三相全控整流电路实训报告Word文件下载.docx
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电力电子与电力传动时训报告
摘 要
随着社会生产和科学技术的发展,整流电路在自动控制系统、
测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛,整流电路就是
把交流电能转换为直流电能的电路。
通过实验接线和调试,三相交流输入通过同步变压器降压,再
通过三相全控桥实验箱整流输出,由示波器观察输出波形。
三相整
流控制箱根据三相全控桥实验箱的输入电压,以及电路板上可变电
阻调节,输出双窄脉冲波的触发信号,通过脉冲功放箱放大作为三
相全控整流实验箱的控制信号。
本次实验采用
MATLAB
软件中的
SIMULINK
平台进行电路设计,
并进行仿真。
在开环控制时,改变电压,可以实现整流输出电压在
不同触发角时波形有着明显的区别,都是对称六脉波。
在闭环控制
时,其触发角主要由电压反馈电路,电流反馈电路进行调节,在示
波器时基因数足够大的观察前提下,调节调压器,使该实验输出稳
定的六脉波波形。
经过验证,在实验过程中,闭环条件下,改变输入电压,或者
是改变负载阻值,都能够使负载输出电压稳定不变;
在闭环仿真中,
将
220V
输入电源换为
180V
交流电源,再将
1
欧姆换为
2
欧姆负载
接入,输出电压基本稳定,实现了闭环控制。
1、项目技术指标
.........................................................................................................2
1.1
指标...............................................................................................................2
1.2
仿真软件.......................................................................................................2
2、项目的主电路设计...............................................................................................2
2.1
工作原理........................................................................................................3
2.1.1
三相桥式全空整流电路特性分析
.....................................................3
2.1.2三相桥式全控整流电路定量分析
..................................................6
2.1.3
晶闸管额定电流、额定电压的选择
................................................6
2.2
参数选择.......................................................................................................7
2.2.1
整流变压器参数计算
........................................................................7
3、项目的控制电路设计
..........................................................................................7
4、系统仿真.....................................................................................................................8
4.1
仿真软件
..........................................................................................8
4.2
仿真模型的建立
...........................................................................................9
4.2.1
开环控制
............................................................................................9
4.2.2
闭环控制..........................................................................................11
5、实验分析
..................................................................................................................13
5.1
实验平台简介............................................................................................13
5.2
实验步骤及结果
........................................................................................15
5.2.1
开环实验..........................................................................................16
5.2.2
闭环实验..........................................................................................17
6、结论、问题和体会
.............................................................................................18
1、
项目技术指标
指标
本项目是三相全控整流电路仿真,以下是项目的技术指标:
1.1.1电压源
输入电压:
AC220V(单相或三相),电压波动±
15%
输出电压:
DC110V
输出功率:
1kW
恒压精度:
优于
5%
电压调整率:
负载整率:
可采用电压闭环或电压和电流双闭环控制。
1.1.2
电流源
输出电流:
DC10A
仿真软件
平台进行电路设计,并进行仿真。
是
最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综
合分析的集成环境。
无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,
就可构造出复杂的系统。
具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实
际、效率高、灵活等优点,其中的
Sim
Power
Electronic
工具箱能够非常好
的实现电力电子技术的相关仿真。
基于以上优点
已被广泛应用于控制
理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
2、
项目的主电路设计
通过查阅教材和实验指导书并结合在网上的结果,在
的
SIMULINK
仿真软件平台上,我们可以较为轻松的搭建出三相全控整流电路的主电路。
仿
真模型中的数据来源于实验室提供的实验器件的参数。
工作原理
三相桥式全控整流电路特性分析
三相桥式全控整流电路图是应用最为广泛的整流电路,其电路图如下:
A
T
U2
T1
a
T3
T5
B
b
Ud
C
T4
T6
T2
c
图
2-1
三相桥式全控整流电路
(1)三相桥式全控整流电路的特点:
一般变压器一次侧接成三角型,二次侧接成星型,晶闸管分共阴极和共阳
极。
一般
1、3、5
为共阴极,2、4、6
为共阳极。
①2
管同时通形成供电回路,其中共阴极组和共阳极组各
1,且不能为同
相器件。
②对触发脉冲的要求:
1)按
VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6
的顺序,相位依次差
60°
。
2)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
3)同一相的上下两个桥臂,即
VT1
与
VT4,VT3
VT6,VT5
VT2,脉
冲相差
180°
③Ud
一周期脉动
6
次,每次脉动的波形都一样,故该电路为
脉波整流
电路。
④需保证同时导通的
个晶闸管均有脉冲,可采用两种方法:
一种是宽脉
时段
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
共阴极组中导通的
晶闸管
VT1
VT3
VT5
VT6
VT2
VT4
整流输出电压
Ua-
Ub=Uab
Uc=Uac
Ub-
Uc=Ubc
Ua=Uba
Uc-
Ua=Uca
Ub=Ucb
冲触发一种是双脉冲触发(常用)
⑤晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同,晶闸管承受最大正、反向电
压的关系也相同。
(2)带电阻负载时的工作情况:
1)当
a≤60
时,ud
波形均连续,对于电阻负载,id
波形与
ud
波形形状一
样,也连续
波形图:
a=0(图
2-2)、a=30°
(图
2-3)、a=60°
2-4)
2)当
a>
60时,ud
波形每
中有一段为零,ud
波形不能出现负值
a=90°
2-5)
3)带电阻负载时三相桥式全控整流电路
a
角的移相范围是
(3)晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示:
表
晶闸管输出整
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