三相橋式可控整流電路的性能分析

實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)電氣與信息學(xué)院和諧勤奮求是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核和成績(jī)?cè)u(píng)定辦法課內(nèi)實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)，嚴(yán)格按照該課程教學(xué)大綱中明確規(guī)定的比重執(zhí)行。實(shí)驗(yàn)成績(jī)不合格者，不能參加課程考試，待補(bǔ)做合格后方能參加考試。單獨(dú)設(shè)立的實(shí)驗(yàn)課考核按百分制評(píng)分，考核內(nèi)容應(yīng)包括基本理論、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容包括：1）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)；2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程（包括實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)態(tài)度、表現(xiàn)）；3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告；權(quán)重分別為0.2、0.4、0.4；原則上根據(jù)上述三個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)定。學(xué)生未取得1）和2）項(xiàng)成績(jī)時(shí)，第3）項(xiàng)成績(jī)無(wú)效。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)嚴(yán)格按照考核內(nèi)容分項(xiàng)給出評(píng)定成績(jī)，并及時(shí)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，給出綜合成績(jī)，反饋實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)诮處熓謨?cè)中有記載。實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要內(nèi)容一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩畬?shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備三．實(shí)驗(yàn)原理四．實(shí)驗(yàn)步驟五．實(shí)驗(yàn)記錄及原始記錄六．?dāng)?shù)據(jù)處理及結(jié)論七．實(shí)驗(yàn)體會(huì)（可選項(xiàng)）注：1.為了節(jié)省紙張，保護(hù)環(huán)境，便于保管實(shí)驗(yàn)報(bào)告，統(tǒng)一采用A4紙，實(shí)驗(yàn)報(bào)告建議雙面打?。ㄕ牟捎盟误w五號(hào)字）或手寫,右側(cè)裝訂。2.實(shí)驗(yàn)類別指驗(yàn)證、演示、綜合、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新（研究）、操作六種類型實(shí)驗(yàn)。3.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：是指為了使學(xué)生鞏固課程基本理論知識(shí)而開(kāi)設(shè)的強(qiáng)調(diào)演示和證明，注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果（事實(shí)、概念或理論）的實(shí)驗(yàn)。4.綜合性實(shí)驗(yàn)：是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程的綜合知識(shí)或本課程相關(guān)的課程知識(shí)的實(shí)驗(yàn)。5.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：是指給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)題目三相橋式可控整流電路的性能分析實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)間年月日實(shí)驗(yàn)類別同組人數(shù)2成績(jī)指導(dǎo)教師簽字：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉三相全控橋式整流電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及整流變壓器、同步變壓器的連接；2、掌握KC785集成觸發(fā)電路的應(yīng)用；3、掌握S3B三相晶閘管集成觸發(fā)電路的工作原理與調(diào)試（包括各點(diǎn)電壓波形的測(cè)試與分析）。4、研究三相全控橋式整流供電電路①（電阻負(fù)載時(shí)），在不同導(dǎo)通角下的電壓與電流波形。二、實(shí)驗(yàn)電路與工作原理1、三相全控橋式整流電路如圖2－1所示。圖2-1注①：這里以三相全控橋?yàn)槔?，進(jìn)行分析。若以VD2、VD4、VD6取代VT2、VT4、VT6,則為三相半控橋路。若負(fù)載的另一端與N線相聯(lián)，則為三相半波（零式）電路。1）圖中6個(gè)晶閘管的導(dǎo)通順序如圖2-2所示。它的特點(diǎn)是：①它們導(dǎo)通的起始點(diǎn)（即自然換流點(diǎn)）；對(duì)共陰極的VT1、VT2、VT3，為ua、ub、uc三個(gè)正半波的交點(diǎn)；而對(duì)共陽(yáng)極的VT4、VT6、VT2，則為三相電壓負(fù)半波的交點(diǎn)。=2\*GB3②在共陽(yáng)極和共陰極的管子中，只有各有一個(gè)導(dǎo)通，才能構(gòu)成通路，如6-1、1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-1等，參見(jiàn)圖2-2。這樣觸發(fā)脈沖和管子導(dǎo)通的順序?yàn)?→2→3→4→5→6，間隔為60o。（a）(b)圖2-2三相全控橋電路及其觸發(fā)脈沖③為了保證電路能啟動(dòng)和電流斷續(xù)后能再觸發(fā)導(dǎo)通，必須給對(duì)應(yīng)的兩個(gè)管子同時(shí)加上觸發(fā)脈沖，例如在6-1時(shí)，先前已給VT1發(fā)了觸發(fā)脈沖，但到1-2時(shí)，還得給VT1再補(bǔ)發(fā)一個(gè)脈沖（在下面介紹的觸發(fā)電路中，集成電路KC41C的作用，就是產(chǎn)生補(bǔ)脈沖的）。所以對(duì)每個(gè)管子觸發(fā)，都是相隔60°的雙脈沖，見(jiàn)圖2－2b（當(dāng)然用脈寬大于60°的寬脈沖也可以，但功耗大）。2）在圖2-1中，TA為電流互感器（三相共3個(gè)），（HG1型，5A╱2.5mA，負(fù)載電阻＜100Ω），由于電流互感器二次側(cè)不可開(kāi)路（開(kāi)路會(huì)產(chǎn)生很高電壓），所以二次側(cè)均并有一個(gè)91Ω電阻。整流變壓器與同步變壓器的接線如圖2-3所示。1）采用整流變壓器主要是為了使整流輸出電壓與電動(dòng)機(jī)工作電壓相適當(dāng)。由于本系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)電壓為100V，由三相全控橋電壓公式有Ud=2.34U2中（Ud為直流輸出電壓，U2為變壓器二次側(cè)相電壓），現(xiàn)以Ud＝100V代入上式，有U2中≈43V。2）整流變壓器接成Dy型（△－Y型），可有效抑制整流時(shí)產(chǎn)生的三次諧波對(duì)電網(wǎng)的不良影響。此處接成Dy11（△╱Y－11）[聯(lián)接圖如b圖所示]。3）此外整流變壓器還起隔離作用，有利于人身安全。4）由于觸發(fā)電路采用同步電壓為鋸齒波的集成觸發(fā)電路KC785，由于同步電壓還要經(jīng)過(guò)阻容濾波電路，會(huì)造成相位上的滯后（約40°），同時(shí)也為了使移相范圍處于鋸齒波的線性段（中間部分），因此希望同步電壓較主電路電壓超前30°，（因電壓過(guò)零點(diǎn)已較自然換流點(diǎn)超前了30°），因此采用Yy10(Y╱Y-10)的聯(lián)接方式，如圖a）所示。TR(Dy11)TR(Dy11)(a)(b)(c)圖2-3同步變壓器與整流壓器聯(lián)接圖同步變壓器與整流壓器的聯(lián)接圖如圖2-3C所示。UA1為220V，UA為43V，USA為16.5V。3、三相晶閘管集成觸發(fā)電路如圖2－5所示。S3B電路的核心部分是由三塊集成觸發(fā)電路N1、N2、N3構(gòu)成的電路，它們是TCA785（國(guó)產(chǎn)為KJ或KC785）集成電路。圖2-4電路的供電電源有+12V,+15V和+24V三組，不要搞錯(cuò)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、高自GDKS—4型（或5型）實(shí)驗(yàn)裝置的單元（11）、（15）、（16）及（13）2、雙蹤示波器萬(wàn)用表200Ω、2A變阻器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、將整流變壓器聯(lián)成Dy11接法，將同步變壓器聯(lián)成Yy10接法，不接負(fù)載。將它們的一次側(cè)接220V╱380V電源，用示波器測(cè)量UA1，UA和USA的幅值與波形，觀察后者是否較前者超前30°。同時(shí)測(cè)量±12V電源電壓是否正常。2、切斷電源，將整流變壓器輸出UA、UB、UC分別接入主電路的L1、L2和L3輸入端。3、在主電路的輸出端U1和U2間接上一電阻負(fù)載（變阻器）4、觸發(fā)電路接上+12V,+15V及+24V電源，輸入同步電壓（16.5V），控制電壓UC端接在穩(wěn)壓電源上（單元13），Uc在0-8V間進(jìn)行調(diào)節(jié)，先使Uc為4V左右，用萬(wàn)用表及示波器，觀測(cè)N1的⑩腳（鋸齒波）及14、15腳的輸出（雙脈沖列）的幅值與波形。由圖2-7可見(jiàn)，當(dāng)控制電壓Uc（即圖中V11）為最小時(shí)，a為最小，此時(shí)輸出電壓為最大。反之，當(dāng)Uc≈8V時(shí)，觸發(fā)脈沖消失，Ud=0。調(diào)節(jié)RP1，使N1鋸齒波的幅值為7.8-7.9V，當(dāng)UC1增大到最大（8V左右）時(shí)，再適當(dāng)調(diào)節(jié)RP1，使N1的脈沖剛好消失。5、再以N1的鋸齒波為基準(zhǔn)，調(diào)節(jié)RP2和RP3，使N2和N3鋸齒波的斜率與N1相同（用示波器觀察）。6、調(diào)控制電壓Uc，使Uc由0→8V，觀察脈沖的移相范圍。并測(cè)量6個(gè)觸發(fā)脈沖，是否互差60°，并記錄下觸發(fā)脈沖的波形。7、測(cè)量N4⑩-⒂腳的輸出脈沖的幅值與相位。若各觸發(fā)脈沖（如圖2-2所示）。正確無(wú)誤，則在切斷電源后，將脈沖變壓器的輸出接到對(duì)應(yīng)的晶閘管的G、K極。8、合上電源，觀測(cè)電阻負(fù)載上的電壓的數(shù)值與波形，調(diào)節(jié)Uc的大小，使控制角a分別為30°、60°、90°及120°，記錄電壓的平均值與波形。9、調(diào)節(jié)變阻器及Uc使電流Id=1.5A,測(cè)量電流互感器輸出的電壓數(shù)值。（I1與12間或I2與I3間）。10、測(cè)量a＝60°時(shí)，VT1元件K、A間的電壓波形。11、若6只晶閘管中，有一只（設(shè)VT2損壞—除去它的觸發(fā)脈沖）重新測(cè)量Ud的幅值與波形，并從晶閘管的波形去判