三相桥式全控整流和有源逆变电路实验
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
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实验报告
实验报告课程名称： 电力电子技术 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 实验类型：__________同组学生姓名：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)了解集成触发器的调整方法及各点波形。
二、实验线路及原理实验线路如图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。
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)观察整流状态下模拟电路故障现象时的波形。
图1 三相桥式全控整流及有源逆变电路图四、实验设备(1)MCL 现代运动控制技术实验台主控屏。
(2)给定、零速封锁器、速度变换器、速度调节器、电流调节器组件挂箱。
(3)三相芯式变压器。
(4)滑线变阻器。
(5)双踪记忆示波器。
(6)数字式万用表。
五、实验方法1、接线与调试(1)按图4-7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图2所示。
图2 触发脉冲与锯齿波的相位关系2、三相桥式全控整流电路(1)按图1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)。
实验三 三相桥式全控整流及有源逆变电路
实验三三相桥式全控整流及有源逆变电路一、实验目的
二、实验原理
三、实验内容
四、实验仿真
设置好各模块参数后，启动仿真；改变触发角 ，启动仿真。
0度
30度
60度
90度
120度
150度
设置好各模块参数后，启动仿真；改变触发角 ，启动仿真。
0度
30度
60度
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150度
设置好各模块参数后，启动仿真；改变触发角 ，启动仿真。
0度
30度
60度
90度
120度
150度
五、预习与思考
（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？。
2三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告(精)
实验报告课程名称：现代电力电子技术实验项目：三相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验时间：实验班级：总份数：指导教师：***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学院：自动化学院专业：电气工程及其自动化班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：电力电子实验室实验日期：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（二）项目名称：三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。
2. 实验原理实验线路如图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Ld在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。
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”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”。
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路试验报告
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3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(ThreePhaseFullBridgeConverter),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三相桥式全控整流及rr 源逆变电路整流行源逆变控制信号初始化约定:0(><a<u ct >OP,u d >OV；W 。
<n,u et<OP,u d <QVa=J,u rt =OVtUd=OV连用由天灯“学差制整流 逆变 临界该次实验连接电路图如下图所示注意事项：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。
（-）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-DCConverter）o整流电路是一种把交流电源电氏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”，功率流向由负我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。
三相桥式全控整流和有源逆变电路实验
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。
三相桥式全控整流及有源逆变电路实验200409
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。
三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
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。
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实验报告
课程名称：________电力电子技术______指导老师：____成绩：__________________
实验名称：_三相桥式全控整流和有源逆变电路实验_实验类型：_____同组学生姓名：
一、实验目的二、实验原理
三、实验接线图四、实验设备
五、实验步骤六、实验数据记录
七、实验数据分析八、实验结果或结论
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)了解集成触发器的调整方法及各点波形。
二、实验原理
实验线路如下图所示。
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、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)观察整流状态下模拟电路故障现象时的波形。
三相桥式全控整流及有源逆变电路图
四、实验器材
(1)MCL现代运动控制技术实验台主控屏。
(2)给定、零速封锁器、速度变换器、速度调节器、电流调节器组件挂箱。
(3)三相芯式变压器。
(4)滑线变阻器。
(5)双踪记忆示波器。
(6)数字式万用表。
五、操作方法和实验步骤
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
(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
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。
六、实验数据记录和处理
(1)画出电路的移相特性Ud=f(α)。
由实验数据所得的Ud=f(α)如下所示：
蓝线为理论Ud
橙色线为实际Ud。
基本吻合。
(2)画出α=30°，60°，90°、120°、150°时的整流电压ud和晶闸管两端电压uT的波形。
α=30°：
α=30°α=60°
α=90°：α=120°：
α=150°：
(3)简单分析模拟故障现象。
α=60°：正常工作时情况如下：其中一相失去脉冲的情况：
可以看出，由于晶闸管触发脉冲其中一相丢失（实验中去除第六相），这样导致有两个晶闸管不工作，输出电压Ud缺一相，平均电压减小，Ud从75V变为57V，波形变差。
桥式整流必须要两个晶闸管同时导通，而去掉一路触发之后该路晶闸管不工作，无整流波形输出。
五、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任意确定吗?
从同一个三相电源接出两路，一路接到整流变压器，由整流变压器得到主电路电压，这就是晶闸管两端电压；而另一路接到同步变压器，通过同步变压器再结合阻容滤波器得到触发电路的输入电压。
通过整流变压器连接组与同步变压器连接组配合，再结合阻容滤波器产生的移相效应得到相匹配的主电路电压和触发脉冲。
不能，因为采用宽脉冲触发或双窄脉冲触发，而本实验采用的是双窄脉冲触发不能任意确定三相电源相序，因为三相全控整流电路由六只晶闸管控制，按一定顺序导通。
若三相电源相序发生变化，触发脉冲无法同步，则电路不能正常工作。
(2)本实验中，在整流向逆变切换时，对α角有什么要求?为什么?
整流时，α角要小于90°
逆变时，α角要大于90°，因为只有这样，才有Ud=Ud0(α=0时的Ud值)*cosα<0,从而使变流电路工作在逆变状态，实现逆变功能。
此外α要小于180°，防止逆变颠覆。
七、讨论、心得
1．确定α角需要十分小心，最好实时测量，并观测对应Ud值是否符合理论值。
2. 逆变实验时，我们发现，波形U=0和实际的地线相差很多，仔细检查了连线，发现并没有问题，后来才发现是示波器的地线没有接好，这也导致了波形不平滑，整流的数据有误，再次测量，果然波形变得好了许多。