電力電子技術三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗報告(已修改)
2025-11-06 22:43 本頁面
【正文】 四川大學電氣信息學院 電力電子技術實驗報告 1 / 28 一、 實驗背景 整流是指將交流電變換為直流電的變換，而將交流電變換為直流電的電路稱為整流電路。整流電路是四種變換電路中最基本的變換電路，應用非常廣泛。對于整流電路，當其帶不同負載情況下，電路的工作情況不同。此外，可控整流電路不僅可以工作在整流狀態(tài)，即將交流電能變換為直流電能，還可以工作在逆變狀態(tài)，即將直流電能變換為交流電能，稱為有源逆變。 在工業(yè)中，應用最為廣泛的是三相橋式全控整流電路（ Three Phase Full Bridge Converter），它是由兩個三相半波可控整流電路發(fā)展而來。 該次試驗即是針對三相橋式全控整流電路而展開的一些較為簡單的學習與研究。 二、 實驗原理 三相橋式全控整流及有源逆變 該次實驗 連接 電路圖如下圖所示 整流有源逆變控制信號初始化約定： 0176。 ≤ α ≤ π2， uct 0??， ud 0?? 整流 π2 ≤ α ≤ π ， uct 0??， ud 0?? 逆變 α = π2， uct = 0V， ud = 0V 臨界 四川大學電氣信息學院 電力電子技術實驗報告 2 / 28 注意事項： 在接主電路過程中， 晶閘管接入 雙刀雙閘開關時一定要注意正負極必須正確匹配 。 電容器用于吸收感性電流引起的干擾，使得示波器顯示的波形更加標準、清晰。 雙刀雙擲開關在切換時主回路必須斷電，否則很可能因切換時拉出電弧而損壞設備 。 （一）整流電路 整流的概念 把交流電變換為直流電的變換稱為整流（ Rectifier），又叫 ACDC 變換（ ACDC Converter）。整流電路是一種把交流電源電壓轉換成所需的直流電壓的電路。 ACDC 變換的功率流向是雙向的，功率流向由交流電源流向負載的變換稱之為“整流”，功率流向由負載流向交流電源的變換稱之為“有源逆變”。 采用晶閘管作為整流電路的主控器件，通過對晶閘管觸發(fā)相位的控制從而達到控制輸出直流電壓的目的，這樣的電路稱之為相控整流電路。 整流電路的分類 （ 1） 按電路結構分類 ① 半波整流電路 ：半波整流電路中每根電源進線流過單方向電流，又稱為零式整流電路或單拍整流電路。 ② 全波整流電路：全波整流電路中每根電源進線流過雙方向電流，又稱為橋式整流電路或雙拍整流電路。 （ 2） 按電源相數(shù)分類 ① 單相整流電路：又分為單脈波整流電路和雙脈波整流電路。 ② 三相整流電路：又分為三脈搏整流電路和六脈波整流電路。 ③ 多相整流電路：多脈波整流電路。 （ 3） 按電路控制特點分類 ① 不可控整流電路：整流電路的直流輸出電壓平均值同交流電壓的比值固定不變，切功率流向只能由電源側流向負載側，即整流電路的輸出電壓大小與功率流向均是固定的，不可改變，為單向變流器。這種電路的控制器件一般是二極管。 ② 半控整流電路：整流電路的直流輸出電壓平均值與交流電源電壓的比值可以改變，但功率流向仍為單向，只能由電源側流向負載側。這種電路的控制器件一般是晶閘管和二極管同時存在。 ③ 全控整流電路：整流電路的直流輸出電壓值可以改變，且功率流向是雙向的。全控整 流電路的控制器件一般為晶閘管或全控型器件。 （ 4） 按電路的工作范圍分類 ① 單象限整流電路 ② 多象限整流電路 （ 5） 按控制方式分類 ① 相控整流電路：控制器件主要采用晶閘管，其特點是容量大、控制簡單，技術成熟。 四川大學電氣信息學院 電力電子技術實驗報告 3 / 28 ② 脈沖寬度調制整流電路：采用全控型控制器件和現(xiàn)代控制技術，其性能優(yōu)于相控整流電路。 整流電路的主要性能指標 （ 1） 整流輸出電壓平均值：即負載上的直流電壓比值。 （ 2） 電壓波形系數(shù)：輸出電壓有效值與直流平均值之比。 （ 3） 直流輸出電壓中的交流分量：常用波紋因數(shù)（輸出電壓中交流諧波分量的有效值與直流電壓平均值之比）來表示，反映了直流電壓的平滑程度。 （ 4） 交流側的功率因數(shù)。 （ 5） 交流側諧波電流：可用輸入電流總畸變率或電流諧波因數(shù)來反映。 （ 6） 變壓器利用系數(shù)。 在上述參數(shù)中，（ 1）（ 2）（ 3）是考核整流電路輸出直流電源性能的指標，（ 4）（ 5）是考核整流電路對交流電源影響的性能參數(shù)。 （二）三相橋式全控整流電路 在工業(yè)中，應用最為廣泛的是三相橋式全控整流電路（ Three Phase Full Bridge Converter） ， 它是由兩個三相半波可控整流電路發(fā)展而來， 其電路圖如 右 下所示。 由于共陰極組的管子在電源正半周導通，流經(jīng)變壓器二次繞組的是正向電流，共陽極組的管子在電源負半周導通，流經(jīng)變壓器二次繞組的是反向電流，因此一周期中變壓器繞組中沒有直流磁動勢，且每相繞組的正、負半周都有電流流過，變壓器繞組利用率提高了。 阻性負載 （ 1） 工作原理及波形分析 ① 觸發(fā)延遲角 α = 0176。 時整流電路的工作情況
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