电力电子技术及运动控制实验指导书 - 图文

⑤在接有续流二极管VD3及α=60°时，移去触发脉冲(将单结晶体管触发电路上的“G”或“K”拔掉)，观察并记录移去脉冲前后Ud、UVT1、UVT3、UVD2、UVD1和Id的波形。

八、实验报告

(1) 画出电阻性负载、电阻电感性负载时Ud/U2=f(α)的曲线。

(2) 画出电阻性负载、电阻电感性负载，α角分别为30°、60°、90°时的Ud、UVT的波形。 (3) 说明续流二极管对消除失控现象的作用。

九、思考题

(1) 单相桥式半控整流电路在什么情况下会发生失控现象?

(2) 在加续流二极管前后，单相桥式半控整流电路中晶闸管两端的电压波形如何?

北京工商大学信息工程学院实验中心

9

实验二 三相桥式全控整流

一 实验目的

1. 加深理解三相桥式全控整流电路的工作原理 2. 了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形

二 实验线路及原理

图3-1 三相桥式全控整流实验线路

Ug

图3-2给定电路线路 图

图3-1是三相桥式全控整流实验线路图，图3-2是给定电路的线路图。三相桥式全控整流电路实质是共阴极组与共阳极组整流电路的串联，习惯上希望三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6，因此晶闸管是这样编号的：VT1和VT4接U相，VT3和VT6接V相，VT5和VT2接W相。VT1、VT3、VT5组成共阴极组，VT4、VT6、VT2组成共阳极组。三相桥式全控整流电路中，6个晶闸管导通的顺序是：

VT6-VT1、VT1-VT2、VT2-VT3、VT3-VT4、VT4-VT5、VT5-VT6

每隔60度有一个晶闸管换相。从上述三相桥式全控整流电路的工作过程可以看出：

1. 三相全控整流电路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

10

北京工商大学信息工程学院实验中心

闸管是共阴极组的，另一个是共阳极组的。

2. 关于触发脉冲的相位，共阴极组的VT1、VT3、VT5之间应互差120度；共阳极组的VT4、VT6、VT2之间也互差120度。接在同一相的两管，如VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2之间则互差180度。

3. 为了保证整流桥和闸后共阴极组和共阳极组各有一晶闸管导通，或者由于电流断续后再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时给触发脉冲。为此，可以采取两种办法：一种是使每个触发脉冲的宽度大于60度，称宽脉冲触发；另一种是在触发某一号晶闸管的同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，相当于用两个窄脉冲等效代替大于60度的宽脉冲，称双脉冲触发。用双脉冲触发，在一个周期内对每个晶闸管需要连续触发两次，两次脉冲前沿的间隔为60度。双脉冲电路比较复杂，但它可以减小触发装置的输出功率，减小脉冲变压器的铁心体积。用单脉冲触发，虽然脉冲次数减少一半，为了不使脉冲变压器饱和，其铁心体积要做得大些，绕组匝数多些，因而漏感增大，导致脉冲的前沿不够陡，增加去磁绕组可以改善这一情况，但又使装置复杂化，故通常多采用双脉冲触发。 4. 三相桥输出的是变压器二次线电压的整流电压。

5. 电路在任何瞬间仅有两臂的器件导通，其余4臂的器件均承受反向线电压。当控制角α>0时，每个晶闸管都不在自然换相点换相，而是从自然换相点向后移α角开始换相。

对于电感性负载，当α>60度时，晶闸管换相时瞬时值已为负值，由于电感的作用，导通的晶闸管继续导通，整流输出出现了负的电压波形，使整流电压值降低。当α=90度时，在电流连续情况下输出电压波形的正负面积相等，输出电压的平均值为零；

对于电阻性负载，当α=<60度时，由于输出电压波形连续，电流波形也连续。在一个周期中，每个晶闸管导电120度，负载电流id=ud/R，整流电压波形与电感性负载时相同。当α>60度，由于线电压过零变负时，晶闸管即阻断，输出电压为0，电流波形不连续，可以看出，当α>60度，一周期中每个晶闸管分两次导电，共导电2×（120-α）。当α=120度，输出电压为0，可见电阻负载时，最大移向范围120度。

三 实验内容

1. 主控制屏DJK02的调试；

2. 三相桥式全控整流电路带大电感负载；

四 实验设备

主控制屏DJK01、DJK02组件挂箱、双臂滑线电阻器、DJK10组件挂箱、双踪慢扫描

示波器、万用表。

五 实验方法

1. 触发电路调试

(1) 观察DJK01面板上检测三相交流电源的电压表指示值，三相电压是否平衡。 (2) 将调节电源选择开关置于“直流调速”。

北京工商大学信息工程学院实验中心

11

(3) 将示波器探头接至DJK02组件挂箱上的“脉冲观察孔”和“锯齿波观察孔”，观察6个触

发脉冲，应使其间隔均匀，相互间隔60度。

(4) 将给定器G的输出电压“Ug”提供给主控制屏DJK02面板上移向控制电压端“Uct”，调

节偏移电压电位器RP，使Uct=0时（可直接接地，以保证输入为0），α=150度，此时的触发脉冲波形如下图。

180° ωt 150° ωt (5) 将DJK02面板上的Ulf接地，将正桥触发脉冲的6个开关拨至“接通”，用示波器观察晶闸

管的门极与阴极间的触发脉冲是否正常。 2. 三相桥式全控整流电路

按图3-1、图3-2接线。将DJK06上的 “给定”输出调到零(逆时针旋到底)，使电阻器放

在最大阻值处，按下“启动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使α角在30°～150°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻R,使得负载电流Id保持在0.6A左右(注意Id不得超过0.65A)。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Uvt的波形，并记录相应的Ud数值于下表中。

计算公式: U2=2200

Ud=2.34U2*COSα ( 0 ≤α≤600)

Ud=2.34U2*[1+COS(600+α)] (600<α<1200)

α U2 Ud(记录值) Ud/U2 Ud(计算值) 30? 60? 90?

12

北京工商大学信息工程学院实验中心