三相桥式全控整流电路 (2)

1、。实验六：三相桥式全控整流电路(一)实验的目的1.掌握实验电路的工作原理和关键波形；2.分析不同参数设置对仿真结果的影响(2)实验原理在三相桥式全控整流电路中，共阴极组和共阳极组同时控制，控制角度均为。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，整流电压是三相半波的两倍。显然，在相同的输出电压下，三相桥式晶闸管所需的最大反向电压比三相半波线路中晶闸管所需的最大反向电压低一半。为了便于分析，三相全控桥的六个晶闸管的触发顺序为1-2-3-4-5-6。晶闸管编号如下：晶闸管KP1和KP4连接到相A，晶闸管KP3和KP6连接到相B，而晶体管KP5和KP2连接到相C.晶闸管KP1、KP3和KP5形成公

2、共阴极组，而晶闸管KP2、KP4和KP6形成公共阳极组。为了找出晶闸管在变化时的导通规律，分析输出波形的变化规律，我们研究了几种特殊的控制角度，首先分析了=0时的情况，即在自然换相点触发换相的情况。图1是电路图。为了便于分析，一个周期分为六个部分(见图2)。在周期(1)中，A相的电压最高，而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通，而B相的电位最低，因此阳极组的晶闸管KP6被触发导通。此时，电流从a相通过KP1流向负载，然后通过KP6流入b相。变压器a和b分两相工作，公共阴极组的a相电流为正，公共阳极组的b相电流为负。施加于负载的整流电压为ud=ua-ub=uab60年后，它进入了(2)时期。此时，a

3、相的电位仍然最高，晶闸管KPl继续导通，但c相的电位最低。当通过自然换向点时，c相的晶闸管KP2被触发，电流从b相变为c相，KP6在反向电压下断开。此时，电流通过KPl、负载和KP2从电源的a相流向c相。变压器a和c分两个阶段工作。此时，a相为正，c相为负。负载上的电压为ud=ua-uc=uac60年后，它进入了第三阶段。此时，b相的电位最高，当公共阴极组通过自然换向点时，触发晶闸管KP3导通，电流从a相变为b相，c相的晶闸管KP2继续导通，因为电位仍然最低。此时，变压器bc分两个阶段工作，负载上的电压为ud=ub-uc=ubc等等。从上述三相桥式全控整流电路的工作过程可以看出：1.三相桥式全

4、控整流电路在任何时候都必须有两个晶闸管导通，其中一个是共用的阴极组，另一个是共用的阳极组，因此只有当它们同时导通时，才能形成导电回路。2.三相桥式全控整流电路是两组三相半波整流电路的串联，因此对于三相半波整流电路，对共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KP1、KP3、KP5依次导通，所以它们的触发脉冲相差应为120。对公共阳极组的触发脉冲的要求是确保晶闸管KP2、KP4和KP6依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120。3.因为具有公共阴极的晶闸管在正半周期被触发，而公共阳极组在负半周期被触发，所以连接在同相的两个晶闸管的触发脉冲之间的相位差应该是180。4.三相桥式全控整流电路每60年

5、换一次晶闸管，由前一个晶闸管换到下一个晶闸管触发。触发脉冲的顺序是：1234561。两个相邻脉冲之间的相位差为60。5.因为晶闸管可以在电流中断后再次导通，所以有必要为一对晶闸管提供一个触发脉冲6.整流输出电压，即负载上的电压。整流后的输出电压应该是减去两相电压后的波形，两相电压实际上属于线路电压。波头uab、uac、ubc、uba、uca和ucb都是线电压的一部分，线电压是上述线电压的包络。相电压的交叉点和线电压的交叉点在同一角度位置，所以线电压的交叉点也是一个自然的换向点。还可以看出，三相桥式全控整流电压在一个周期内脉动六次，脉动频率为650=300赫兹，是三相半波的两倍。7.晶闸管电压。

6、在三相桥式整流电路中，任何时刻只有两臂元件导通，而其他四臂元件受到变化的反向电压。例如，在周期(1)中，KP1和KP6导通，此时，KP3和KP4接收反向线电压uba=ub-ua。KP2承受反向线路电压ubc=ub-uc。KP5承受反向线路电压uca=uc-ua。晶闸管的反向最大电压是线路电压的峰值。当从零开始增加时，也可以分析出晶闸管的最大直流电压也是线路电压的峰值。(3)实验内容1.在MATLAB/Simulink中建立三相桥式全控整流电路；2.测量不同触发角下的输入输出电压波形和输出电流波形，分析阻性负载和阻性负载波形的差异。(4)实验过程和结果分析1.模拟系统MATLAB平台2.模拟参数

7、三相电源设置为伏安：220伏，相角0度，伏安：220伏，相角-120度，电压3360220伏，相角120度，频率50Hz。脉冲发生器的频率设置为50，宽度为10。通用桥桥臂设置为3。电阻在纯电阻负载下为10欧姆，在电阻负载下为10欧姆，电感为1H。触发角分别为00，300，600和900。3.模拟波形和分析三相桥式全控整流电路的仿真模型如下：图3。三相桥式全控整流电路仿真模型(1)纯阻性负载下不同触发角下的仿真波形如下：图4。电阻负载A=0时三相桥式全控整流电路的波形图5。电阻负载A=30的三相桥式全控整流电路波形图6。电阻负载A=60的三相桥式全控整流电路波形图7。电阻负载A=90的三相桥式

8、全控整流电路波形波形分析：对于纯阻性负载，当触发角小于或等于90时，Ud波形为正，DC电流Id与Ud同相，因此DC电流波形与DC电压波形相同。随着触发角的增大，管在电压反转后关断，晶闸管正向导通时间缩短，对应于输出平均电压的逐渐降低，当触发角大于60时Ud波形出现不连续。随着触发角的不断增大，输出电压逐渐降低。当触发角继续增加到120时，整流输出电压Ud的波形将全部为零，并且其平均值也将为零。可以看出，带电阻负载的三相桥式全控整流电路触发角的相移范围为0-120。(2)电阻负载下不同触发角下的仿真波形如下：图8。三相桥式全控整流电路中电阻和电感负载的波形A=0图9。三相桥式全控整流电路波形，电

9、阻和电感负载A=30图10。电阻和电感负载为A=60的三相桥式全控整流电路波形图11。三相桥式全控整流电路的波形，电阻和电感负载A=90波形分析：对于电阻性负载，当触发角小于60时，整流后的输出电压波形与纯电阻性负载基本相同。不同的是，电阻负载的DC侧电流不会由于电感的滤波效应而急剧变化，输出波形相对稳定。当触发角大于或等于60且小于90时，由于电感的作用，管的导通时间延长，因此Ud波形呈现负波形而不中断，因此输出电压为0.001伏。通过对电力电子的仿真分析，可以看出三相桥式全控整流电路的输出电压受控制角和负载特性的影响。利用Matlab可视化仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路的仿真结果进行了详细分析，并与传统电路分析方法得到的输出电压波形进行了比较，进一步