实验七 三相桥式全控整流电路实验

一、实验目的

了解三相桥式全控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载，电阻电感性负载，反电动势负载时的工作情况。

二、实验所需挂件及附件

1. 电源控制屏 2. 三相晶闸管触发电路 3. 双踪示波器，万用表 4. 晶闸管主电路 5. 可调电阻，电感等

三、实验原理

1、电阻性负载

图7-1 三相桥式全控整流电路（电阻性负载）及0波形

o 阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）称为共阳极组。共阴极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1，VT3，VT5，共阳极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4，VT6，VT2。晶闸管的导通顺序为

VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。 0o表示各晶闸管从其自然换相点开始触发，得到的输出电压波形为其线电压的包络线。

图7-2 三相桥式全控整流电路（电阻性负载）30时波形

o 从图可以看出，当60o时，ud波形连续，对于电阻负载，id波形与ud波

形形状一样，也连续，每管工作120 ，每间隔60有一管换流。

60为波形连续和不连续的分界点。>60，由于对应线电压的过零变负，非同一相的共阴极组和共阳极晶闸管串联承受负压而关断，此时输出电压电流为零。负载电流断续，各晶闸管导通角小于120。 晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示：

时段 共阴极组中导通的晶闸管 I VT1 共阳极组中导通的晶闸管 VT6 整流输出电压ud VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 II VT1 III VT3 IV VT3 V VT5 VI VT5 uα -ub =uab uα -uc =uαc ub –uc =ubc ub –ua =uba uc–ua =uca uc–ub =ucb 三相桥式全控整流电路的特点：

（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。

（2）对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60。共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120。同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180。

（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。 （4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：单宽脉冲触发、双窄脉冲触发。

（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。 2. 阻感性负载

60o时， ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。区别在于id的波形可近似为一条水平线。

60o时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。电阻负载时，ud波形不会出现负面积，阻感负载时，ud波形会出现负面积，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α 角移相范围为0o90o。

图7-3 三相桥式全控整流电路（阻感性负载）30时波形

o

图7-4 三相桥式全控整流电路（阻感性负载）90时波形

当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载60oo时）的平

均值为：

Ud12336U2sintd(t)2.34U2cos3带电阻负载且60o时，整流电压平均值为：

Ud336U2sintd(t)2.34U21cos()3Ud 输出电流平均值为 ：IdR

四、实验内容

三相桥式全控整流电路用了六只晶闸管，共阴极组为VT1,VT3,VT5,共阳极组为VT4,VT6,VT2。图中R使用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式；电感Ld在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。 (1) 三相桥式全控整流电路接电阻性负载

触发电路调试正常后，按图7-5电路图接线。将电阻器调在最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压UVT的波形，调

节电位器RP1，观察0o,30o,45o,60o,90o,120o,135o时Ud、UVT的波形，并测量直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表中。

图7-5 三相桥式全控整流电路实验原理图

α U2 Ud（记录值） Ud/U2 Ud（计算值） 计算Ud的公式 0o 30° 45 o60° 90° 120° 135° (2) 三相桥式全控整流电路接电阻电感性负载

将负载电阻R改成电阻电感性负载（由电阻器与平波电抗器Ld串联而成）。暂不接续流二极管VD1，保持电感量不变，改变R的电阻值,注意电流不要超过1A]情况下，观察并记录0o,30o,45o,60o时的直流输出电压值Ud及UVT的波形。

α U2 Ud（记录值） Ud/U2 Ud（计算值） 计算Ud的公式 0o 30° 45 o60° 接入续流二极管VD1，重复上述实验，观察0o,30o,45o,60o,90o,120o,135o时Ud、UVT的波形，并测量直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表中。 α U2 Ud（记录值） Ud/U2 Ud（计算值） 计算Ud的公式 0o 30° 45 o60° 90° 120° 135° (3) 三相桥式全控整流电路接反电动势负载

要完成此实验还应加一只直流电动机。断开主电路，将负载改为直流电动机，接平波电抗器Ld，调节DJK06上的“给定”输出Ug使输出由零逐渐上升，直到电机电压额定值，用示波器观察并记录不同时输出电压Ud和电动机电枢两端电压Ua的波形。

α 电机转速(n) U2 Ud（记录值） Ud/U2 Ud（计算值） 计算Ud的公式 0o 30° 45 o 60° 五、注意事项

整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序，必须一一对应。 六、实验报告要求

(1)填写表格中要求的各实验数据。

(2)记录30o,90o时，电阻性负载和电阻电感性负载的Ud、UVT波形。 (3)分析实验中出现的现象，写出体会。