四川大学电气信息学院实验报告书课程名称:电力电子技术实验项目: 三相全桥整流及有源逆变实验专业班组:电气工程及其自动化105班实验时间:2013年12月16日成绩评定:评阅教师:报告撰写: 学号:同组人员:学号:同组人员:学号:同组人员:学号:电气信息学院专业中心实验室目录一.实验内容1.1实验项目名称 (3)1.2实验完成目标 (3)1.3实验内容及已知条件 (3)二.实验环境2.1 主要设备仪器············································42.2小组人员分工············································5三.电路分析与仿真3.1基本电路 (5)3.2 电路仿真 (6)四.实验过程4.1连接三相整流桥及逆变回路································114.2 整流工作···············································114.3 逆变工作 (14)五.实验数据处理与分析5.1 实验数据与处理 (15)5.2误差分析················································ 16六.思考讨论与感悟6.1 实验思考题··············································166.2实验讨论题·············································· 176.3实验方案、结果可信度分析 (19)6.4 实验感悟 (1)9附件一.实验内容1.1实验名称三相全桥整流及有源逆变实验1.2实验完成目标波形;①观测分析整流状态下(阻性负载、阻-感性负载)ud,uVT②观测分析逆变状态下(阻-感性-反电动势负载)ud,u波形及逆变功率测量;VT1.3实验内容及已知条件①连接三相整流桥及逆变回路◆由三相隔离变压器(MCL-32)二次绕组接至三相降压变压器(MCL-35),输出三相电源(线电压约110~130v)作为三相变流桥的交流输入;◆由三相隔离变压器(MCL-32)二次绕组接至由二极管组成的三相不可控全波整流桥,作为逆变时负载回路的电动势源(大小恒定的电压源);◆由双刀双置开关构成整流和逆变选择回路(严禁主回路带电时切换此开关);◆约定整流、逆变临界控制点为Uct = 0,当Uct﹥0时,处于整流移相控制;Uct﹤0时处于逆变移相控制:②整流工作◆阻性负载测试:双置开关选择整流回路,负载电阻设定为最大(约450 ),加正给定电压。
1)观测并记录整流状态下α≈0O,60O,90O时ud、u波形(注意限制Id≤0.8VTA);2)α≈0O时封锁任1只晶闸管的脉冲信号,记录ud的波形及大小值;3)α≈0O时封锁任2只晶闸管的脉冲信号,记录ud的波形及大小值;(一次:共阴极组2只;一次:阴极阳极组各1只)◆阻-感(300Ω+700mH )负载测试:双置开关选择整流回路,观测并记录α=30O,90O时ud、u波形(注意限制Id≤0.8A);α= 0O时任意封VT锁1只和2只晶闸管的脉冲信号,记录ud的波形及大小值。
③逆变工作断掉主回路电源,将负载回路切换到逆变条件,注意逆变电动势源的直流极性。
◆选负给定信号,保持负载为(450Ω+700mH),再合上电源,观测逆变状态下β=60O,90O时ud,u波形;VT◆在恒定负载情况下(电阻450Ω,电感700mH,直流反电动势E基本恒定),在最大逆变移相范围内,测定电网实际吸收直流功率Pk = f (Ud)的函数曲线(不低于8组数据点)。
已知,三相全控桥电源回路输出端等效内阻Rn=26Ω。
思考:如何近似估算电网吸收的电功率?二.实验环境2.1主要设备仪器实验台:华纬MCL-Ⅲ型电力电子及电气传动教学实验台(浙江大学求是公司)图2-1实验台示波器:Tektronix TDS1012示波器(带宽:100MHZ最高采样频率:1GS/s)图2-2示波器数字万用表:图2-3 数字万用表2.2 小组人员分工1.实验阶段线路连接及检查:移相可调电位器及电阻的调节:数字万用表的操作及测量:示波器操作的及测量:数据记录及计算:2.报告撰写报告主体撰写:实验仿真:数据处理分析:特性曲线与拟合:思考题的整理:讨论内容整理:图片整理与使用:讨论与拓展思考:三.实验仿真3.1 基本电路图3-1三相全桥整流及有源逆变实验3.2 电路仿真如果按照所做电力电子实验的实际电路图进行仿真,则需要考虑电路中隔离变压器和三相降压变压器的作用,以及保证实验安全的吸收功率电阻的作用。
所绘出的电路图进行仿真时总会出现各种仿真错误或者出现波形不一致。
故我们组从原理上给予Multisim的电路图,以及我们查阅资料获得的相关Matlab 仿真的实验图。
图3-2仿真电路整流工作连接图图3-3仿真电路逆变工作连接图我们先对阻性负载测试进行仿真,参照图3-2仿真连接图。
记录整流状态下α≈0°,60°,90°时Ud,Uvt波形(注意限制Id≤0.8A);图3-4 α≈0°时Id,Ud,Uvt波形图3-5 α≈60°时Id,Ud,Uvt波形图3-6 α≈90°时Id,Ud,Uvt波形模拟α≈0°时封锁任1只晶闸管的脉冲信号,记录Id,Ud,Uvt波形,如图3-7所示; 模拟α≈0°时封锁任2只晶闸管的脉冲信号,记录Ud的波形(一次:共阴极组2只,如图3-8所示;一次:阴极阳极组各1只,如图3-9所示)。
图3-7 α≈0°时封锁任1只晶闸管Id,Ud,Uvt波形图3-8 α≈0°时封锁任2只阴阳晶闸管Id,Ud,Uvt波形图3-9α≈0°时封锁任一阴一阳晶闸管Id,Ud,Uvt波形接着我们进行阻-感(300+ 700mH )负载仿真:记录α=30°,90°时Id,Ud, Uvt波形。
图3-10 α=30°时Id,Ud, Uvt波形图3-11α=90°时Id,Ud, Uvt波形模拟α= 0O时任意封锁1只,和2只共阴极晶闸管以及一阴一阳晶闸管的脉冲信号,记录Ud的波形。
图3-12 α= 0O时任意封锁1只晶闸管Ud波形图3-13 α= 0O时封锁2只共阴极晶闸管Ud波形图3-14 α= 0O时封锁一阴一阳晶闸管Ud波形最后按照图3-3接线逆变工作电路,选负给定信号保持负载为(450Ω+700mH),模拟记录逆变状态下β=60°,90°时Id,Ud,Uvt波形。
图3-15逆变状态下β=60°时Id,Ud,Uvt波形图3-16 逆变状态下β=90°时Id,Ud,Uvt波形四.实验过程4.1连接三相整流桥及逆变回路由三相隔离变压器(MCL-32)二次绕组接至三相降压变压器(MCL-35),输出三相电源(线电压约110~130v)作为三相变流桥的交流输入;由三相隔离变压器(MCL-32)二次绕组接至由二极管组成的三相不可控全波整流桥,作为逆变时负载回路的电动势源(大小恒定的电压源);由双刀双置开关构成整流和逆变选择回路(严禁主回路带电时切换此开关);约定整流、逆变临界控制点为Uct = 0,当Uct﹥0时,处于整流移相控制;Uct﹤0时处于逆变移相控制;本次实验的线路连接在实验前已由指导老师完成,实验电路图如图3-1所示,实验过程中的实际接线图如图2-1所示。