1、目錄一、實(shí)驗(yàn)名稱 2二、基本內(nèi)容 2三、實(shí)驗(yàn)條件及小組人員分工21. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備22.小組人員分工2四、實(shí)驗(yàn)原理2五、實(shí)驗(yàn)過程31.連接三相整流橋及逆變回路32.整流工作33.逆變工作11六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 14恒定負(fù)載下電網(wǎng)吸收直流功率Pk=f（Ud）的特性曲線14七、誤差分析 15八、實(shí)驗(yàn)仿真 151.建立仿真模型圖162. 仿真電路參數(shù)的設(shè)置163.仿真結(jié)果及波形164.仿真設(shè)計(jì)總結(jié) 23參考文獻(xiàn)23九、思考討論 23附：1.原始數(shù)據(jù)記錄單 2.Matlab仿真電路圖一、實(shí)驗(yàn)名稱三相全橋整流及有源逆變實(shí)驗(yàn)二、基本內(nèi)容1.觀測分析整流狀態(tài)下（阻性負(fù)載、阻-感性負(fù)載）ud，uVT波形；2.觀測分

2、析逆變狀態(tài)下（阻-感性-反電動勢負(fù)載）ud，uVT波形及逆變功率測量；三、實(shí)驗(yàn)條件及小組人員分工1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：MCL型電力電子及電氣傳動教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺 浙江大學(xué)求是公司TDS 1012型示波器Tektronix公司100MHz 1GS/s2.小組人員分工：實(shí)驗(yàn)階段：項(xiàng)目成員主要操作輔助操作安全監(jiān)督實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄照片拍攝報(bào)告部分：項(xiàng)目成員電路仿真實(shí)驗(yàn)描述數(shù)據(jù)處理思考題報(bào)告整合討論四、實(shí)驗(yàn)原理三相橋式全控整流電路原理圖如圖所示。圖中,Ea、Eb、Ec代表輸入的三相對稱電壓,按T6-T1-T2-T3-T4-T5-T6的順序依次給六個(gè)晶閘管發(fā)觸發(fā)脈沖,且每兩個(gè)觸發(fā)脈沖之間互差60。任何時(shí)刻保證有兩個(gè)晶閘管同

3、時(shí)導(dǎo)通,晶閘管最大導(dǎo)通角為120。三相橋式全控整流電路通過調(diào)節(jié)控制角控制輸出電壓。輸出電壓的平均值Ud隨的增大而減小。在90時(shí),輸出電壓為負(fù),整流電路實(shí)際工作在逆變狀態(tài)。三相橋式全控整流電路輸出電壓除受控于控制角之外,負(fù)載的特性也會影響輸出電壓。對于電感性負(fù)載,由于其自身的儲能作用,在0的整個(gè)區(qū)間內(nèi),輸出電壓連續(xù)。而對于電阻性負(fù)載,/3時(shí)輸出電壓波形連續(xù);而當(dāng)/3時(shí)輸出電壓波形出現(xiàn)間斷五、實(shí)驗(yàn)過程1.連接三相整流橋及逆變回路由三相隔離變壓器（MCL-32）二次繞組接至三相降壓變壓器（MCL-35）,輸出三相電源（線電壓約110130v）作為三相變流橋的交流輸入；由三相隔離變壓器（MCL-32）

4、二次繞組接至由二極管組成的三相不可控全波整流橋，作為逆變時(shí)負(fù)載回路的電動勢源（大小恒定的電壓源）；由雙刀雙置開關(guān)構(gòu)成整流和逆變選擇回路（嚴(yán)禁主回路帶電時(shí)切換此開關(guān)）；約定整流、逆變臨界控制點(diǎn)為Uct = 0，當(dāng)Uct0時(shí)，處于整流移相控制；Uct0時(shí)處于逆變移相控制。2.整流工作 1）阻性負(fù)載測試：雙置開關(guān)選擇整流回路，負(fù)載電阻設(shè)定為最大（約450W），加正給定電壓。整流狀態(tài)下的波形：=90時(shí)ud，uVT波形圖1：=90時(shí)ud的波形圖 2 =90時(shí)uVT的波形=60時(shí)ud，uVT波形圖3 =60時(shí)ud的波形圖4 =60時(shí)uvt的波形=0時(shí)ud，uVT波形圖5 =0時(shí)ud的波形圖6=0時(shí)，uVT

5、的波形=0時(shí)封鎖任意一只晶閘管的脈沖信號：圖7 =0時(shí)封鎖任意一只晶閘管=0時(shí)封鎖任意兩只晶閘管的脈沖信號（一次：共陰極組2只；一次：陰極陽極組各1只）圖8 =0時(shí)封鎖兩只陽極晶閘管圖9 =0時(shí)封鎖陽極陰極各1只晶閘管 2）阻-感（300W+ 700mH )負(fù)載測試：雙置開關(guān)選擇整流回路，觀測并記錄=30，90時(shí)ud、uVT波形（注意限制Id0.8A）；= 0時(shí)任意封鎖1只和2只晶閘管的脈沖信號，記錄ud的波形及大小值=90圖10 =90時(shí)ud的波形 圖11 =90時(shí)Uvt的波形=30圖12 =30時(shí)Ud的波形圖13 =30時(shí)Uvt的波形=0 圖14 =0時(shí)任意封鎖1只晶閘管Ud的波形圖15

6、=0時(shí)任意封鎖2只晶閘管Ud的波形【逆變工作】 斷掉主回路電源，將負(fù)載回路切換到逆變條件，注意逆變電動勢源的直流極性。選負(fù)給定信號，保持負(fù)載為（450+700mH），再合上電源，觀測逆變狀態(tài)下=60，90時(shí)ud，uVT波形；=90圖16 =90時(shí)ud的波形圖17 =90時(shí)Uvt的波形=60圖18 =60時(shí)ud的波形圖19=60時(shí)Uvt的波形在恒定負(fù)載情況下（電阻450，電感700mH，直流反電動勢E基本恒定），在最大逆變移相范圍內(nèi)，測定電網(wǎng)實(shí)際吸收直流功率Pk = f (Ud)的函數(shù)曲線（不低于8組數(shù)據(jù)點(diǎn)）。已知，三相全控橋電源回路輸出端等效內(nèi)阻Rn=26W。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.整流電路=0時(shí)

7、負(fù)載性質(zhì)封鎖晶閘管（=0）Ud阻性負(fù)載任意1只121V2只共陰極66V1陰1陽80V阻感負(fù)載任意1只116V只共陰極78V1陰1陽67V2.恒定負(fù)載下電網(wǎng)吸收直流功率Pk=f（Ud）的特性曲線Ud（V）Id（A）Pk(w)-10.66-10.6656-210.613.1354-430.5716.0626-610.5224.6896-820.4833.3696-1020.4339.0526-1200.4043.84-1420.3647.7504-1630.3148.0314公式Pk=(Id*Ud)-Id2*Rn,其中Rn=26歐姆.根據(jù)測量及計(jì)算結(jié)果，電網(wǎng)實(shí)際吸收直流功率Pk = f (Ud)的

8、函數(shù)曲線如圖所示：其中，橫軸代表Ud,縱軸代表Pk七、誤差分析電流表以及電壓表的觀察存在誤差；示波器上所得到的波形圖不理想，存在很多毛刺，與理想情況下的波形圖存在差異起的。可能是由于電感的值略大。八、實(shí)驗(yàn)仿真仿真環(huán)境：Matlab 2012a Simulink元件路徑：simPowerSystem主要元件：Three-Phase Programmable Voltage Source三相可編程電壓源Synchronized 6-Pulse Generator 同步6脈沖發(fā)生器Universal bridge 通用橋式整流電路1.建立仿真模型圖如下利用Simulink內(nèi)的simpowersyst

9、em模塊建立仿真模型如下所示，三相交流電源相位角依次相差120鏈接利用Universal bridge模塊和Synchronized 6-Pulse Generator 同步6脈沖發(fā)生器以及LC支路構(gòu)成整流電路。Figure 12. 仿真電路參數(shù)的設(shè)置1) 三相電源設(shè)置： Amplitude(Vrms Ph-Ph 220V) Phase(0) Freq. (50Hz) 2）晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置：3橋臂（6只晶閘管）緩沖電阻Rs=0 吸收電容Cs=0 其他參數(shù)為默認(rèn)設(shè)置值3）6脈沖發(fā)生器設(shè)置：頻率50Hz，脈沖寬度204）負(fù)載可以根據(jù)需要設(shè)成純電阻、純電感、阻感等，本次仿真中為電阻負(fù)載R=450

10、，阻感負(fù)載R=450，L=0.7H 。3.仿真結(jié)果及波形：阻性負(fù)載：R=450alpha=0 阻性負(fù)載（從上至下依次為三相電源相電動勢波形、Ud波形、Id波形和Uvt波形） alpha=60 阻性負(fù)載（從上至下依次為三相電源相電動勢波形、Ud波形、Id波形和Uvt波形）alpha=90 阻性負(fù)載（從上至下依次為三相電源相電動勢波形、Ud波形、Id波形和Uvt波形）阻感負(fù)載：R=450，L=700mH Alpha=0（從上至下依次為三相電源相電動勢波形、Ud波形、Id波形和Uvt波形）Alpha=60（從上至下依次為三相電源相電動勢波形、Ud波形、Id波形和Uvt波形）Alpha=90（從上至下

11、依次為三相電源相電動勢波形、Ud波形、Id波形和Uvt波形）4.仿真設(shè)計(jì)總結(jié)由于在Multisim12.0環(huán)境上的仿真結(jié)果并不理想（Multisim的元件模型更為接近實(shí)際模型，導(dǎo)致經(jīng)常報(bào)錯(cuò)）故最終選擇用Matlab的可視化仿真工具simulink進(jìn)行仿真。通過仿真結(jié)果和理論的對比，進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。從仿真波形圖可知。當(dāng)負(fù)載為阻感性時(shí)，改變不同的控制角，晶閘管VT1電壓VTu隨之減小，直至=90時(shí)基本為零。由于電感的存在，電流的波形基本趨于平直化。從仿真波形上看稍微有所波動，不過最終會趨向于零或是在零附近很小的范圍內(nèi)波動。所以，仿真結(jié)果基本正確。當(dāng)負(fù)載是純電阻時(shí)，由波形可以看出，晶閘

12、管一周期中有120處于通態(tài)，由于負(fù)載為電阻，故晶閘管處于通態(tài)時(shí)的電流波形與相應(yīng)時(shí)段的ud波形相同。綜上所述，三項(xiàng)全橋整流電路的仿真結(jié)果基本上與理論知識相一致，所以仿真試驗(yàn)的任務(wù)基本完成。用Simulink進(jìn)行仿真，在仿真過程中可以靈活改變仿真參數(shù)，并且能直觀地觀察到仿真結(jié)果隨參數(shù)的變化情況。從仿真結(jié)果波形可以看出，利用Simulink對系統(tǒng)建模及仿真的結(jié)果(波形)具有真實(shí)性和極高的可信度。利用該方法還能對非常復(fù)雜的電路進(jìn)行建模仿真。 系統(tǒng)的建模和實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程非常的相似，用戶不用進(jìn)行編程，也無需推導(dǎo)電路、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，就可以很快得到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。通過對仿真結(jié)果分析就可以將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改

13、進(jìn)或?qū)?有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改使系統(tǒng)達(dá)到要求的結(jié)果和性能，這樣就大大加快了系統(tǒng)的分析或設(shè)計(jì)過程。參考文獻(xiàn)1 趙莉華 舒欣梅.電力電子技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社2 百度文庫三相橋式全控整流電路仿真/view/4e81e500b52acfc789ebc942.html 3 黃江波 基于Matlab的三相橋式全控整流電路的仿真研究 現(xiàn)代電子技術(shù)2010，33(8)九、實(shí)驗(yàn)討論1. 分析比較整流工作時(shí)，阻性負(fù)載和阻感負(fù)載再缺相（丟失一路觸發(fā)信號）故障下，Ud瞬時(shí)波形的差異性？答：在缺相故障時(shí)，阻感負(fù)載由于存在較大的電感，因此Ud的波形還是可以過零點(diǎn)。這是因?yàn)榱鬟^電感元件的電流不能突變，大電感會產(chǎn)生一個(gè)阻礙電流的電動勢；而對于阻性負(fù)載，其波形就會受到缺相的影響，不會過零點(diǎn)。2. 整流狀態(tài)下阻-感負(fù)載時(shí)，=90時(shí)，Ud的瞬時(shí)波形就一定會有正負(fù)半波嗎，為什么？會有，電感儲存的大量的能量會釋放出來，使閘管繼續(xù)導(dǎo)通下去，如果電感不是總夠大，仍然會有正負(fù)半波，只是可能正半波面積比負(fù)半波的大。3.說明逆變狀態(tài)下，逆變電源的負(fù)載波形是電路上