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电力电子技术综合实践报告

*** 赵鑫

三相桥式全控整流电路与三相逆变电路组合

实验目的

设计三相桥式全控整流电路与三相逆变电路结合为一个电路并观察实验结果。

实验内容

在电脑上连接三相逆变电路与三相桥式全控整流电路，并将二者连接在一起。

图一 实验电路连接图

通过simulink仿真得到仿真结果，然后在实验台上验证。

实验原理与设计思路

1）三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路由六只晶闸管组成,VS1、VS2、VS3、为共阴极组,VS4、VS5、VS6为共阳极组。

在交流电源的一个周某某，晶闸管在正向阳极电压作用下不导通的电角度称为控制角或移相角，用α表示；导通的电角度称为导通角，用θ表示。在三相可控整流电路中，控制角的起点，不是在交流电压过零点处，而是在自然换流点(又称自然换相点)，即三相相电压的交点。采用双窄脉冲触发时，触发电路每隔60°依次同时给两个晶闸管施加触发脉冲。

α=0

α=0时，晶闸管在自然换流点得到触发脉冲。波形图如图2。

设从第一个自然换流点算起的电角度为φ。在φ=0°时，VS1和VS5得到触发脉冲。由图2可看出，此时线电压的最大值为uab，即VS1的阳极电位最高、VS5的阴极电位最低，所以VS1和VS5导通。忽略VS1和VS5的导通压降，输出电压ud=uab。在此后60°期间，VS1和VS5保持导通，此输出保持60°。/

图2

在φ=60°时，VS1和VS6得到触发脉冲，由图2可看出，此时线电压的最大值变为uac，所以VS1保持导通，VS6导通，输出电压ud=ubc。此输出保持60°。

在φ=120°时，VS2和VS6得到触发脉冲，由图2可看出，此时线电压的最大值变为ubc，所以VS2导通，VS6保持导通，输出电压ud=ubc。此输出保持60°。

同理，此后输出电压依次等于uba、uca、ucb。

此时的工作情况和输出电压波形与三相桥式不控整流电路完全一样,整流电路处于全导通状态。

当α>0时,品闸管导通要推迟α角,但品闸管的触发、导通顺序不变。

α=60°

α=60°时,晶闸管在自然换流点之后60°得到触发脉冲。波形图如图3

./

图3

在φ=60°时,VS1和VS5得到触发脉冲,由图3可看出,此时线电压的最大值为uac,由于VS6没有得到触发脉冲不能导通,而uab大于零,所以VS1和VS5导通,输出电压ud=uab。此输出保持60°。

在φ=120°时,VS1和VS6得到触发脉冲,由图3可看出,此时线电压的最大值变为ubc,由于VS2没有得到触发脉冲不能导通,而uac大于零,所以VS1保持导通,VS6导通,输出电压ud=uac。此输出保持60°。

在φ=180°时,VS2和VS6得到触发脉冲,由图3可看出,此时线电压的最大值变为uba,由于VS4没有得到触发脉冲不能导通,而ubc大于零,所以VS2导通,VS6保持导通,输出电压ud=uuac。此输出保持60°。

同理,此后输出电压依次等于uba、uca、ucb。

α在0~60°范围内,输出电压ud的波形是连续的,晶闸管的导通角θ=120°保持不变(不随控制角α变化而变化)。

α=90°

α=90°时,晶闸管在自然换流点之后90°得到触发脉冲。波形图如图4。

/

图4

在φ=90°时,VS1和VS5得到触发脉冲,由图4可看出,此时线电压uab大于零,所以VS1和VS5导通,输出电压ud=uab。但经过了30°,uab变为零,VS1和VS5截止,输出电压变为0。

在φ=150°时，VS1和VS6得到触发脉冲，由图4可看出，此时线电压uac大于零，所以VS 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。

每个桥臂导电角度为120度;

同一个半桥上下两个桥臂交通导电，各相导电角度依次相差120度;

在任意瞬间有3个桥臂同时导通，每次变换都在相同相上下两个桥臂之间进行，因此也被称为纵向电流。

按照顺序控制开关原件就可以得到输出幅值为输入电压的一半，三相输出的波形相同，只输相位依次差120度。这样就可以得到三相的交流电源。

在电路通断控制中，为防止同一相上两个开关器件同时导通引起直流侧电源短路，必须先断后通，即保留死区时间。

3）电路结合设计

以三相桥式全控整流电路交流电输入进行整流，然后输出接入三相逆变电路进行整流后逆变。

实验结果

仿真结果

实验结果

0度

30度

/

60度

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