三相半波可控整流.doc

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1、一、实验目的1、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性负载和电感性负载时的工作情况。2、不同负载时，三相半波可控整流电路的结构、工作原理、波形分析。二、实验内容1、三相半波可控整流电路（电阻性负载）1.1电路结构为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y接法。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法。图2-1三相半波可控整流电路结构图2-2α=0°时的波形工作原理：1）在ωt1-ωt2区间，有Ua

2、＞Ub，Ua＞Uc，A相电压最高，VT1承受正向电压,在ωt1时刻触发VT1导通，导通角θ=120°,输出电压Ud=Ua。其他两个晶闸管承受反向电压而不能导通。VT1通过的电流It1与变压器二次侧A相电流波形相同，大小相等，可在负载电阻R两端测试。2）在ωt2-ωt3区间，有Ub＞Uc，Ub＞Ua，B相电压最高，VT2承受正向电压，在ωt2时刻触发VT2导通，Ud=Ub。VT1两端电压Ut1=Ua-Ub=Uab＜0，晶闸管VT1承受反向电压关断。3）在ωt3-ωt4区间，有Uc＞Ua，Uc＞Ub，C相电压最高，VT3承受正向

3、电压，在ωt3时刻触发VT3导通，Ud=Uc。VT2两端电压Ut2=Ub-Uc=Ubc＜0，晶闸管VT2承受反向电压关断。在VT3导通期间VT1两端电压Ut1=Ua-Uc=Uac＜0。这样在一个周期内，VT1只导通120°，在其余240°时间承受反向电压而处于关断状态。1.2仿真建模及参数设置根据原理图用matalb软件画出正确的三相半波可控整流电路（电阻性负载）仿真电路图如图2-3所示：2-3三相半波可控整流电路仿真电路图脉冲参数：振幅为5V，周期为0.02s，占空比为5%，相位延迟分别为（α+30）/360*0.02，（

4、α+120+30）/360*0.02，（α+240+30）/360*0.02。电源参数：频率为50Hz，电压为100V，其相角分别为0°、-120°、120°。负载参数：电阻为1欧姆。1.3仿真波形测试设置触发延迟角α分别为0°、30°、60°、90°、150°，分别得到各角度对应的三相电源电压Vabc、三相晶闸管触发脉冲信号Ug、直流输出电压Ud、整流输出电流Id、A相晶闸管电流Ia、A相晶闸管电压VT1的波形。波形分别如图所示：图2-4α=0°三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）波形图图2-5α=30°三相半波可控整

5、流电路原理图（电阻性负载）波形图图2-6α=60°三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）波形图图2-7α=90°三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）波形图图2-8α=150°三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）波形图1.4小结α=0°时的工作原理分析：晶闸管的电压波形，由3段组成:第1段，VT1导通期间，为一管压降，可近似为UT1=0。第2段，在VT1关断后，VT2导通期间，UT1=Ua-Ub=Uab，为一段线电压。第3段，在VT3导通期间，UT1=Ua-Uc=Uac,为另一段线电压。 α=30°时的波形负载电流处

6、于连续和断续之间的临界状态，各相仍导电120。α>30°的情况，负载电流断续，晶闸管导通角小于120°。当α继续增大，整流电压将越来越小，α=150°时，整流电压输出为0。所以电阻负载时α的移相范围是0°到150°。2.三相半波可控整流电路（阻-感性负载）2.1电路结构为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y接法。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法。图2-9三相半波可控整流电路结构图2-10α=60°时的波形工

7、作原理:当α小于等于30°时相邻两项的换流是在原导通相的交流电压过负之前，其工作情况与电阻性负载相同，输出电压Ud波形，Ut波形也相同。由于负载电感的储能作用，输出电流Id是近乎平直的直流波形，晶闸管中分别流过幅度Id，宽度120°的矩形波电流，导通角为120°。当α大于30°时，假设α=60°,VT1导通，在A相交流电压过零变负后，由于未达到VT2的触发时刻，VT2未导通，VT1在负载电感产生的感应电动势作用下继续导通，输出电压Ud小于0，直到VT2被触发导通，VT1承受反向电压而关断，输出电压Ud小于Ua，然后重复A相的

8、过程。2.2仿真建模及参数设置根据原理图用matalb软件画出正确的三相半波可控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2-3所示（同电阻负载波形一样）。脉冲参数：振幅为5V，周期为0.02s，占空比为5%，相位延迟分别为（α+30）/360*0.02，（α+120+30）/360*0.02