三相桥式可控整流电路的性能分析

实验报告课程名称专业班级姓名学号电气与信息学院和谐勤奋求是创新实验教学考核和成绩评定办法课内实验考核成绩，严格按照该课程教学大纲中明确规定的比重执行。实验成绩不合格者，不能参加课程考试，待补做合格后方能参加考试。单独设立的实验课考核按百分制评分，考核内容应包括基本理论、实验原理和实验。实验考核内容包括：1）实验预习；2）实验过程（包括实验操作、实验记录和实验态度、表现）；3）实验报告；权重分别为0.2、0.4、0.4；原则上根据上述三个方面进行综合评定。学生未取得1）和2）项成绩时，第3）项成绩无效。实验指导教师应严格按照考核内容分项给出评定成绩，并及时批改实验报告，给出综合成绩，反馈实验中出现的问题。实验成绩在教师手册中有记载。实验报告主要内容一．实验目的二．实验仪器及设备三．实验原理四．实验步骤五．实验记录及原始记录六．数据处理及结论七．实验体会（可选项）注：1.为了节省纸张，保护环境，便于保管实验报告，统一采用A4纸，实验报告建议双面打印（正文采用宋体五号字）或手写,右侧装订。2.实验类别指验证、演示、综合、设计、创新（研究）、操作六种类型实验。3.验证性实验：是指为了使学生巩固课程基本理论知识而开设的强调演示和证明，注重实验结果（事实、概念或理论）的实验。4.综合性实验：是指实验内容涉及本课程的综合知识或本课程相关的课程知识的实验。5.设计性实验：是指给定实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。实验题目三相桥式可控整流电路的性能分析实验室实验时间年月日实验类别同组人数2成绩指导教师签字：一、实验目的1、熟悉三相全控桥式整流电路的结构特点，以及整流变压器、同步变压器的连接；2、掌握KC785集成触发电路的应用；3、掌握S3B三相晶闸管集成触发电路的工作原理与调试（包括各点电压波形的测试与分析）。4、研究三相全控桥式整流供电电路①（电阻负载时），在不同导通角下的电压与电流波形。二、实验电路与工作原理1、三相全控桥式整流电路如图2－1所示。图2-1注①：这里以三相全控桥为例，进行分析。若以VD2、VD4、VD6取代VT2、VT4、VT6,则为三相半控桥路。若负载的另一端与N线相联，则为三相半波（零式）电路。1）图中6个晶闸管的导通顺序如图2-2所示。它的特点是：①它们导通的起始点（即自然换流点）；对共阴极的VT1、VT2、VT3，为ua、ub、uc三个正半波的交点；而对共阳极的VT4、VT6、VT2，则为三相电压负半波的交点。=2\*GB3②在共阳极和共阴极的管子中，只有各有一个导通，才能构成通路，如6-1、1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-1等，参见图2-2。这样触发脉冲和管子导通的顺序为1→2→3→4→5→6，间隔为60º。（a）(b)图2-2三相全控桥电路及其触发脉冲③为了保证电路能启动和电流断续后能再触发导通，必须给对应的两个管子同时加上触发脉冲，例如在6-1时，先前已给VT1发了触发脉冲，但到1-2时，还得给VT1再补发一个脉冲（在下面介绍的触发电路中，集成电路KC41C的作用，就是产生补脉冲的）。所以对每个管子触发，都是相隔60°的双脉冲，见图2－2b（当然用脉宽大于60°的宽脉冲也可以，但功耗大）。2）在图2-1中，TA为电流互感器（三相共3个），（HG1型，5A╱2.5mA，负载电阻＜100Ω），由于电流互感器二次侧不可开路（开路会产生很高电压），所以二次侧均并有一个91Ω电阻。整流变压器与同步变压器的接线如图2-3所示。1）采用整流变压器主要是为了使整流输出电压与电动机工作电压相适当。由于本系统中电动机电压为100V，由三相全控桥电压公式有Ud=2.34U2中（Ud为直流输出电压，U2为变压器二次侧相电压），现以Ud＝100V代入上式，有U2中≈43V。2）整流变压器接成Dy型（△－Y型），可有效抑制整流时产生的三次谐波对电网的不良影响。此处接成Dy11（△╱Y－11）[联接图如b图所示]。3）此外整流变压器还起隔离作用，有利于人身安全。4）由于触发电路采用同步电压为锯齿波的集成触发电路KC785，由于同步电压还要经过阻容滤波电路，会造成相位上的滞后（约40°），同时也为了使移相范围处于锯齿波的线性段（中间部分），因此希望同步电压较主电路电压超前30°，（因电压过零点已较自然换流点超前了30°），因此采用Yy10(Y╱Y-10)的联接方式，如图a）所示。TR(Dy11)TR(Dy11)(a)(b)(c)图2-3同步变压器与整流压器联接图同步变压器与整流压器的联接图如图2-3C所示。UA1为220V，UA为43V，USA为16.5V。3、三相晶闸管集成触发电路如图2－5所示。S3B电路的核心部分是由三块集成触发电路N1、N2、N3构成的电路，它们是TCA785（国产为KJ或KC785）集成电路。图2-4电路的供电电源有+12V,+15V和+24V三组，不要搞错。三、实验设备1、高自GDKS—4型（或5型）实验装置的单元（11）、（15）、（16）及（13）2、双踪示波器万用表200Ω、2A变阻器四、实验内容与步骤1、将整流变压器联成Dy11接法，将同步变压器联成Yy10接法，不接负载。将它们的一次侧接220V╱380V电源，用示波器测量UA1，UA和USA的幅值与波形，观察后者是否较前者超前30°。同时测量±12V电源电压是否正常。2、切断电源，将整流变压器输出UA、UB、UC分别接入主电路的L1、L2和L3输入端。3、在主电路的输出端U1和U2间接上一电阻负载（变阻器）4、触发电路接上+12V,+15V及+24V电源，输入同步电压（16.5V），控制电压UC端接在稳压电源上（单元13），Uc在0-8V间进行调节，先使Uc为4V左右，用万用表及示波器，观测N1的⑩脚（锯齿波）及14、15脚的输出（双脉冲列）的幅值与波形。由图2-7可见，当控制电压Uc（即图中V11）为最小时，a为最小，此时输出电压为最大。反之，当Uc≈8V时，触发脉冲消失，Ud=0。调节RP1，使N1锯齿波的幅值为7.8-7.9V，当UC1增大到最大（8V左右）时，再适当调节RP1，使N1的脉冲刚好消失。5、再以N1的锯齿波为基准，调节RP2和RP3，使N2和N3锯齿波的斜率与N1相同（用示波器观察）。6、调控制电压Uc，使Uc由0→8V，观察脉冲的移相范围。并测量6个触发脉冲，是否互差60°，并记录下触发脉冲的波形。7、测量N4⑩-⒂脚的输出脉冲的幅值与相位。若各触发脉冲（如图2-2所示）。正确无误，则在切断电源后，将脉冲变压器的输出接到对应的晶闸管的G、K极。8、合上电源，观测电阻负载上的电压的数值与波形，调节Uc的大小，使控制角a分别为30°、60°、90°及120°，记录电压的平均值与波形。9、调节变阻器及Uc使电流Id=1.5A,测量电流互感器输出的电压数值。（I1与12间或I2与I3间）。10、测量a＝60°时，VT1元件K、A间的电压波形。11、若6只晶闸管中，有一只（设VT2损坏—除去它的触发脉冲）重新测量Ud的幅值与波形，并从晶闸管的波形去判