三相全控整流电路实训报告.docx
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三相全控整流电路实训报告
电气工程学院 2010 级
电力电子与电力传动实训报告
项目名称:
DC110V/1kW 全控整流电路
项目负责人:
汪学鑫
项目成员:
汪学鑫 周讯 慕子翔
负责老师:
郭育华卢国涛
指导老师:
郭育华
2013 年 12 月 4 日
三相全控整流电路
项目成绩:
评阅人:
指导老师:
年 月 日
项目负责人:
姓名 (签名) 学号
项目成员:
姓名 (签名) 学号
项目成员:
姓名 (签名) 学号
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。
三相全控整流电路
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 MATLAB ..........................................................................................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
电力电子与电力传动时训报告
三相全控整流电路
1、 项目技术指标
1.1 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:
优于 5%
负载整率:
优于 5%
可采用电压闭环或电压和电流双闭环控制。
1.1.2 电流源
输入电压:
AC220V(单相或三相),电压波动±15%
输出电流:
DC10A
输出功率:
1kW
恒压精度:
优于 5%
电压调整率:
优于 5%
负载整率:
优于 5%
1.2 仿真软件
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。
SIMULINK 是 MATLAB 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 SIMULINK 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
电力电子与电力传动时训报告
三相全控整流电路
通过查阅教材和实验指导书并结合在网上的结果,在 MATLAB 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。
2.1 工作原理
2.1.1 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
1 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 120°。
3)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°。
③Ud 一周期脉动 6 次,每次脉动的波形都一样,故该电路为 6 脉波整流
电路。
④需保证同时导通的 2 个晶闸管均有脉冲,可采用两种方法:
一种是宽脉
电力电子与电力传动时训报告
时段
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
共阴极组中导通的
晶闸管
VT1
VT1
VT3
VT3
VT5
VT5
共阴极组中导通的
晶闸管
VT6
VT2
VT2
VT4
VT4
VT6
整流输出电压
Ua-
Ub=Uab
Ua-
Uc=Uac
Ub-
Uc=Ubc
Ub-
Ua=Uba
Uc-
Ua=Uca
Uc-
Ub=Ucb
三相全控整流电路
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°(图 2-4)
2)当 a>60时,ud 波形每 60°中有一段为零,ud 波形不能出现负值
波形图:
a=90°(图 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 120°
(3)晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示:
表 2-1 晶闸管输出整
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