三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计
第4章 有源逆变电路

图4-2 全波电路的整流和逆变
(a)α=45°;β=45°
因Ra阻值很小,其电压也很小,因此Ud≈E。电流Id从Ud 的正端流出,从电动机反电动势E的正端流人,故由交流电源经 变流器输出电功率,直流电动机吸收电功率并将其转换为轴上的 机械功率以提升重物。如在提升运行中突然使晶闸管的控制角α 减小,则Ud增大,瞬时引起电流Id增大,电动机产生的电磁转矩 也增大,因电动机轴上重物产生的阻转矩不变,所以电动机转速 升高,提升加快。随着转速的升高,电动机的反电动势E=Ceφn 也增大,使Id恢复到原来的数值,此时电动机稳定运行在较高转 速。反之α增大,电动机转速减小所以改变晶闸管的控制角.可 以很方便地对电动机进行无级调速,从而改变提升的速度。 • 当α增大到某值如α3值,如图4一3所示,如此时电动机转矩 M1恰好与负载转矩相等,则电动机稳定在n=0处a点。如图4一3中 曲线①,这相当干整流器供电给电阻和电感,仍运行在整流状态。 如α再增大到90°,如图4-3中曲线②,则电动机转矩小于负载 转矩,于是在重物作用下电动机反转,E改变方向,E使Id增加, 最后稳定在b点,此时电动机运行在能耗制动状态,向整流器输 出的平均功率为零。
图4-6 有源逆变环流失败波形
• 二、最小逆变角的确定及限制 • 根据上述各种逆变失败原因的分析,可以总结出这样一条规 律:为了保证逆变能正常工作,除了选用可靠的触发器不丢失脉 冲外,同时对触发脉冲的最小逆变角β min,必须要有严格的限 制。 • 〔一)最小逆变角β min的确定 • 要保证在电压换相点之前完成换相,触发脉冲必须有超前的 电角度,即最小逆变角β min 应根据下面的因素来考虑。
•
公式与整流时一样。由于逆变运行时α>90°,cosα计算不 太方便,于是引入逆变角β,令α=π-β,用电度表表示时为 α=180°-β,所以
锯齿波同步移相触发电路实验

锯齿波同步移相触发电路实验一、实验实训目的1.加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理和各元件的作用。
2.掌握锯齿波同步移相触发电路的调试步骤和方法。
二、实验实训设备DJK01电源控制屏 1块DJK03 晶闸管触发电路 1块双踪示波器 1台万用表 1块三、实验实训线路及原理实验原理如图5-56所示。
其原理参看教材相关的内容。
图5-56 锯齿波同步移相触发电路原理图四、实验实训内容及步骤1.按图接好线后,接通电源,用示波器观察各观察孔的电压波形,并与理论波形比较。
1)同时观察1、2孔的电压波形,了解锯齿波宽度和1孔电压波形的关系。
2)观察3~5孔电压波形和输出电压U g的波形,记下各波形的幅值与宽度,并比较3孔电压U3与5孔电压U5的对应关系。
2.调节触发脉冲的移相范围。
将控制电压U ct调至零(调电位器RP1 ),用示波器观察1孔电压U1和U5的波形,调节偏移电压U b(即调节RP2)使α=180º,其波形如图5-57 所示。
3.调节U ct(调节RP1),使α=60º,观察并记录面板上观察孔1~5及输出脉冲电压波形,标出其副值与宽度并记录在表5-2中(可在示波器上直接读出,读数时应将示波器的“V/cm”和“t/cm”的旋钮放置在校准位置,以防读数误差)。
表5-2U1U2U3U4U5U g 幅值(V)宽度(ms)图5-57 锯齿波同步触发电路移相范围五、实验实训注意事项1.观察输出脉冲电压U g时,应将输出端G、K分别接到晶闸管的门极和阴极,否则,无法观察到U g波形。
2.第3点没有波形时,请调节RP2、RP3。
六、实验实训报告1.画出α=60º时,观察孔1~5及输出脉冲电压波形。
2.指出U ct增加时,α应如何变化?移相范围大约等于多少度?指出同步电压的哪一段为脉冲移相范围。
3.分析RP3对输出脉冲宽度的影响。
4.写出本次实验实训的心得与体会。
实验实训二锯齿波同步移相触发电路实训(实验实训一、实验实训二选做一个)一、实训目的1.加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理和各元件的作用。
电力电子技术实验教案(电气1501-1505、自动化1501-1504、自动化卓越1501)(201

课程教案课程名称:电力电子技术实验任课教师:张振飞所属院部:电气及信息工程学院教学班级:电气1501-1504班、自动化1501-1504自动化卓越1501教学时间: 2017-2018学年第一学期湖南工学院课程基本信息实验一、 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验一、本次课主要内容1、晶闸管(SCR)特性实验。
2、可关断晶闸管(GTO)特性实验(选做)。
3、功率场效应管(MOSFET)特性实验。
4、大功率晶体管(GTR)特性实验(选做)。
5、绝缘双极性晶体管(IGBT)特性实验。
二、教学目的及要求1、掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。
2、掌握各器件对触发信号的要求。
三、教学重点难点1、重点是掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。
2、难点是各器件对触发信号的要求。
四、教学方法和手段课堂讲授、提问、讨论、演示、实际操作等。
五、作业及习题布置撰写实验报告一、实验目的1、掌握各种电力电子器件的工作特性。
2、掌握各器件对触发信号的要求。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载电阻R串联后接至直流电源的两端,由DJK06上的给定为新器件提供触发电压信号,给定电压从零开始调节,直至器件触发导通,从而可测得在上述过程中器件的V/A特性;图中的电阻R用DJK09 上的可调电阻负载,将两个90Ω的电阻接成串联形式,最大可通过电流为1.3A;直流电压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得,五种电力电子器件均在DJK07挂箱上;直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器,然后调压器输出接DJK09上整流及滤波电路,从而得到一个输出可以由调压器调节的直流电压源。
实验线路的具体接线如下图所示:图1-1 新器件特性实验原理图四、实验内容1、晶闸管(SCR)特性实验。
2、可关断晶闸管(GTO)特性实验。
3、功率场效应管(MOSFET)特性实验。
三相桥式全控整流电路带电阻负载=时的波形

1
ua u2 = 0° ud 1
ub
uc
1. 带电阻负载时的工作情况 1) α =0时的情况 对于共阴极阻的 3 个晶闸 管,阳极所接交流电压值 最大的一个导通; 对于共阳极组的 3 个晶闸 管,阴极所接交流电压值 最低(或者说负得最多) 的导通; 任意时刻共阳极组和共阴 极组中各有 1 个 SCR 处于 导通状态。其余的 SCR 均 处于关断状态。 触发角 α 的起点,仍然是 从自然换相点开始计算, 注意正负方向均有自然换 相点。
13
u2 u d1 O u d2 u 2L ud
= 0° u a t1
Ⅰ u ab Ⅱ u ac Ⅲ u bc
ub
uc
t
Ⅳ u ba Ⅴ u ca uⅥ cb u ab u ac
O
t
i VT
1 1
O u VT
u ab
u ac
u bc
u ba
u ca
u cb
u ab
u ac
t
O
t
u ab
☞对触发脉冲的要求 √6个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序, 相位依次差60 。 √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 。 √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 。
图3-21 三相桥式全控整流电路带电阻负载=60时的波形 16
电力电子技术实验报告解答

实验一锯齿波同步移相触发电路实验一、实验目的(1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。
(2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。
三、实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11所示。
锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成,其工作原理可参见1-3节和电力电子技术教材中的相关内容。
四、实验内容(1)锯齿波同步移相触发电路的调试。
(2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。
五、预习要求(1)阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容,弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。
(2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。
六、思考题(1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点?(2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关?(3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大?七、实验方法(1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V(不能打到“交流调速”侧工作,因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%,而“交流调速”侧输出的线电压为240V。
如果输入电压超出其标准工作范围,挂件的使用寿命将减少,甚至会导致挂件的损坏。
在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时,通过操作控制屏左侧的自藕调压器,将输出的线电压调到220V左右,然后才能将电源接入挂件),用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端,按下“启动”按钮,打开DJK03-1电源开关,这时挂件中所有的触发电路都开始工作,用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。
①同时观察同步电压和“1”点的电压波形,了解“1”点波形形成的原因。
②观察“1”、“2”点的电压波形,了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。
③调节电位器RP1,观测“2”点锯齿波斜率的变化。
电力电子技术课程设计--三相可控整流技术的工程应用

课程设计报告题目三相可控整流技术的工程应用学院名称电气信息学院专业班级 xxxxxxxxxxxxxxx学号 xxxxxxxxxx学生姓名 xxxxx指导教师 xxxxxxx2012年1月12日摘要电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。
据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。
电力系统在通向现代化的进程中,电力电子技术是关键技术之一。
可以毫不夸张地说,如果离开电力电子技术,电力系统的现代化就是不可想象的。
整流电路技术在工业生产上应用极广。
如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。
整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路,不仅应用于一般工业,也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。
因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。
关键词:电力电子三相桥式可控电路整流AbstractPower electronics technology has a very wide range of applications in the power system. It is estimated that in developed countries more than 60% of the electrical energy at least through the end-use of electricity, more than once device processing power electronic converters. Power system in the process leading to the modern power electronics technology is one of the key technologies. It is no exaggeration to say that, if you leave power electronics technology, the modernization of the electric power system is unthinkable.Rectifier circuit technology has very wide application in industrial production. Such as voltage variable speed DC power supply, electrolysis and electroplating DC power. The rectifying circuit is the AC power is converted to DC power circuit. Most of the rectifier circuit by the transformer, rectifier circuit, and filters. It has been widely used in the field of DC motor speed control, generator excitation regulator, electrolysis, electroplating.Rectifier circuit, especially the three-phase bridge controlled rectifier circuit is the most important and the most widely used application circuit in the power electronics technology is not only used in general industrial, is also widely used in the transportation, electric power systems, communication systems, energy systems and other fields. Comparative analysis and study of the three-phase bridge controlled rectifier circuit parameters and the different nature of the work load has great practical significance, this is not only an important part of the learning power electronic circuit theory and engineering practice The practical application of predictive and guiding role.Key words:Power electronic Three-phase bridge controlled circuit Rectifier目录摘要 (2)一.设计任务书 (5)二.设计说明 (6)2.1设计目的 (6)2.2作用 (6)2.3技术指标 (6)三.设计方案的选择 (7)3.1三相桥式可控整流电路原理 (7)3.2三相桥式可控整流电路原理图 (7)3.3三相桥式可控整流电路工作波形 (8)3.4总设计框图 (10)四.触发电路的设计 (11)五.保护电路的设计 (12)5.1过电压保护 (12)5.2过电流保护 (13)六.参数的计算 (14)七.器件选择清单 (15)八.三相桥式可控整流电路的工程应用 (16)九.心得体会 (16)参考文献 (17)一.设计任务书院系:xxxxxxxxx年级:xxxxxx专业班级:xxxxxxxxxx二.设计说明2.1设计目的合理运用所学知识,进行电力电子电路和系统设计的能力,理解和掌握常用的电力电子电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法,掌握元器件的选择计算方法。
电力电子技术实验报告 (2)

电力电子技术实验报告学院:专业:班级:姓名:实验一锯齿波同步移相触发电路实验一、实验目的(1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。
(2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路的原理图见DJK03-1挂件介绍中锯齿波同步移相触发电路原理图。
锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成,其工作原理可参见DJK03-1挂件介绍部分和电力电子技术教材中的相关内容。
四、实验内容(1)锯齿波同步移相触发电路的调试。
(2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。
五、实验方法(1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V(不能打到“交流调速”侧工作,因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V±10%,而“交流调速”侧输出的线电压为240V。
如果输入电压超出其标准工作范围,挂件的使用寿命将减少,甚至会导致挂件的损坏。
在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时,通过操作控制屏左侧的自藕调压器,将输出的线电压调到220V左右,然后才能将电源接入挂件),用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端,按下“启动”按钮,打开DJK03-1电源开关,这时挂件中所有的触发电路都开始工作,用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。
①同时观察同步电压和“1”点的电压波形,了解“1”点波形形成的原因。
②观察“1”、“2”点的电压波形,了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。
③调节电位器RP1,观测“2”点锯齿波斜率的变化。
④观察“3”~“6”点电压波形和输出电压的波形,记下各波形的幅值与宽度,并比较“3”点电压U3和“6”点电压U6的对应关系。
(2)调节触发脉冲的移相范围将控制电压Uct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底),用示波器观察同步电压信号和“6”点U6的波形,调节偏移电压Ub(即调RP3电位器),使α=170°,其波形如下图所示。
电力电子实验报告

第三章实验十二单相交流调压电路实验
一、原理概述
通过改变反并联晶闸管或双向晶闸管的控制角α,从而改变交流输出电压的大小。因为触发脉冲为窄脉冲时,会造成晶闸管工作不对称,所以交流调压电路通常采用宽脉冲或脉冲列触发。
二、实验报告
(2)α=30°时
α=60°时α=90°时
阻感性负载和阻性负载波形相同在此略
(3)在负载侧并联一个续流二极管,使负载电流通过续流二极管续流,而不再经过T1、D1或T3、D2这样可使晶闸管恢复阻断能力。
三、思考题
(1)电路在正常运行情况下,突然把触发脉冲切断或者α角增大到180°,就会产生“失控”。
三、思考题
实现有源逆变的条件有两个
(1)外部条件:外部有一个直流电势,方向与晶闸管导通方向一致,值稍大于变流器侧输出的平均电压。
(2)内部条件:逆变电路的主电路为全控结构,α>90°,处于逆变区。
本电路直流电势由整流输出电压提供,使用心式变压器进行升压,使直流电势值稍大于变流器侧输出的平均电压。
第三章实验八三相半波可控整流电路实验
二、实验报告
(1)当α=90°时,Ud、UVT波形如图所示。
(2)
(3)由波形可以看出当晶闸管导通时输入电压全部加在输出电压Ud两端,当晶闸管截止时,输入电压全部加在晶闸管两端;带感性负载时,由于电流不能突变,输出电压出现负压,此时电压由变压器提供。
三、思考题
(1)由 知C1越大, 越小,反之,C1越小, 越大。
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电力电子技术课程设计报告有源逆变电路的设计姓名学号年级 20级专业电气工程及其自动化系(院)指导教师2012年 12 月 10 日课程设计任务书课程《电力电子技术》题目有源逆变电路的设计引言任务:在已学的《电力电子技术》课程后,为了进一步加强对整流和有源逆变电路的认识。
可设计一个三相全控桥式整流电路及有源逆变电路。
分析两种电路的工作原理及相应的波形。
通过电路接线的实验手段来进行调试,绘制相关波形图要求:a. 要有设计思想及理论依据b. 设计出电路图即整流和有源逆变电路的结构图c. 计算晶闸管的选择和电路参数d. 绘出整流和有源逆变电路的ud(t)、id(t)、uVT(t)的波形图e. 对控制角α和逆变β的最小值的要求设计题目三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计一.设计目的1.更近一步了解三相全控桥式整流电路的工作原理,研究全控桥式整流电路分别工作在电阻负载、电阻—电感负载下Ud, Id及Uvt的波形,初步认识整流电路在实际中的应用。
2.研究三相全控桥式整流逆变电路的工作原理,并且验证全控桥式电路在有源逆变时的工作条件,了解逆变电路的用途。
二.设计理念及思路晶闸管是一种三结四层的可控整流元件,要使晶闸管导通,除了要在阳极—阴极间加正向电压外,还必须在控制级加正向电压,它一旦导通后,控制级就失去控制作用,当阴极电流下降到小于维持电流,晶闸管回复阻断。
因此,晶闸管的这一性能可以充分的应用到许多的可控变流技术中。
在实际生产中,直流电机的调速、同步电动机的励磁、电镀、电焊等往往需要电压可调的直流电源,利用晶闸管的单向可控导电性能,可以很方便的实现各种可控整流电路。
当整流负载容量较大时,或要求直流电压脉冲较小时,应采用三相整流电路,其交流侧由三相电源提供。
三相可控整流电路中,最基本的是三相半波可控整流电路,应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。
三相半波可控电路只用三只晶闸管,接线简单,但晶闸管承受的正反向峰值电压较高,变压器二次绕组的导电角仅120°,变压器绕组利用率较低,并且电流是单向的,会导致变压器铁心直流磁化。
而采用三相全控桥式整流电路,流过变压器绕组的电流是反向电流,避免了变压器铁芯的直流磁化,同时变压器绕组在一个周期的导电时间增加了一倍,利用率得到了提高。
逆变是把直流电变为交流电,它是整流的逆过程,而有源逆变是把直流电经过直-交变换,逆变成及交流电源同频率的交流电反送到电网上去。
逆变在工农业生产、交通运输、航空航天、办公自动化等领域已得到广泛的应用,最多的是交流电机的变频调速。
另外在感应加热电源、航空电源等方面也不乏逆变电路的身影。
在很多情况下,整流和逆变是有着密切的联系,同一套晶闸管电路即可做整流,有能做逆变,常称这一装置为“变流器”。
三.关键词晶闸管,三相全控桥式,整流,有源逆变,波形四.设计主要设备1.MCL系列教学试验台主控制屏;2.NMCL-002电源控制屏;3.NMCL-001交直流仪表;4.NMCL-33触发电路和晶闸管主回路;5.NMEL-03三相电阻器;6.NMEL-05开关板;7.NMCL-331平波电抗器;8.双踪示波器;9.万用电表。
五.设计电路图及工作原理1.电路结构三相全控桥式整流电路是利用晶闸管的单向可控导电性能,实现直流电变交流电,电路结构采用共阴极接法的三相半波(VT1,VT3,VT5)和共阳极接法的三相半波(VT4,VT6,VT2)的串联组合,由于共阴极组在正半周导电,流经变压器的是正向电流;而共阳极组在负半周导电,流经变压器的是反向电流。
因此变压器绕组中没有直流磁通,且每相绕组正负半周都有电流通过,提高了变压器的利用率。
共阴极组的输出电压是输入电压的正半周,共阳极组的输出电压是输入电压的负半周,总的输出电压是正负两个输出电压的串联。
电压型逆变电路有以下主要特点: 1)直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻态。
2)由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且及负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗角情况不同而不同。
3)当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
1.4 三相电压型桥式逆变电路用三个单相逆变电路可以组合成一个三相逆变电路。
但在三相逆变电路中,应用最为广泛的还是三相桥式逆变电路。
采用 IGBT 作为开关器件的三相电压型桥式逆变电路如图 3 所示,可以看成是由三个半桥逆变电路组成。
图 3 三相电压型桥式逆变电路电路的直流侧通常只有一个电容器就可以了,但为了方便分析,画作串联的两个电容器并标出假想中点N ′ 。
和单相半桥、全桥逆变电路相同,三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是180° 导电方式,即每个桥臂的导电角度为180° ,同一相(即同一半桥)上下两个臂交替导电,各相开始导电的角度以此相差120° 。
这样,在任一瞬间,将有三个桥臂同时导通。
可能是上面一个臂下面两个臂,也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。
因为每次换流都是在同一相上逆变电路逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波,经低通滤波器滤波后,从而使负载上得到的实际电压为正弦波,逆变电路是由 4 个 IGBT 管(VT1、VT2、 VT3、VT4)组成的全桥式逆变电路组成,如图 2 所示。
+ VT1 VT2 直直电直 VT4 L1 VT3 C 三三 - 图 2 逆变电路当交流侧接在电网上,即交流侧接有电源时,称为有源逆变;当交流侧直接和负载连接时,称为无源逆变。
此外,逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种:直流侧是电压源的称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的称为电流型 5 武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书逆变电路。
本次课程设计任务要求为电压型逆变电路的设计。
有源逆变是将直流电变成和电网同频率的交流电并送回到交流电网中去。
逆变的两个条件,一是要有直流电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压,因此主电路图采用了一个用整流二极管VD1~VD6组成三相不可控整流电路来提供一个直流电动势,为了保证其值大于变流电路直流侧的平均电压,应该给变流电路直流侧加一个变压器来满足条件;二是晶闸管的控制角ɑ>90°(即0<β<90°),使Ud为负值。
只有同时满足这两个条件,才能实现逆变。
三相全控桥式整流及有源逆变主电路图700mHLUVWUVWVT1VT2VT3VT4VT5VT6G1G2G3G4G5G6UctUV图 12.电路工作原理⑴整流电路在上图所示的三相全控桥式整流电路中,设ωL>>Rd,在ɑ=0°时,其对应的各电压、电流波形如下图所示:根据晶闸管的导通条件可知,对共阴极组来说,哪相电位较其他两相高时,就触发该相晶闸管使其导通;对共阳极组来说,哪相的电位较其他两相低时,就触发该相晶闸管使其导通。
为保证整流电流id有通路,必须保证在同一时刻里共阴极组和共阳极组中各有一个晶闸管导通。
即电流的通路为:变压器二次绕组→共阴极组的某相→负载→共阳极的某相→变压器二次绕组。
整流输出电压为Ud=Ud1-Ud2其中,ud1为共阴极组输出电压瞬时值;ud2为共阳极组输出电压瞬时值。
如果共阴极组和共阳极组控制角相同,则两组整流电压平均值相等,三相全控桥式整流电路的整流电压应为三相半控时的两倍。
图 2在一个周期内,晶闸管的导通顺序为VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→ VT6。
在这里只分析ɑ=0°时的工作情况如上图所示,将一个周期相电压分为六个区间:①在ωt1~ωt2区间:U相电压最高,VT1被触发导通。
V相电压最低,VT6被触发导通,加在负载上的输出电压Ud=Uu-Uv=Uuv。
②在ωt2~ωt3区间:U相电压最高,VT1被触发导通。
W相电压最低,VT2被触发导通,加在负载上的输出电压Ud=Uu-Uw=Uuw。
③在ωt3~ωt4区间:V相电压最高,VT3被触发导通。
W相电压最低,VT2被触发导通,加在负载上的输出电压Ud=Uv-Uw=Uvw。
④在ωt4~ωt5区间:V相电压最高,VT3被触发导通。
U相电压最低,VT4被触发导通,加在负载上的输出电压Ud=Uv-Uu=Uvu。
⑤在ωt5~6ωt区间:W相电压最高,VT5被触发导通。
U相电压最低,VT4被触发导通,加在负载上的输出电压Ud=Uw-Uu=Uwu。
⑥在ωt6~ωt7区间:W相电压最高,VT5被触发导通。
V相电压最低,VT6被触发导通,加在负载上的输出电压Ud=Uw-Uu=Uwu。
⑵整流电路的工作特点①任何时候共阴极和共阳极组各有一个元件同时导通才能形成电流通路。
每个晶闸管导通角为120°;②共阴极组晶闸管VT1,VT3,VT5,按相序依次触发导通,相位相差120°,共阳极组晶闸管VT2,VT4,VT6,相位相差120°,也按相序依次触发导通,同一相得晶闸管相位差180°.③输出电压由六段电压组成,每周期脉动六次。
④晶闸管承受的电压波形及三相半波时相同,它至于晶闸管的导通情况有关,其波形由三段组成。
一段为零,两段为线电压。
晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。
⑤变压器二次绕组流过正、负两个方向的电流,消除了变压器的直流磁化,提高了利用率。
⑥对触发脉冲宽度的要求。
整流桥正常工作时,需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲,常用的方法有两种:一种是宽脉冲触发,它要求触发脉冲的宽度大于60°;另一种是双窄脉冲触发,即触发一个晶闸管时,向小一个序号的晶闸管补发一个脉冲。
宽脉冲触发要求触发功率大,易使脉冲变压器饱和,所以采用双脉冲触发。
ɑ>0°时,晶闸管不在自然换相电换流,而是从自然换相点后移ɑ角度开始换流,工作过程及ɑ=0°基本相同。
电阻性负载ɑ≤60°时的Ud波形连续,ɑ>60°时Ud波形连续,ɑ=120°时,输出电压为零,因此三相全控桥式整流电路电阻性负载相移范围为0°~120°。
⑶逆变电路图 1为三相桥式有源逆变电路的原理图。
为满足逆变条件,左端桥式不可控整流电路为逆变提供了上正下负的电动势。
六.电路调试1.校正双踪示波器,两个探头同时夹在示波器自带的方波发生器上,如果方波的正负面积相等,则示波器正常,否则就要校正好示波器。
2.按电路原理图接线,未上主电源前,检查电源相序及晶闸管的脉冲是否正常。
⑴.打开NMCL-002电源开关,给定电压有电压显示。
⑵.确定电源相序——双踪示波器法。