三相半波有源逆变实验二

三相半波有源逆变实验二
三相半波有源逆变实验二

实验二三相半波有源逆变电路实验

一、实验目的

1、掌握三相半波有源逆变电路的工作原理,验证可控整流电路在有源逆变时的工作条件,并比较与整流工作时的区别。

2、观察逆变失败现象,并研究逆变失败产生原因及预防措施。

二、预习内容

1、什么是有源逆变和逆变角?有何分类?

2、实现有源逆变的条件是什么?

3、试画出β=30°,60°时逆变电压的波形。

三、实验所需设备及挂件

四、实验线路原理图及原理流程图

1)实验线路原理图:见图X-1

2)实验原理流程图:见X -2

图X -2实验原理流程图

五、注意事项

(1)参照三相半波可控整流实验的注意事项(1)

(2)电阻调节要缓慢进行,以防主电路电流过大,损坏晶闸管. 六、实验内容

三相半波整流电路在有源逆变状态工作下带电阻电感性负载的研究。 七、实验方法及步骤

1、DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试(与整流电路步骤与方法相同略)。

2、三相半波有源逆变电路实验 。 ①)按图X-1接线。

a) 晶闸管选用DJK02 上的正桥组VT1、VT3、VT5采用共阴极接法. b) 电感用DJK02 上的Ld=700mH

c) 电阻R 选用D42 三相可调电阻,将两个900Ω接成串联,且放在最大阻值。

注意:以上器件图片见“三相半波可控整流实验”。

d)直流电源用DJK01 上的励磁电源,其中DJK10 中的心式变压器用作升压变压器使用,变压器接成Y/Y 接法,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。

e)直流电压、电流表用DJK01和DJK02 上的均可。见上图。

②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Rp ,使触发角α=150°(即β=30°),实际调到βmin 即可。当初始触发角定下后,在以后的逆变调节中只调节给定电压Uct ,这样确保不进入整流状态。这点很重要。

③按下“启动”按钮,此时三相半波处于逆变状态,用示波器观察电路输出电压U d 波形,缓慢调节给定电位器,升高输出给定电压。观察电压表的指示,其值由负的电压值向零靠近,当到零电压的时候,也就是α=90°(即β=90°),记录β=βmin 、45°、60°、75°、90°时的电压值以及波形。

计算公式:Ud=-1.17U2cos β

注意:本实验中的U2实际是多少?

八、实验报告

(1)画出实验所得的各特性曲线与波形图。

(2)对可控整流电路在整流状态与逆变状态的工作特点作比较。

三相半波可控整流电路实验

实验七三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)及U vt= f(t)(在α=90°情况下)波形,并进行分析讨论。 2.根据实验数据,绘出整流电路的负载特性U d=f(I d),输入—输出特性U d/U2=f(α)。 八.思考 1.如何确定三相触发脉冲的相序?它们间分别应有多大的相位差? 2.根据所用晶闸管的定额,如何确定整流电路允许的输出电流?

三相半波桥式(全波)整流及六脉冲整流电路

三相半波桥式(全波)整流及六脉冲整流电路 1. 三相半波整流滤波 当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时,三相整流电路就被提了出来。图1所示就是三相半波整流电路原理图。在这个电路中,三相中的每一相都和单独形成了半波整流电路,其整流出的三个电压半波在时间上依次相差120o 叠加,并且整流输出波形不过0点,其最低点电压 式中Up——是交流输入电压幅值。 并且在一个周期中有三个宽度为120o的整流半波。因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流 时的电容量都小。 图1 三相半波整流电路原理图 2. 三相桥式(全波)整流滤波 图2所示是三相桥式全波整流电路原理图。图3是它们的整流波形图。图3(a)是三相交流电压波形;图3(b)是三相半波整流电压波形图;图3(c)是三相全波整流电压波形图。在输出波形图中,N粗平直虚线是整流滤波后的平均输出电压值,虚线以下和各正弦波的交点以上(细虚线以上)的小脉动波是整流后未经滤波的输出电压波形。

图2 三相桥式全波整流电路原理图 由图1和图2可以看出,三相半波整流电路和三相桥式全波整流电路的结构是有区别的。 (1)三相半波整流电路只有三个整流二极管,而三相全波整流电路中却有六只整流二极管; (2) 三相半波整流电路需要输入电源的中线,而三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。 由图3可以看出三相半波整流波形和三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。 图3 三相整流的波形图 ①三相半波整流波形的脉动周期是120o而三相全波整流波形的脉动周期是60o; ②三相半波整流波形的脉动幅度和输出电压平均值:三相半波整流波形的脉动幅度是: (1) 式中U——脉动幅度电压;Up是正弦半波幅值电压,比如有效值为380V的线电压, 其半波幅值电压为: (2)

三相全控桥式整流及有源逆变电路的设计

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u d(t)、i d(t)、u VT(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.设计理念与思路 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,逆变成与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

三相半波整流电路论文设计

电力电子技术课程设计 题目:三相半波整流电路的设计 作者:伟龙 学号: 指导教师:宁 专业班级:13级电气工程及其自动化本科2班 工业学院 2015年12月21日

目录 一、目录 (1) 二、引言 1.1 什么是电力电子技术 (2) 1.2 整流电路的应用领域及分类 (2) 三、设计目的及意义 (3) 四、设计的要求和容 4.1 三相半波整流电路电阻负载原理组成 (3) 4.2 三相半波整流电路电阻负载原理图 (4) 4.3 三相半波整流电路原理波形分析 (4) 4.4 三相半波整流电路的保护电路 (6) 五、三相半波整流电路数量计算 5.1 输出值的计算 (7) 5.2 晶闸管电流有效值 (8) 5.3 晶闸管额定电流 (8) 六、Matlab软件电脑仿真原理图 6.1 电阻负载Matlab原理图仿真 (8) 6.2 阻感负载Matlab原理图仿真 (9) 6.3 电阻负载Matlab波形图仿真 (9) 七、心得体会 (11) 八、参考文献 (12) 九、致 (12)

二、引言 2.1 什么是电力电子技术 电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术,又大多是为应用强电的工业服务的,故常将它归属于电工类。电力电子技术的容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料,最常用的材料为单晶硅;它的理论基础为半导体物理学;它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础,根据器件的特点和电能转换的要求,又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路,根据应用对象的不同,组成了各种用途的整机,称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统量应用。 2.2 整流电路的应用领域及分类 工业中广泛使用的整流电路的目的是把国家电网中的交流电能转换为直流电能。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 当整流负载容量较大,或要求直流电压脉动较小、易滤波时,应采用三相整流电路。由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制,而构成的一门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处,因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计,又因为整流电路应用非常广泛,在三相可控整流电路中,最基本的是三相半波可控整流电路,应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路,双反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等,均可在三相半波可控整流电路的基础上进行分析,因此本次我们要做的实践是三相半波可控整流电路。

三相半波可控整流电路

三相半波可控整流电路

1. 电阻负载 (1) 工作原理 三相半波可控整流电路如图1 a) 所示。为得到零线,变压器二次侧必须接成星形,而一次侧接成三角形,避免3次谐波电流流人电网。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源,它们的阴极连接在一起,称为共阴极接法,这种接法触发电路有公共端,连线方便。 假设将电路中的晶闸管换作二极管,并用VD表示,该电路就成为三相半波不可控整流电路,以下首先分析其工作情况。此时,三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大,则该相所对应的 二极管导通,并使另两相的二极管承受反压关断,输出整流电压即为该相的相电压,波形如图1 d) 所示。在一个周期中,器件工作情况如下:在ωt1~ωt2期 间,α相电压最高,VD1导通,u d= u a;在ωt2~ωt3期间,b 相电压最高, VD2导通,u d= u b;在ωt3~ωt4期间,c 相电压最高,VD3导通,u d= u c。此后,在下一周期相当于ωt1的位置即ωt4时刻,VD1又导通,重复前一周期的工作情况。如此,一周期中VD1、VD2、VD3轮流导通,每管各导通120o。u d波形为三个相电压在正半周期的包络线。 在相电压的交点ωt1、ωt2、ωt3处,均出现了二极管换相,即电流由一个二极管向另一个二极管转移,称这些交点为自然换相点。对三相半波可控整流电路而言,自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻,将其作为计算各晶闸管触发角α的起点,即α=0o,要改变触发角只能是在此基础上增大,即沿时间坐标轴向右移。若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通,则电

路的工作情况与以上分析的二极管整流工作情况一样。由单相可控整流电路可知,各种单相可控整流电路的自然换相点是变压器二次电压u2的过零点。 当α= 0o时,变压器二次侧 a 相绕组和晶闸管VT1的电流波形如图1 e) 所示,另两相电流波形形状相同,相位依次滞后120o,可见变压器二次绕组电流有直流分量。 图1 f) 是VT1两端的电压波形,由3段组成:第1段, VT1导通期间,为一管压降,可近似为u VT1=0;第2段,在VT1关断后,,VT2导通期间,u VT1= u a-u b = u ab ,为一段线电压;第3段,在VT3导通期间,u VT1= u a-u c = u ac 为另一段线电压。即晶闸管电压由一段管压降和两段线电压组成。由图可见, α= 0o时,晶闸管承受的两段线电压均为负值,随着α增大,晶闸管承受的电压中正的部分逐渐增多。其他两管上的电压波形形状相同,相位依次差120o。 增大α值,将脉冲后移,整流电路的工作情况相应地发生变化。 图2 是α=30o时的波形。从输出电压、电流的波形可看出,这时负载电流处于连续和断续的临界状态,各相仍导电120o。 如果α >30o,例如α =60o时,整流电压的波形如图3 所示,当导通一相的相电压过零变负时,该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽承受正电压,但它的触发脉冲还未到,不会导通,因此输出电压电流均为零,直到触发脉冲出现为止。这种情况下,负载电流断续,各晶闸管导通角为90o,小于120o 若α角继续增大,整流电压将越来越小,α=150o时,整流输出电压为零。故电阻负载时α角的移相范围为150o。 (2) 负载电压 整流电压平均值的计算分两种情况: 1) α≤30o时,负载电流连续,有 当α= 0 时,U d最大,为U d= U d0=1.17U2. 2) α >30o时,负载电流断续,晶闸管导通角减小,此时有

三相桥式整流电路实验报告

实验报告 实验名称三相桥式全控整流电路实验课程名称电力电子技术 院系部:专业班级:学生姓名:学号:同组人:实验台号:指导教师:成绩:实验日期: 华北电力大学

实验一、三相桥式全控整流电路实验 一、实验目的 1.熟悉三相桥式全控整流电路的接线、器件和保护情况。 2.明确对触发脉冲的要求。 3.掌握电力电子电路调试的方法。 4.观察在电阻负载、电阻电感负载情况下输出电压和电流的波形。 二、实验类型 本实验为验证型实验,通过对整流电路的输出波形分析,验证整流电路的工作原理和输入与输出电压之间的数量关系。 三、实验仪器 1.MCL-III教学实验台主控制屏。 2.MCL—33组件及MCL35组件。 3.二踪示波器 4.万用表 5.电阻(灯箱) 四、实验原理 实验线路图见后面。主电路为三相全控整流电路,三相桥式整流的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。 五、实验内容和要求 1.按图接好主回路。 2.接好触发脉冲的控制回路。将给定器输出Ug接至MCL-33面板的Uct端,将MCL-33 面板上的Ublf接地。 打开MCL-32的钥匙开关,检查晶闸管的脉冲是否正常。 (1)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。 (2)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。 (3)用万用表记录α=0O、30O、60O、90O、120O时对应的Uct(Ug)的值。在做下 3.三相桥式全控整流电路 (1)电路带电阻负载(灯箱)的情况下:调节Uct(Ug),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,并用万用表记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。

三相半波有源逆变电路

a V 1 b V 2c V 3 u d R i d L M +- +-E D T 0u d α u a u b u c u a ωt 0 i d ωt i V1 i V2 i V3 i V1 (a)0 u d αu a 0i d ω i V3 三相半波有源逆变电路仿真 一、电路图及工作原理 当ɑ>90°时I d 的方向如图所示,E m 的极性与晶闸管的导通方向一致,且│E m │>│U d │,此时的U d 极性为负,电流由直流侧送到交流侧,电网吸收功率,实现逆变 三相半波有源逆变器(电阻负载)原理图 二、模型参数设置 1、电压源 三相交流电源通过三个频率为50Hz 、幅值为220V 、相位两两相差120°,A 相的设置如右图所示,另外两相设置为B

相相位滞后A相120°,Phase设置为-120°,C相相位超前A 相120°,Phase设置为120°,测量“measurements”三相都要选Voltage,以便使用万用表测量电压 2、电压电流测量 由于同步6脉冲触发器的AB,BC,CA端为同步线电压输入端,而三相电源提供的是相电压所以要通过三个电压表进行转换,其他电流电压测量无需设置直接使用 3、常量 本系统使用两个常量模块,一个提供触发角ɑ的值,一个设置为0连接同步6脉冲触发器的使能端Block,使其能

正常工作。如下图所示: 4、分路器和多路选择器 分路器输出Numbers of outputs选3 多路选择器输入Numbers of inputs选3 如图所示 5、同步6脉冲触发器 频率设置为50Hz,脉冲用宽脉冲设置为10°。 如图所示:

三相半波可控整流电路__课程设计..

《电力电子技术课程》课程设计说明书 课程名称:三相半波可控整流电路设计 学院:电气与信息工程学院 专业:电气工程及其自动化 学生姓名:黄亚娟 学号: 10401240302 指导教师:曹志平 时间: 2013年6月9日

摘要 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。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 关键词:整流,变压,触发,晶闸管,额定。

目录 摘要 (2) 目录 (3) 引言 (4) 一、三相半波整流电路原理分析 (4) 1.1.1 纯电阻性半波整流电路原理组成 (4) 1.2.1主电路设计 (4) 1.3.1 电路原理波形分析 (5) 二、三相半波整流电路数量分析 (7) 2.1.1 输出值的计算 (7) 2.2.1晶闸管的有效值 (8) 三、器件额定参数计算 (8) 3.1.1 变压器参数 (8) 3.2.1 晶闸管参数 (8) 3.3.1 变压器容量 (8) 3.4.1 晶闸管额定电压 (8) 3.5.1 晶闸管额定电流 (8) 四、MATLAB软件介绍 (9) 五、MATLAB软件电脑仿真………………………………………………… 1 1 5.1.1 MATLAB软件运用电脑仿真电路模型 (11) 5.2.1纯阻性负载三相半波可控整流电路仿真图像 (11) 5.3.1 仿真结果和实际原理分析比较 (12) 六、心得体会 (12) 七、参考文献 (13) 八致谢 (14)

三相半波可控整流电路

《电力电子技术》课程设计说明书三相半波可控整流电路 学院:电气与信息工程学院 学生姓名:XXX 指导教师:XXX 职称副教授 专业:电气工程及其自动化 班级:XXXX班 学号: 完成时间:2015年06月

摘要 三相整流电路有三相半波整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路,由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号,同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件,采用常规电路分析方法显得相当繁琐,高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果,直观性强,进一步省去了编程的步骤。 本文主要介绍三相半波可控整流电路的主电路、触发电路和保护电路的原理及电路仿真图,输入电压为三相交流线电压380V,通过降压变压器后由晶闸管转换为直流。触发电路控制晶闸管的导通,通过调节脉冲的触发角可得到不同的输出电压。本文利用Simulink对三相半波整流电路进行建模,对不同控制角、故障情况下进行了仿真分析,在触发角的调节范围为97°~150°时输出电压为0~100V。既进一步加深了三相半波整流电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。 关键词:三相半波整流电路;晶闸管;MATLAB仿真

目录 1 设计目的及要求 (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.2.1 设计课题 (1) 1.2.2 设计内容 (1) 2 主电路设计 (2) 2.1 主电路原理分析 (2) 2.2 触发角分析 (3) 2.3 主要元器件选择 (3) 2.3.1 晶闸管参数计算与选择 (3) 2.3.2 触发电路芯片选择 (3) 3 触发电路的设计 (5) 4 保护电路的设计 (6) 4.1 过压保护 (6) 4.1.1 过压的原因 (6) 4.1.2 过压保护的措施 (6) 4.2 过流保护 (6) 4.2.1 过流的原因 (6) 4.2.2 过流保护的措施 (7) 4.3 保护电路选择 (7) 5 MATLAB仿真 (8) 5.1 仿真软件MATLAB介绍 (8) 5.1.1 MATLAB简介 (8) 5.1.2 Simulink简介 (8) 5.1.3 Simulink启动与退出 (9) 5.2 MATLAB仿真模型 (10) 5.3 MATLAB仿真结果及分析 (10) 心得体会 (12)

三相半波有源逆变实验二

实验二三相半波有源逆变电路实验 一、实验目的 1、掌握三相半波有源逆变电路的工作原理,验证可控整流电路在有源逆变时的工作条件,并比较与整流工作时的区别。 2、观察逆变失败现象,并研究逆变失败产生原因及预防措施。 二、预习内容 1、什么是有源逆变和逆变角?有何分类? 2、实现有源逆变的条件是什么? 3、试画出β=30°,60°时逆变电压的波形。 三、实验所需设备及挂件 四、实验线路原理图及原理流程图 1)实验线路原理图:见图X-1

2)实验原理流程图:见X -2 图X -2实验原理流程图 五、注意事项 (1)参照三相半波可控整流实验的注意事项(1) (2)电阻调节要缓慢进行,以防主电路电流过大,损坏晶闸管. 六、实验内容 三相半波整流电路在有源逆变状态工作下带电阻电感性负载的研究。 七、实验方法及步骤 1、DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试(与整流电路步骤与方法相同略)。 2、三相半波有源逆变电路实验 。 ①)按图X-1接线。 a) 晶闸管选用DJK02 上的正桥组VT1、VT3、VT5采用共阴极接法. b) 电感用DJK02 上的Ld=700mH c) 电阻R 选用D42 三相可调电阻,将两个900Ω接成串联,且放在最大阻值。 注意:以上器件图片见“三相半波可控整流实验”。

d)直流电源用DJK01 上的励磁电源,其中DJK10 中的心式变压器用作升压变压器使用,变压器接成Y/Y 接法,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。 e)直流电压、电流表用DJK01和DJK02 上的均可。见上图。 ②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Rp ,使触发角α=150°(即β=30°),实际调到βmin 即可。当初始触发角定下后,在以后的逆变调节中只调节给定电压Uct ,这样确保不进入整流状态。这点很重要。 ③按下“启动”按钮,此时三相半波处于逆变状态,用示波器观察电路输出电压U d 波形,缓慢调节给定电位器,升高输出给定电压。观察电压表的指示,其值由负的电压值向零靠近,当到零电压的时候,也就是α=90°(即β=90°),记录β=βmin 、45°、60°、75°、90°时的电压值以及波形。 计算公式:Ud=-1.17U2cos β 注意:本实验中的U2实际是多少? 八、实验报告 (1)画出实验所得的各特性曲线与波形图。 (2)对可控整流电路在整流状态与逆变状态的工作特点作比较。

单相半波可控整流电路实验

单相半波可控整流电路实验

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重庆三峡学院 实验报告 课程名称电力电子技术 实验名称单相半波可控整流电路实验 实验类型验证学时 2 系别电信学院专业电气工程及自动化 年级班别2015级2班开出学期2016-2017下期 学生姓名袁志军学号201507144228 实验教师谢辉成绩 2017 年 4 月 30 日

填写说明 1、基本内容 (1)实验序号、名称(实验一:xxx);(2)实验目的;(3)实验原理;(4)主要仪器设备器件、药品、材料;(5)实验内容; (6)实验方法及步骤(7)数据处理或分析讨论 2、要求: (1)用钢笔书写(绘图用铅笔) (2)凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规范作图 实验三单相半波可控整流电路实验 一、实验目的 (1)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 (2)掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。 (3)了解续流二极管的作用。 二、实验所需挂件及附件 型号备注 序 号 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。 3 DJK03-1 晶闸管触发 该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。 电路 4 DJK06 给定及实验器 该挂件包含“二极管”等几个模块。 件 5 D42 三相可调电阻 6 双踪示波器自备 7 万用表自备 三、实验线路及原理 将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极,并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭(防止误触发),图中的R负载用D42三相可调电阻,将两个900Ω接成并联形式。二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上,电感L d在DJK02面板上,有100mH、200mH、700mH 三档可供选择,本实验中选用700mH。直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。 四、实验方法 (1)单结晶体管触发电路的调试 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,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,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相电位器RP1,观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°~170°范围内移动?

基于Simulink的三相半波可控整流电路仿真

基于Simulink的三相半波可控整流电路仿真 一、实验目的: 通过Simulink进行三相半波可控整流电路仿真模型的建立,进一步理解其电路原理。并观察在不同负载情况下,改变晶闸管控制角α对电路输出的影响。 二、实验原理: 三相半波可控整流电路如图1所示。电路由三相交流电源、晶闸管、负载及触发电路组成。改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。此次仿真实验过程分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。 图1 三、实验记录: (一)建立仿真模型: 在Simulink中将电路元件按相半波可控整流电路的原理图连接起来组成仿真电路。如图2所示。 图2 (二)设置模型参数: 设置三相电源电压幅值为220V,频率为50Hz,晶闸管采用脉冲触发器间隔120°交替触发,负载阻性时取R=5Ω,阻感负载时取R=5Ω,L=。 (四)模型仿真结果: 1、电阻负载(R=5Ω) (1)α=0° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。

(2)α=30° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。 (3)α=60° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。

2、阻感负载(R=5Ω,L=0.02H) (1)α=0° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。 (2)α=30° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。

三相桥式全控整流电路Simulink仿真实验

基于三相桥式全控整流电路Matlab仿真实验报告 13351040施定邦一、电路仿真原理及仿真电路图: 图1 图2

1、带电阻负载时 当a≤60°时,电压波形均连续,对于电阻负载,电流波形与电压波形形状相同,也连续。 当a>60°时,电压波形每60°中的后一部分为零,电压波形因为晶闸管不能反向导通而不出现负值。 分析可知α角的移相范围是0°--120°。 2、带阻感负载时 a≤60°时,电压波形连续,输出整流电压电压波形和晶闸管承受的电压波形与带电阻负载时十分相似,但得到的负载电流波形却有差异。电容的容值越大电流波形就越平缓,近于水平直线。 a >60°时,电压波形则出现负值,是因为环流的作用使得电压反向。 分析可知α角的移相范围是0°--90°。 二、仿真过程与结果: 设置三个交流电压源Va,Vb,Vc相位差均为120°,得到桥式全控的三相电源。6个信号发生器产生整流电路的触发脉冲,六个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序依次给出,相位差依次为60°。 设置电源频率为50Hz:

三、仿真结果 1、带电阻负载:R=100Ω,无电容(1)α=0°时各波形如下: (2)α=30°各波形如下: (3)α=60°各波形如下:

(4)α=90°各波形如下: 2、带阻感负载:R=100Ω,H=1H (1)α=0°各波形如下:

(2)α=30°各波形如下: (3)α=60°各波形如下:

(4)α=90°各波形如下: (可以看到,和理论符合得很好,说明各参数设置合理,电路的工作状态接近于理想情况) 实验总结: 通过此次仿真实验,让自己对相关电路工作原理了解得更加详细和印象深刻,反正就是熟能生巧,然后多动手操作设置各种参数组合观察实验结果以得到比较理想的波形。虽然是验证性的实验,但是还是收获比较多。

三相半波有源逆变电路上课讲义

三相半波有源逆变电 路

T a V 1 b V 2c V 3 u d R i d L M +- +-E D T 0u d α u a u b u c u a ωt 0 i d ωt i V1 i V2 i V3 i V1 (a)0 u d αu a 0i d ω i V3 三相半波有源逆变电路仿真 一、电路图及工作原理 当ɑ>90°时I d 的方向如图所示,E m 的极性与晶闸管的导通方向一致,且│E m │>│U d │,此时的U d 极性为负,电流由直流侧送到交流侧,电网吸收功率,实现逆变 三相半波有源逆变器(电阻负载)原理图 二、模型参数设置 1、电压源 三相交流电源通过三个频率为50Hz 、幅值为220V 、相位两两相差120°,A 相的设置如右图所示,另外两相设置为

B相相位滞后A相120°,Phase设置为-120°,C相相位超前A相120°,Phase设置为120°,测量“measurements”三相都要选Voltage,以便使用万用表测 量电压 2、电压电流测量 由于同步6脉冲触发器的AB,BC,CA端为同步线电压输入端,而三相电源提供的是相电压所以要通过三个电压表进行转换,其他电流电压测量无需设置直接使用 3、常量

本系统使用两个常量模块,一个提供触发角ɑ的值,一 个设置为0连接同步6脉冲触发器的使能端Block,使其能正常工作。如下图所示: 4、分路器和多路选择器 分路器输出Numbers of outputs选3 多路选择器输入Numbers of inputs选3 如图所示 5、同步6脉冲触发器 频率设置为50Hz,脉冲用宽脉冲设置为10°。

三相半波整流电路设计..

晶闸管三相半波整流电路的设计与 仿真说明书 学院:电信工程学院 班级:电气工程及其自动化(2)班 姓名:陈建龙 学号:09230220 指导老师:杨巧玲

摘要 三相整流电路有三相半波整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路,由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号,同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件,采用常规电路分析方法显得相当繁琐,高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果,直观性强,进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相半波整流电路进行建模,对不同控制角、故障情况下进行了仿真分析,既进一步加深了三相半波整流电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。 关键词: 三相半波整流电路、晶闸管、MATLAB仿真

目录 第一章设计任务与设计要求 (4) 1、设计任务 (4) 2、设计要求 (5) 第二章方案设计 (6) 第三章系统设计 (7) 1、主电路设计 (7) 2、控制电路设计 (9) 3、保护电路设计 (12) 第四章系统参数计算 (16) 1、主电路参数计算 (16) 2、保护电路参数计算 (17) 第五章系统仿真 (19) 1、仿真电路 (19) 2、仿真参数 (19) 3、仿真波形 (20) 设计体会 (29) 参考文献 (30)

第一章、设计任务及要求 一、设计题目 三相半波整流电路的负载分析。 二、设计目标及技术要求 掌握三相半波整流电路的工作原理和分析方法,设计三相半波可控整流电路;利用MATLAB中的Simulink对三相半波整流电路进行建模,调整负载、触发角等参数进行系统仿真,输出相关波形并分析实验结果。 三、给定仿真或实验条件 晶闸管三相半波整流电路,参数要求: 电网频率 f=50Hz 电网额定电压 U=380v 负载性质:电阻(10Ω) 电阻(10Ω)、电感(10mH)。 四、具体设计过程要求 (1)了解整流和触发电路的基本原理。 (2)掌握三相半波可控整流电路的工作原理和设计方法,制定三相半波可控整流电路的设计方案。 (3)根据设计要求,选择合适的器件,组建整流主回路、控制回路。 (4)设计驱动电路、保护回路,并计算各器件参数。 (5)对系统进行建模、仿真,改变负载性质和负载大小,观察、绘制输出波形,并分析实验结果。 五、仿真、实验结果分析要求等 (1)熟悉matlab/simulink/power system中的仿真模块用法及功能; (2)根据设计电路搭建仿真模型; (3)设置不同负载参数并进行仿真; (4)绘制不同触发角时对应的电压电流波形。 六、设计的心得体会要求等 附主要参考书目 1、三相半波可控整流电路的负载分析

三相桥式整流及有源逆变

实验报告 课程名称: 电力电子技术 指导老师: 马 皓 成绩: 实验名称: 三相桥式整流及有源逆变 实验类型: 同组学生姓名: 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 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。 3. 对三相桥式全控整流及有源逆变电路的特性进行研究。 二、实验内容和原理 1. 三相桥式全控整流电路实验(带电阻-电感性负载)。 2. 三相桥式有源逆变电路实验。 3. 观察整流状态下,模拟电路故障现象时的波形。 习惯上给6只晶闸管编号,共阴极的三只依次为1、3、5,共阳极的三只依次为4、6、2,即VT1和VT4 接A 相,VT3和VT6接B 相,VT5和VT2接C 相。为保证电路正常工作,晶闸管的触发脉冲通常是双窄脉冲。 在三相桥式全控整流电路中,以自然转换点作为控制角α的起算点,该点比相应的相电压波形过零点 滞后30°,即VT1、VT3、VT5的自然转换点,分别滞后于A 、B 、C 相电压正向过零点30°;VT4、VT6、VT2 的自然转换点,分别滞后于A 、B 、C 相电压负向过零点30°。 在三相桥式全控整流电路中,必须保证有二只晶闸管同时导通,才能形成电路回路,且每只管子导通 120°(强感性负载下)。由于电路中共阴极与共阳极的换流点相差60°,所以每隔60°有一次换流。 在阻性负载下,电路的控制角α最大移相控制范围为120°;在感性负载下,电路的控制角α最大移 相控制范围为90°。 在阻性负载时,负载电压ud 是六个不同线电压的组合。当α = 0°时,为三相线电压的正向包络线, 每周期脉动6 次,其脉动频率为300Hz 。当控制角α ≤ 60°时,输出电流为连续的;当控制角α > 60° 时,输出电流波形发生断续。输出电压的平均值为 控制角0≤α ≤ 60°时

中北大学电力电子课程设计-三相半波有源逆变电路设计

电子技术课程设计 说明书 三相半波有源逆变电路设计 学生姓名:学号: 三号体 学院:信息与通信工程学院 专业:电气工程及其自动化 指导教师:石喜玲 2013年 1 月

中北大学 电子技术课程设计任务书 2012/2013 学年第一学期 学院:信息与通信工程学院 专业:电气工程及其自动化 学生姓名:学号: 课程设计题目:三相半波有源逆变电路设计 起迄日期: 12月24日~ 01月4 日 课程设计地点:电气工程系软件实验室 指导教师:石喜玲 系主任:王忠庆 下达任务书日期: 2012 年 12 月 24日

课程设计任务书

课程设计任务书

目录 1 引言 (1) 1.1逆变的应用 (1) 1.2逆变的分类 (1) 1.3有源逆变产生的条件 (1) 2主电路设计及工作原理 (2) 2.1总体框架图 (2) 2.2主体电路图 (2) 2.3 工作原理 (3) 3 单元电路设计 (3) 3.1 触发电路 (3) 3.2波形观察电路 (4) 3.3设计电路图 (5) 4参数计算 (5) 5仿真波形图 (6) 6数据分析 (7) 7心得体会 (7) 参考文献 (7) 1 引言

1.1逆变的应用 随着科技的快速发展,逆变电路已经越来越多的出现在人们的生活中。目前,逆变电路的已经在很多领域应用到,比如电脑、电视、洗衣机、空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、录像机、按摩器、风扇、照明、交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。它的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。。 1.2逆变的分类 逆变与整流相对应,是把直流电能经过直交变换,向交流电源反馈能量的变换电路。当交流侧接电网,称为有源逆变,当交流侧接负载,称为无源逆变。当直流侧是电压源,称为电压源型逆变电路,当直流侧是电流源,又称为电流源型逆变电路,电压型逆变电路输出电压是矩形波,电流型逆变电路输出电流是矩形波。全控整流电路既能工作在整流方式,又能工作在有源逆变方式,即电路在一定条件下,电能从AC—DC;在另外条件下,电能又可以从DC返回AC。 1.3 有源逆变产生的条件 (1)负载侧存在一个直流电源E,由它提供能量,其电势极性与变流器的整流电压相反,对晶闸管为正向偏置电压。 (2)变流器在其直流侧输出应有一个与原整流电压极性相反的逆变电压u,其平均值U90 °,使输出电压为负值。 2 主电路设计及工作原理 2.1总体框架图

三相桥式有源逆变电路的仿真

2011-2012学年第二学期 工作室项目研究报告 研究题目:三相桥式有源逆变电路的仿真 班级: 姓名: 同组人: 指导教师: 2012年6月10日

1、前言 通常把交流电能变换成直流电能的过程称之为整流,而把直流电能变换成交流电能的过程称之为逆变,它是整流的逆过程。在逆变电路中,按照负载性质的不同,逆变分为有源逆变和无源逆变。 Matlab软件是一种用于科学工程的高级语言,也是当今控制系统设计与仿真中重要的工具软件,Matlab提供的仿真工具箱Simulink是一个功能十分强大的仿真软件,可以根据用户的需要方便地为系统建立模型,并且十分直观,仿真精度高,结果准确。 本次工作室项目主要对有源逆变电路进行讨论,并应用Matlab的可视化仿真工具Simulink对三相全桥有源逆变电路进行建模,并对仿真结果进行了分析, 并得出了正确的仿真结果。采用Matlab 来仿真电力电子技术课程中的传统实验,和传统的硬件实验对比,此实验方法有很大优越性。 2、变换器工作原理 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,三相桥式逆变电路原理图如图1所示。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。 图(1)三相桥式有源逆变电路原理图 3、仿真模型的建立 3.1三相半波可控整流及有源逆变电路的建模和参数设置 (1)建立一个新的模型窗口,命名为YYNB。 (2)打开电源模块组,分别复制三个交流电压源到YYNB模型窗口中,重命名为Ua、Ub、 Uc。打开参数设置对话框,按三相对称正弦交流电源要求设置参数(Um=50V、f=50Hz、初 相位依次为0°、-120°、-240°);打开电力电子模块组,复制一个通用变流器桥到 YYNB窗口中,选择Thyristor类型,桥的结构选择三相。

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