1、。實驗六：三相橋式全控整流電路(一)實驗的目的1.掌握實驗電路的工作原理和關鍵波形；2.分析不同參數(shù)設置對仿真結(jié)果的影響(2)實驗原理在三相橋式全控整流電路中，共陰極組和共陽極組同時控制，控制角度均為。由于三相橋式整流電路是兩組三相半波電路的串聯(lián)，整流電壓是三相半波的兩倍。顯然，在相同的輸出電壓下，三相橋式晶閘管所需的最大反向電壓比三相半波線路中晶閘管所需的最大反向電壓低一半。為了便于分析，三相全控橋的六個晶閘管的觸發(fā)順序為1-2-3-4-5-6。晶閘管編號如下：晶閘管KP1和KP4連接到相A，晶閘管KP3和KP6連接到相B，而晶體管KP5和KP2連接到相C.晶閘管KP1、KP3和KP5形成公

2、共陰極組，而晶閘管KP2、KP4和KP6形成公共陽極組。為了找出晶閘管在變化時的導通規(guī)律，分析輸出波形的變化規(guī)律，我們研究了幾種特殊的控制角度，首先分析了=0時的情況，即在自然換相點觸發(fā)換相的情況。圖1是電路圖。為了便于分析，一個周期分為六個部分(見圖2)。在周期(1)中，A相的電壓最高，而共陰極組的晶閘管KP1被觸發(fā)導通，而B相的電位最低，因此陽極組的晶閘管KP6被觸發(fā)導通。此時，電流從a相通過KP1流向負載，然后通過KP6流入b相。變壓器a和b分兩相工作，公共陰極組的a相電流為正，公共陽極組的b相電流為負。施加于負載的整流電壓為ud=ua-ub=uab60年后，它進入了(2)時期。此時，a

3、相的電位仍然最高，晶閘管KPl繼續(xù)導通，但c相的電位最低。當通過自然換向點時，c相的晶閘管KP2被觸發(fā)，電流從b相變?yōu)閏相，KP6在反向電壓下斷開。此時，電流通過KPl、負載和KP2從電源的a相流向c相。變壓器a和c分兩個階段工作。此時，a相為正，c相為負。負載上的電壓為ud=ua-uc=uac60年后，它進入了第三階段。此時，b相的電位最高，當公共陰極組通過自然換向點時，觸發(fā)晶閘管KP3導通，電流從a相變?yōu)閎相，c相的晶閘管KP2繼續(xù)導通，因為電位仍然最低。此時，變壓器bc分兩個階段工作，負載上的電壓為ud=ub-uc=ubc等等。從上述三相橋式全控整流電路的工作過程可以看出：1.三相橋式全

4、控整流電路在任何時候都必須有兩個晶閘管導通，其中一個是共用的陰極組，另一個是共用的陽極組，因此只有當它們同時導通時，才能形成導電回路。2.三相橋式全控整流電路是兩組三相半波整流電路的串聯(lián)，因此對于三相半波整流電路，對共陰極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管KP1、KP3、KP5依次導通，所以它們的觸發(fā)脈沖相差應為120。對公共陽極組的觸發(fā)脈沖的要求是確保晶閘管KP2、KP4和KP6依次導通，因此它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差也是120。3.因為具有公共陰極的晶閘管在正半周期被觸發(fā)，而公共陽極組在負半周期被觸發(fā)，所以連接在同相的兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖之間的相位差應該是180。4.三相橋式全控整流電路每60年

5、換一次晶閘管，由前一個晶閘管換到下一個晶閘管觸發(fā)。觸發(fā)脈沖的順序是：1234561。兩個相鄰脈沖之間的相位差為60。5.因為晶閘管可以在電流中斷后再次導通，所以有必要為一對晶閘管提供一個觸發(fā)脈沖6.整流輸出電壓，即負載上的電壓。整流后的輸出電壓應該是減去兩相電壓后的波形，兩相電壓實際上屬于線路電壓。波頭uab、uac、ubc、uba、uca和ucb都是線電壓的一部分，線電壓是上述線電壓的包絡。相電壓的交叉點和線電壓的交叉點在同一角度位置，所以線電壓的交叉點也是一個自然的換向點。還可以看出，三相橋式全控整流電壓在一個周期內(nèi)脈動六次，脈動頻率為650=300赫茲，是三相半波的兩倍。7.晶閘管電壓。

6、在三相橋式整流電路中，任何時刻只有兩臂元件導通，而其他四臂元件受到變化的反向電壓。例如，在周期(1)中，KP1和KP6導通，此時，KP3和KP4接收反向線電壓uba=ub-ua。KP2承受反向線路電壓ubc=ub-uc。KP5承受反向線路電壓uca=uc-ua。晶閘管的反向最大電壓是線路電壓的峰值。當從零開始增加時，也可以分析出晶閘管的最大直流電壓也是線路電壓的峰值。(3)實驗內(nèi)容1.在MATLAB/Simulink中建立三相橋式全控整流電路；2.測量不同觸發(fā)角下的輸入輸出電壓波形和輸出電流波形，分析阻性負載和阻性負載波形的差異。(4)實驗過程和結(jié)果分析1.模擬系統(tǒng)MATLAB平臺2.模擬參數(shù)

7、三相電源設置為伏安：220伏，相角0度，伏安：220伏，相角-120度，電壓3360220伏，相角120度，頻率50Hz。脈沖發(fā)生器的頻率設置為50，寬度為10。通用橋橋臂設置為3。電阻在純電阻負載下為10歐姆，在電阻負載下為10歐姆，電感為1H。觸發(fā)角分別為00，300，600和900。3.模擬波形和分析三相橋式全控整流電路的仿真模型如下：圖3。三相橋式全控整流電路仿真模型(1)純阻性負載下不同觸發(fā)角下的仿真波形如下：圖4。電阻負載A=0時三相橋式全控整流電路的波形圖5。電阻負載A=30的三相橋式全控整流電路波形圖6。電阻負載A=60的三相橋式全控整流電路波形圖7。電阻負載A=90的三相橋式

8、全控整流電路波形波形分析：對于純阻性負載，當觸發(fā)角小于或等于90時，Ud波形為正，DC電流Id與Ud同相，因此DC電流波形與DC電壓波形相同。隨著觸發(fā)角的增大，管在電壓反轉(zhuǎn)后關斷，晶閘管正向?qū)〞r間縮短，對應于輸出平均電壓的逐漸降低，當觸發(fā)角大于60時Ud波形出現(xiàn)不連續(xù)。隨著觸發(fā)角的不斷增大，輸出電壓逐漸降低。當觸發(fā)角繼續(xù)增加到120時，整流輸出電壓Ud的波形將全部為零，并且其平均值也將為零?？梢钥闯?，帶電阻負載的三相橋式全控整流電路觸發(fā)角的相移范圍為0-120。(2)電阻負載下不同觸發(fā)角下的仿真波形如下：圖8。三相橋式全控整流電路中電阻和電感負載的波形A=0圖9。三相橋式全控整流電路波形，電

9、阻和電感負載A=30圖10。電阻和電感負載為A=60的三相橋式全控整流電路波形圖11。三相橋式全控整流電路的波形，電阻和電感負載A=90波形分析：對于電阻性負載，當觸發(fā)角小于60時，整流后的輸出電壓波形與純電阻性負載基本相同。不同的是，電阻負載的DC側(cè)電流不會由于電感的濾波效應而急劇變化，輸出波形相對穩(wěn)定。當觸發(fā)角大于或等于60且小于90時，由于電感的作用，管的導通時間延長，因此Ud波形呈現(xiàn)負波形而不中斷，因此輸出電壓為0.001伏。通過對電力電子的仿真分析，可以看出三相橋式全控整流電路的輸出電壓受控制角和負載特性的影響。利用Matlab可視化仿真工具Simulink對三相橋式全控整流電路的仿真結(jié)果進行了詳細分析，并與傳統(tǒng)電路分析方法得到的輸出電壓波形進行了比較，進一步