1、目錄目錄1一、實(shí)訓(xùn)題目：三相橋式全控有源逆變電路實(shí)訓(xùn)2二、設(shè)計(jì)目的3三設(shè)計(jì)理念與思路3四設(shè)計(jì)主要設(shè)備及儀器3五設(shè)計(jì)電路圖及工作原理4（一）電路結(jié)構(gòu)4（二）有源逆變電路工作原理：4（三）三相全控橋式整流及有源逆變主電路圖5六電路調(diào)試6七注意事項(xiàng)13八最小逆變角的確定13九心得體會(huì)14十參考文獻(xiàn)15一、實(shí)訓(xùn)題目：三相橋式全控有源逆變電路實(shí)訓(xùn)任務(wù)：在已學(xué)的電力電子技術(shù)課程后，為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)整流和有源逆變電路的認(rèn)識(shí)?？稍O(shè)計(jì)一個(gè)三相全控橋式整流電路及有源逆變電路。分析兩種電路的工作原理及相應(yīng)的波形。通過(guò)電路接線的實(shí)驗(yàn)手段來(lái)進(jìn)行調(diào)試，繪制相關(guān)波形圖 要求：a. 要有設(shè)計(jì)思想及理論依據(jù) b. 設(shè)計(jì)出電路圖

2、即有源逆變電路的結(jié)構(gòu)圖 d. 繪出有源逆變電路的ud(t)波形圖 e. 對(duì)控制角和逆變的最小值的要求二、設(shè)計(jì)目的1熟悉NMCL-33組件。2研究三相全控橋式逆變電路的工作原理，并且驗(yàn)證全控橋式電路在有源逆變時(shí)的工作條件，了解逆變電路的用途。三設(shè)計(jì)理念與思路 晶閘管是一種三結(jié)四層的可控整流元件，要使晶閘管導(dǎo)通，除了要在陽(yáng)極陰極間加正向電壓外，還必須在控制級(jí)加正向電壓，它一旦導(dǎo)通后，控制級(jí)就失去控制作用，當(dāng)陰極電流下降到小于維持電流，晶閘管回復(fù)阻斷。因此，晶閘管的這一性能可以充分的應(yīng)用到許多的可控變流技術(shù)中。 在實(shí)際生產(chǎn)中，直流電機(jī)的調(diào)速、同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁、電鍍、電焊等往往需要電壓可調(diào)的直流電源，

3、利用晶閘管的單向可控導(dǎo)電性能，可以很方便的實(shí)現(xiàn)各種可控整流電路。當(dāng)整流負(fù)載容量較大時(shí)，或要求直流電壓脈沖較小時(shí)，應(yīng)采用三相整流電路，其交流側(cè)由三相電源提供逆變是把直流電變?yōu)榻涣麟?，它是整流的逆過(guò)程，而有源逆變是把直流電經(jīng)過(guò)直-交變換，逆變成與交流電源同頻率的交流電反送到電網(wǎng)上去。逆變?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、航空航天、辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，最多的是交流電機(jī)的變頻調(diào)速。另外在感應(yīng)加熱電源、航空電源等方面也不乏逆變電路的身影。在很多情況下，整流和逆變是有著密切的聯(lián)系，同一套晶閘管電路即可做整流，有能做逆變，常稱這一裝置為“變流器”。四設(shè)計(jì)主要設(shè)備及儀器1.教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2.NMCL

4、-33組件；3.MEL-03A組件；4.NMCL-35組件；5.二蹤示波器；6.萬(wàn)用電表。五設(shè)計(jì)電路圖及工作原理（一）電路結(jié)構(gòu)電壓型逆變電路有以下主要特點(diǎn)：（1） 直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本 無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻態(tài)。（2） 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與 負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。 而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗角情況不 同而不同。（3）. 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無(wú)功功率， 直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能 量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道，逆變橋 各臂都并聯(lián)了反饋二極管。 （4）.三相電壓型橋式逆變電路用三個(gè)單相

5、逆變電路可以組合成一個(gè)三相逆變電路。但在三相逆變電路中， 應(yīng)用最為廣泛的還是三相橋式逆變電路。 采用 IGBT 作為開(kāi)關(guān)器件的三相電壓型橋式逆變電路如圖 3 所示，可以看成是由三個(gè)半橋逆變電路組成。 圖3三相電壓型橋式逆變電路的直流側(cè)通常只有一個(gè)電容器就可以了，但為了方便分析，畫作串聯(lián)的 兩個(gè)電容器并標(biāo)出假想中點(diǎn) N 。和單相半橋、全橋逆變電路相同，三相電壓型橋式逆變電路的基本工作方式也是 180 導(dǎo)電方式，即每個(gè)橋臂的導(dǎo)電角度為 180 ，同一相（即同一半橋）上下兩個(gè)臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度以此相 差 120 。這樣，在任一瞬間，將有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通?？赡苁巧厦嬉粋€(gè)臂下面兩 個(gè)臂，也可

6、能是上面兩個(gè)臂下面一個(gè)臂同時(shí)導(dǎo)通。因?yàn)槊看螕Q流都是在同一相上。（二）有源逆變電路工作原理：逆變電路的作用是將直流電壓轉(zhuǎn)換成梯形脈沖波，經(jīng)低通濾波器濾波后，從 而使負(fù)載上得到的實(shí)際電壓為正弦波，逆變電路是由 4個(gè) IGBT 管（VT1、VT2、 VT3、VT4）組成的全橋式逆變電路組成，如圖 2 所示。當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)，稱為有源逆變；當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載連接時(shí)，稱為無(wú)源逆變。此外，逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同可分 為兩種：直流側(cè)是電壓源的稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)是電流源的稱為電流型。有源逆變是將直流電變成和電網(wǎng)同頻率的交流電并送回到交流電網(wǎng)中去。逆變的兩個(gè)條件，一是要有

7、直流電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓，因此主電路圖采用了一個(gè)用整流二極管VD1VD6組成三相不可控整流電路來(lái)提供一個(gè)直流電動(dòng)勢(shì)，為了保證其值大于變流電路直流側(cè)的平均電壓，應(yīng)該給變流電路直流側(cè)加一個(gè)變壓器來(lái)滿足條件；二是晶閘管的控制角90（即090）,使Ud為負(fù)值。只有同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，才能實(shí)現(xiàn)逆變。（三）三相全控橋式整流及有源逆變主電路圖1.在試驗(yàn)臺(tái)上的接卸圖為：2.用軟件繪制主電路圖形為：六電路調(diào)試1.校正雙蹤示波器，兩個(gè)探頭同時(shí)夾在示波器自帶的方波發(fā)生器上，如果方波的正負(fù)面積相等，則示波器正常，否則就要校正好示波器。2.按電路原理圖接線，未上主電

8、源前，檢查電源相序及晶閘管的脈沖是否正常。打開(kāi)NMCL-002電源開(kāi)關(guān)，給定電壓有電壓顯示。確定電源相序雙蹤示波器法。三相整流電路是按一定順序工作的，故保證相序正確是非常重要的。測(cè)定相序可采用雙蹤示波器法，指定一根電源線為U相，再用示波器觀察，比U相落后120者為V相，超前120者為W相。用示波器觀察NMCL-33的雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖。檢查相序，用示波器觀察“1”,“2”單脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖60，則相序正確，否則應(yīng)該調(diào)整出入電源。用雙蹤示波器的一根接在U相電源上，另一根接在脈沖孔“1”上，注意觀察正弦波與脈沖的位置，脈沖孔在=150(=30)的位置上

9、，則相序正確，否則應(yīng)該調(diào)節(jié)RP和示波器。用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V-2V的脈沖。5. 研究三相全控橋式逆變電路的工作斷開(kāi)主電源，把開(kāi)關(guān)S2扳向接有不可控電路的一端，RP調(diào)至最大合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv，Uvw，Uwv，從0V調(diào)至220V。改變控制電壓Uct，使逆變角的范圍在3060之間，觀察全控逆變電路的輸出電壓波形Ud，輸出電流波形Id及晶閘管電壓波形Uvt，并記錄相應(yīng)的Ud，Id值，填與表3中。表 30306090Ud(V)-137-97-2340Id(A)0.140.20.270.34Uuv(V)110110110110記錄=30，60(即=150

10、，120)時(shí)的Ud,id及Uvt的波形圖。=30時(shí)Ud的波形=30時(shí)id的波形=30時(shí)Uvt的波形=60時(shí)Ud的波形=60時(shí)id的波形=60時(shí)Uvt的波形6.在試驗(yàn)臺(tái)上，測(cè)出Ud的波形為：七注意事項(xiàng)1.逆變電路與三相電源連接時(shí)，一定要注意相序。2.負(fù)載電阻不易過(guò)小，應(yīng)使Id不不超過(guò)0.8A，同時(shí)負(fù)載電阻不宜過(guò)大，保證Id超過(guò)0.1A，避免晶閘管時(shí)斷時(shí)續(xù)。3.為防止逆變顛覆，逆變角必須安置在3090范圍內(nèi)。4.示波器的使用必須注意，兩根地線必須接在等電位點(diǎn)，防止造成短路。八最小逆變角的確定為保證逆變能正常工作，使晶閘管的換相能在電壓負(fù)半波換相區(qū)之內(nèi)完成換相，觸發(fā)脈沖必須超前一定的角度，也就是說(shuō)，

11、逆變角必須要有嚴(yán)格的限制。1.換相重疊角。由于整流變壓器存在漏抗，使晶閘管在換相時(shí)存在換相重疊角。值隨電路形式、工作電流大小不同而不同，一般選取1525電角度。2.晶閘管關(guān)斷時(shí)間Tg所對(duì)應(yīng)的電角度。晶閘管從導(dǎo)通到完全關(guān)斷需要一定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間Tg一般由管子的參數(shù)決定，通常為200300s，折合到電角度約為45.4。 3.安全余量角。由于觸發(fā)電路各元件的工作狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，使觸發(fā)脈沖的間隔出現(xiàn)不均勻既不對(duì)稱現(xiàn)象，再加上電源電壓的波動(dòng)，波形畸變等因素，因此必須留有一定的安全余量角，一般為10左右。 綜合以上因素，最小逆變角+=3035。九心得體會(huì) 課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是

12、對(duì)自己能力的一種提高。下面我對(duì)整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題是課程設(shè)計(jì)的開(kāi)端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目，這對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)是否能夠順利進(jìn)行關(guān)系極大。好比走路，這開(kāi)始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費(fèi)許多周折，甚至南轅北轍，難以到達(dá)目的地。因此，選題時(shí)一定要考慮好了。第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做課程設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，好的開(kāi)端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書館、書店、資料室去，雖說(shuō)是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊?，不管通過(guò)哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來(lái)以備后用。第三，通過(guò)上面的過(guò)程，

13、已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來(lái)更透徹的分析題目。第四，有了研究方向，就應(yīng)該動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了。其實(shí)以前的三步都是為這一步作的鋪墊。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我對(duì)三相全控橋式整流電路及有源逆變電路的工作原理了解更加深刻了，通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合去分析問(wèn)題，如在理論上電感的值是無(wú)窮大，脈沖角度為90時(shí)Ud的波形不會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)，但在實(shí)際中，電感大會(huì)影響人身安全，因此觀察的實(shí)際波形就會(huì)出現(xiàn)失真。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立創(chuàng)新的能力，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)新過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)還不是很完善，但是