三相可控整流电路Doc1doc教案

1、教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时复习提问板画电路指导分析工作原理板画电路波形图指导学生快速地板画波形的技巧1、晶闸管的导通条件2、三相半波可控整流电路的电路结构、工作原理、波形图的分析。电路·引言：（1）其交流侧由三相电源供电。 （2）当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波应采用三相整流电路。（3）最基本的是三相半波可控整流电路。（4）应用最为广泛的三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等。 一、三相半波可控整流电路图2-1-1三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a =0°时的波形了解三相整流的特点，系统了解三相

2、整流的应用情况熟悉电路学会板画三相电源波形图的方法 青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时分析说明指导观察波形图的导通特点1、电阻性负载电路分析为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波流入电网。 三个晶闸管按共阴极接法连接,这种接法触发电路有公共端，连线方便。 假设将晶闸管换作二极管，三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则该相所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即

3、为该相的相电压。自然换相点：在相电压的交点wt1、wt2、wt3处，均出现了二极管换相，称这些交点为自然换相点。将其作为a的起点，即a=0。三个晶闸管轮流导通120° ，ud波形为三个相电压在正半周期的包络线。 变压器二次绕组电流有直流分量。 晶闸管电压由一段管压降和两段线电压组成，随着a增大，晶闸管承受的电压中正的部分逐渐增多。a=30° 负载电流处于连续和断续的临界状态，各相仍导电120°。 a =30°u2uaubucOwtOwtOwtOwtOwtuGuduabuacwt1iVT1uVT1uact1t2t3t4先从三相不可控电路进行回顾分析，自然过

4、渡到三相可控电路熟悉工作原理掌握分析方法能独立分析各工作波形第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时总结提示wwttwtwta =60°u2uaubucOOOOuGudiVT1a>30° 当导通一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断，但下一相晶闸管因未触发而不导通，此时输出电压电流为零。 负载电流断续，各晶闸管导通角小于120°基本数量关系电阻负载时a角的移相范围为150°。 整流电压平均值 a30°时，负载电流连续，有 当a=0时，Ud最大，为U

5、d=Ud0=1.17U2。 a>30°时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有负载电流平均值为晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次线电压峰值,即 闸管阳极与阴极间的最大电压等于变压器二次相电压的峰值，即了解公式推倒过程 熟记公式结果第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时图2-1-5三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及a =60°时的波形指导分析Ud/U2变化规律板画阻感负载电路图引导学生进行记忆提问电感的作用Ud/U2随a变化的规律图3-16 三相半波可控整流电路Ud/

6、U2与a的关系2、阻感负载 电路分析 L值很大，整流电流id的波形基本是平直的，流过晶闸管的电流接近矩形波。 a30°时，整流电压波形与电阻负载时相同。 a30°时，当u2过零时，由于电感的存在，阻止电流下降，因而VT1继续导通，直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来，才发生换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断。 了解知识回顾电感的用途为下面电路原理的分析作准备第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时比较指导板画电路分析讲解基本数量关系a的移相范围为90°

7、;。 整流电压平均值Ud/U2与a的关系 L很大，如曲线2所示。 L不是很大，则当a>30°后，ud中负的部分可能减少，整流电压平均值Ud略为增加，如曲线3 所示。变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为 晶闸管的额定电流为 晶闸管最大正反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值，即 三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，为此其应用较少。三相桥式可控整流电路1、电路组成原理图 阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）称为共阳极组。 共阴极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别为

8、VT1，VT3，VT5，共阳极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4，VT6，VT2。 晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6带电阻负载时的工作情况 电路分析：各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。比较记忆熟悉公式应用熟悉全控桥电路结构与三相半波比较记忆第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时wwwwu2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubwt1

9、OtOtOtOta = 0°iVT1uVT1分析板画波形图提示总结电路在不同的控制角导通规律当a60°时 ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形的形状是一样的，也连续。 a=0°时，ud为线电压在正半周的包络线。波形见下图表：三桥式全控整流电路电阻负载a=0°时晶闸管工作情况时段共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucba=30°时，晶闸管

10、起始导通时刻推迟了30°，组成ud的每一段线电压因此推迟30°，ud平均值降低，波形见图a=60°时，ud波形中每段线电压的波形继续向后移，ud平均值继续降低。a=60°时ud出现了为零的点，波形见当a>60°时 因为id与ud一致，一旦ud降为至零，id也降至零，晶闸管关断，输出整流电压ud为零，ud波形不能出现负值。 a=90°时的波形。三相桥式全控整流电路的一些特点 每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，掌握分析方法并巩固工作原理总结管子导通规律第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-

11、16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时板画波形图板画提示90度时的电路输出波形的分析方法共阴极组的和共阳极组的各1个，且不能为同一相的晶闸管。 对触发脉冲的要求 6个晶闸管的脉冲按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60° 。 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° 。 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° 。wwwa = 60°ud1ud2uduacuacuabuabuac

12、ubcubaucaucbuabuacuaubucOtwt1OtOtuVT1ud1ud2uduaubucuaubwtOwtOwtOwtOwtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1整流输出电压ud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。在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲 宽脉冲触发 ：使脉冲宽度大于60°（一般取80°100°） 双脉冲触发 ：用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60°，脉宽一般为20°30°

13、 。常用的是双脉冲触发。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、反向电压的关系也一样。掌握导通规律有助于电路分析理解掌握独立分析不同角度时的波形图，培养解决问题的能力观察比较总结脉冲特点第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时阻感负载电路指导分析公式给出阻感负载时的工作情况 电路分析 当a60°时ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。 区别在于电流，当电感足够大的时候，id、iVT、ia的波形

14、在导通段都可近似为一条水平线。 a=0°时的波形见8图3-23，a=30°时的波形见图。当a>60°时 由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。 a=90°时的波形图。 ud1u2ud2u2LudidwtOwtOwtOwtOuaa = 0°ubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuaciVT1a = 90°ud1ud2uacubcubaucaucbuabuacuabuduacuabuacwtOwtOwtOubucuawt1uVT1基本数量关系 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°，

15、带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a角移相范围为90°。 整流输出电压平均值 带阻感负载时，或带电阻负载a60°时 学会举一反三的分析电路会分析不同控制角的输出波形比较法记忆公式第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时内容地位说明指导分析 带电阻负载且a>60°时 输出电流平均值为Id=Ud/R。当整流变压器采用星形接法，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图，为正负半周各宽120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值为： 晶闸管电压、电流等的定

16、量分析与三相半波时一致。三相桥式全控整流电路接反电势阻感负载时的Id为： 式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。 udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca三、变压器漏感对整流电路的影响上图考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形 分析从VT1换相至VT2的过程 t1时刻之前VT1导通， wt1时刻触发VT2，因a、b两相均有漏感，故ia、ib均不能突变，于是VT1和VT2同时导通，相当于将a、b两相短路，两相间电压差为ub-ua，它在两相组成的回路中产生环流ik如图所示。 ik=ib是逐渐增大的，而ia=Id-ik是逐渐减小的。 当ik增大到等于Id时，ia=0

17、，VT1关断，换流过程结束熟悉公式比较记忆了解实际电路的工作情况有利于分析问题解决问题能力的提高第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时教师总结概括给学学生形成系统知识布置实验任务分组讲解触发电路的接线换相过程持续的时间用电角度g表示，称为换相重叠角。 g随其它参数变化的规律： Id越大则g越大； XB越大g越大； 当a90°时，a越小g越大。变压器漏感对整流电路影响的一些结论: 出现换相重叠角g，整流输出电压平均值Ud降低。 整流电路的工作状态增多。晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全

18、开通，有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。四、实验一、三相半波可控整流电路实验（一）实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作情况（二）实验所需挂件及附件（三）实验线路及原理三相半波可控整流电路用了三只晶闸管，与单相电路比较，其输出电压脉动小，输出功率大。不足之处是晶闸管电流即变压器的副边电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率较低。图3-10中晶闸管用DJK02正桥组的三个，电阻R用D42三相可

19、调电阻，将两个900接成并联形式，Ld电感用DJK02面板上的700mH，其三相触发信号由DJK02-1内部提供，只需在其外加一个给定电压接到明确实验目的了解所需实验挂件熟悉实验电路第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动教学目标课时布置思考题讲解实验步骤Uct端即可。直流电压、电流表由DJK02获得图3-10 三相半波可控整流电路实验原理图四）实验内容(1)研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。(2)研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。（五）思考题(1)如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改

20、变吗？(2)根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电路的最大输出电流？（六）实验方法1.JK02和DJK02-1上的“触发电路”调试 打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。打开DJK02-1电源开关，拨动 “触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。将DJK04上的“给定”输出Ug直接与DJK02上的移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地位

21、置（即Uct=0），调节DJK02上的偏移电压电位器RP，用双踪示波器观察A相锯齿波和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形，使=120°。适当增加给定Ug的正电压输出，观测DJK02上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。将DJK02面板上的Ulf端接地，将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”，观察正桥VT1VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。2.波可控整流电路带电阻性负载流输出电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波形，并纪录相应的电源电压U2及Ud的数值于下表中有的放矢实验熟悉调试步骤及熟悉试验台各挂箱的用途第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：Q

22、GJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时巡视指导强调操作规范，安全按图3-10接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，DJK06上的“给定”从零开始，慢慢增加移相电压，使能从30°到180°范围内调节，用示波器观察并纪录三相电路中=30°、60°、90°、120°、150°时整30°60°90°120°150°U2Ud（记录值）Ud/U2Ud（计算值）计算公式:Ud1.17U2cos (030O) Ud=0.675U21

23、+cos(a+) (30o150o)3.半波整流带电阻电感性负载将DJK02上700mH的电抗器与负载电阻R串联后接入主电路，观察不同移相角时Ud、Id的输出波形，并记录相应的电源电压U2及Ud、Id值，画出90o时的Ud及Id波形图。30°60°90°120°U2Ud（记录值）Ud/U2Ud（计算值）八、实验报告绘出当90o时，整流电路供电给电阻性负载、电阻电感性负载时的Ud及Id的波形，并进行分析讨论。九、注意事项(1)可参考实验六的注意事项 (1)、(2)。(2)整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序，必须一一对应。记录数据填写实验报告单第 页

24、共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时布置实验任务并贯彻6S思想示范操作接线方法及注意问题实验二、三相桥式全控整流电路实验一、实验目的(1)加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理实验线路如图3-13及图3-14所示。主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。集成触发

25、电路的原理可参考1-3节中的有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。 三相桥式全控整流电路实验原理图在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am、Bm、Cm,返回电网的电压从高压端A、B、C输出，变压器接成Y/Y接法。图中的R均使用D42三相可调电阻，将两个900接成并联形式；电感Ld在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。四、实验内容(1)三相桥式全控整流电路。(2)三相桥式有源逆变电路。(3)在整流或有源

26、逆变状态下，当触发电路出现故障(人为模拟)时观测主电路的各电压波形。学会触发电路的调试结接线（容易接错线）第 页 共 页青岛市技师学院教案用纸编号：QGJ-QR=JW-16 版本号：A/0 流水号：教师活动教学内容 学生活动 教学目标课时三相不控整流桥的输入端可加接三相自耦调压器，以降低逆变用直流电源的电压值示范操作 (1)阅读电力电子技术教材中有关三相桥式全控整流电路的有关内容。(2)阅读电力电子技术教材中有关有源逆变电路的有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件。(3)学习本教材1-3节中有关集成触发电路的内容，掌握该触发电路的工作原理。六、思考题(1)如何解决主电路和触发电路的同步问题?在本实验中主电路三相电源的相序可任意设定吗?(2)在本实验的整流及逆变时，对角有什么要求?为什么?七、实验方法(2)三相桥式全控整流电路 按图3-13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，使角在30°150°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载