闸管导通角θ与α 无关，均为180。
考虑漏感的三相半波可控整流电路
考虑漏感的三相半波可控整流电路姓名：刘光泽一、 实验目的了解考虑漏感的三相半波可控整流电路的工作原理，研究变压器漏感对整流电路的影响以及电路中对漏感的影响因素。
二、 实验原理TVT 1VT 2VT 3图 1 考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形 实验原理图如上图所示，图中的三相电源由三个相位依次相差120°的交流电源构成，接线时，应从交流电源出发，经过漏感L B 感经过三个触发脉冲依次相差120°的三个晶闸管、电感L 、电阻R ，再回到三相电源。
VT1换相至VT2的过程：因a、b两相均有漏感，故ia、ib均不能突变，于是VT1和VT2同时导通，相当于将a、b两相短路，在两相组成的回路中产生环流ik。
ik=ib是逐渐增大的，而ia=Id-ik是逐渐减小的。
当ik增大到等于Id时，ia=0，VT1关断，换流过程结束。
三、实验内容（1）研究变压器漏感对整流电路的影响。
（2）及电路中对漏感的影响因素。
四、实验方法（3）按照原理图在Matlab中连接电路，如下图：图2变压器漏感时的三相半波可控整流电路仿真设定AC电源初始值为100V，三个漏感L值均为1mH，设定触发脉冲为30°，在三相上各装一个电流表，负载电阻为10Ω、电感为0.1H，在阻感负载两端接一个电压表，设定运行时间为0.1。
（4）点击运行按钮观察示波器中显示的波形并记录如下图：图3变压器漏感时的三相半波可控整流电路波形图3中第一个为负载电流I d的波形，第二个为负载电压U d的波形，第三个为三相中各相电流的波形。
（5）调整电路中的各相参数观察波形的变化a．改变电阻为5Ω，观察波形如下图：图4变压器漏感时的三相半波可控整流电路波形图4中可以看出负载电流I d的值比图3中I d的值大，且换相重叠角γ的明显变大。
b．改变漏感L B为5mH，观察波形如下图：图5变压器漏感时的三相半波可控整流电路波形图5中换相重叠角γ的明显变大。
三相半波可控整流电路
06
结论与展望
三相半波可控整流电路的优势与局限性
要点一
高效节能
要点二
输出波形质量高
三相半波可控整流电路具有较高的效率，能够减少能源浪 费。
该电路输出的电压波形较为平滑，减少了谐波干扰。
变压器还需要具有一定的电气隔离作用，以保 证整流电路的安全运行。
03
工作过程
触发脉冲的产生与控制
触发脉冲的产生
三相半波可控整流电路的触发脉冲通 常由专门的触发电路产生，该电路根 据所需的整流波形和控制要求，产生 相应的触发脉冲信号。
触发脉冲的控制
触发脉冲的宽度和相位可以通过调节 控制信号来改变，从而实现整流输出 电压和电流的控制。
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技术发展趋势与未来展望
数字化控制
随着数字技术的发展，未来三相半波可控整 流电路将更多地采用数字化控制方式，提高 控制精度和稳定性。
智能触发技术
智能触发技术能够提高整流电路的运行效率 和稳定性，减少对电网的干扰，是未来的重 要发展方向。
技术发展趋势与未来展望
• 多相整流技术：多相整流技术能够提高整流电路 的容量和稳定性，减少对电网的谐波干扰，是未 来的研究热点之一。
3
触发电路的性能直接影响整流电路的输出性能和 稳定性，因此需要保证触发脉冲的相位准确、稳 定。
变压器
变压器是三相半波可控整流电路中的重要组成 部分，主要用于实现电气隔离和电压变换。
在整流电路中，变压器通常采用三相变压器， 将输入的三相交流电变换为合适幅值的单相交 流电，以满足晶闸管和整流电路的需要。
三相半波可控整流电路的控制角的起算点
三相半波可控整流电路的控制角的起算点在研究三相半波可控整流电路的控制角时，控制角的起算点是非常重要的。
控制角是指整流电路中晶闸管导通的延迟角度，它可以用来控制电路中的输出电压和电流。
控制角的起算点是指控制角的计算起始位置，不同的起算点会影响整个电路的工作性能。
一般来说，控制角的起算点可以选择晶闸管的触发脉冲与电压波形的交点处。
在正弦波形的情况下，这个交点通常是电压波形的零点。
通过选择不同的起算点，可以实现不同的控制效果。
比如，如果选择电压波形的峰值点作为起算点，那么晶闸管导通的时间将会延迟，从而减小输出电压的幅值；反之，如果选择电压波形的零点作为起算点，那么晶闸管导通的时间将会提前，增大输出电压的幅值。
在实际应用中，控制角的起算点的选择需要考虑到整个电路的性能要求。
如果需要输出电压较大，可以选择晶闸管导通角度较小的起算点；如果需要输出电压较小，可以选择晶闸管导通角度较大的起算点。
此外，还需要考虑电路的稳定性和效率等因素，综合考虑选择合适的起算点。
在设计三相半波可控整流电路时，控制角的起算点的选择是至关重要的。
只有选择合适的起算点，才能保证电路的正常工作，实现输出电压的精确控制。
因此，在实际应用中，需要对控制角的起算点进行认真的分析和计算，确保电路的稳定性和性能达到要求。
总的来说，控制角的起算点是三相半波可控整流电路设计中的一个重要参数，它直接影响整个电路的性能。
在选择起算点时，需要综合考虑输出电压要求、电路稳定性和效率等因素，确保选择合适的起算点，从而实现电路的稳定可靠工作。
希望通过本文的介绍，读者能对控制角的起算点有一个更加深入的了解，为电路设计和应用提供一定的参考。
三相半波可控整流电路实验步骤
三相半波可控整流电路实验步骤一、将实验台左侧面大旋钮逆时针（向“小”指示方向）转到头。
二、将PAC09A单元中“给定电压指示”中的“RP1”可调旋钮逆时针转到头，“S1”开关打到正给定，“S2”开关打到停止。
“直流稳压电源”中电源开关打到关。
三、将MEC42单元中的“R3”、“R4”两个可调电阻旋钮逆时针（向“增大”方向）转到头。
四、按图接线。
五、打开实验台左侧MEC01单元中的“电源总开关”。
打开PAC09A单元中“直流稳压电路”部分中的“电源开关”。
六、将MEC01单元中的“电压指示切换”开关拨到“三相电网输入”档，然后旋“三相电压指示切换”旋钮分别到Uuv、Uvw、Uwu档，分别观察“电压指示”中三相的电压是否基本相等（每打到一档应待“电压指示”指针稳定后再旋至下一档）。
若基本相等，再将“电压指示切换”开关拨到“三相调压输出”档，调节实验台左侧面大旋钮，使“电压指示”指针大概指到30左右。
七、将示波器探头接到电阻负载两端，此时开始将PAC09A单元中“给定电压指示”中的“S2”开关打到运行，再将“RP1”可调旋钮向顺时针方向慢慢旋转，过程中可观察到三相半波可控整流电路中负载两端电压波形的变化。
（观察过程中可由负载两端电压波形推断触发角大小）八、若观察过程中因为各种原因无法观察到正确波形，应按MEC01单元红色“停止”按钮。
关闭PAC09A单元中“直流稳压电路”部分中的“电源开关”，然后查找原因。
排除问题后，重新返回第一步开始向下进行。
若观察过程正确无误，则向下第九步进行。
九、观察完负载两端波形后，按MEC01单元红色“停止”按钮。
关闭PAC09A单元中“直流稳压电路”部分中的“电源开关”。
然后将示波器探头改接到晶闸管两端，再将PAC09A 单元中“给定电压指示”中的“RP1”可调旋钮逆时针转到头。
十、按MEC01单元绿色“启动”按钮重新给电路通电，打开PAC09A单元中“直流稳压电路”部分中的“电源开关”，此时开始将PAC09A单元中“给定电压指示”中的“RP1”可调旋钮向顺时针方向慢慢旋转，过程中可观察到三相半波可控整流电路中晶闸管两端电压波形的变化。
三相半波可控整流实验报告
三相半波可控整流实验报告一、引言三相半波可控整流器是一种常见的电力电子装置。
本实验旨在通过搭建一个三相半波可控整流电路，验证其工作原理和性能。
本文将从实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果和结论等方面进行详细介绍和分析。
二、实验目的1.理解三相半波可控整流器的工作原理；2.学会使用电力电子器件和相关测试设备，进行电路搭建和实验操作；3.通过实验验证三相半波可控整流器的性能和特点。
三、实验原理三相半波可控整流电路由交流电源、三相半波可控整流装置和负载组成。
其主要原理是通过可控硅管对交流电进行整流，实现将交流电转换为直流电。
三相半波可控整流电路的基本结构如下图所示：T1 T2 T3┌───┬───┬───┐+ ──┘│ │ │ │└─── +└───┼───┼───┘SCR 1 │ SCR2│ SCR3────┼───┼───│ │ │- ──────┼───┼───┼───── -│ │ │────┼───┼───RL 1 │ RL2 │ RL3└───┴───┴───┘其中，T1、T2、T3为三相变压器的三个绕组，SCR1、SCR2、SCR3为三相可控硅管，RL1、RL2、RL3为三个负载。
当可控硅管触发角度大于零时，可控硅管导通，负载电流流过可控硅管和负载，电压为正半波；当可控硅管触发角度小于零时，可控硅管截止，负载电流为零，电压为零。
四、实验步骤1.按照实验电路图搭建三相半波可控整流电路。
确保电路连接正确，并注意安全。
2.将交流电源接入实验电路，并调整电源电压。
3.使用示波器测量电路中各个位置的电压和电流数值，记录结果。
4.在示波器中设置合适的参数，观察电压和电流的波形。
5.通过改变可控硅管的触发角度，观察和记录电路中电压和电流的变化情况。
6.关闭电源，结束实验。
五、实验结果我们在实验中得到了如下结果：1.测量到的负载电流和电压的数值。
2.示波器上观察到的电压和电流波形。
在实验过程中，我们逐步改变可控硅管的触发角度，观察到负载电流和电压的变化特点，并进行了记录和分析。
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三相半波可控整流电路的研究
一．实验目的
了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作。
二．实验线路及原理
三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。
不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率低。
实验线路见图4-9。
三．实验内容
1．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。
2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。
四．实验设备及仪表
1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。
3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）
4．MEL—03组件（900Ω，0.41A）或自配滑线变阻器.
5．双踪示波器。
6．万用电表。
五．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。
六．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—18电源开关，给定电压有电压显示。
（2）用示波器观察MCL-33（或MCL-53，以下同）的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，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。
（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。
2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作
合上主电源，接上电阻性负载，调节主控制屏输出电压U uv、U vw、U wv，从0V调至110V：
（a）改变控制电压U ct，观察在不同触发移相角α时，可控整流电路的输出电压U d=f （t）与输出电流波形i d=f（t），并记录相应的U d、I d、U ct值。
（b）记录α=90°时的U d=f（t）及i d =f（t）的波形图。
（c）求取三相半波可控整流电路的输入—输出特性U d/U2=f（α）。
（d）求取三相半波可控整流电路的负载特性U d=f（I d）
注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。
以下均同
3．研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作
接入MCL—33的电抗器L=700mH，，可把原负载电阻Rd调小，监视电流，不宜超过0.8A（若超过0.8A，可用导线把负载电阻短路），操作方法同上。
（a）观察不同移相角α时的输出U d=f（t）、i d=f（t），并记录相应的U d、I d值，记录α=90°时的U d=f（t）、i d=f（t），U vt=f（t）波形图。
（b）求取整流电路的输入—输出特性U d/U2=f（α）。
七．实验报告
1．绘出本整流电路供电给电阻性负载，电阻—电感性负载时的U d= f（t），i d= f（t）（在α=90°情况下）波形。
八、实验总结
通过人次实验我了解三相半波可控整流电路的工作原理，加深了可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作的理解。
MCL-33 k
A
VT3
G
VT1VT5
VT6
VT4VT2
A
V
图4-9 三相半波可控整流电路。