三相全控整流電壓源實訓報告.

1、dc110v/484w全控整流電壓源電氣工程學院2011級電力電子與電力傳動實訓報告項目名稱： dc110v/484w全控整流電壓源 項目負責人： 項目成員： 負責老師： 郭育華 盧國濤 指導老師： 郭育華 2014年 12月10日電力電子與電力傳動時訓報告項目成績：評閱人：指導老師： 年月日項目負責人：姓名 學號 項目成員：姓名 學號 項目成員：姓名 學號 目 錄1、實訓要求以及指標21.1 實訓要求21.2實驗內(nèi)容21.3指標21.4 仿真軟件22、實訓的主電路設計32.1工作原理32.2 參數(shù)選擇53、實訓的控制電路設計54、系統(tǒng)仿真74.1 仿真軟件matlab74.2 仿真模型的建立

2、74.2.1開環(huán)控制84.2.2 閉環(huán)控制105、實驗分析115.實驗平臺介紹115.1.1系統(tǒng)構成125.2.2 實驗接線135.3 實驗流程與波形記錄165.3.1 開環(huán)實驗165.3.2 閉環(huán)實驗186、結論、問題和體會206.1 實驗結論206.2 感受與體會20摘要整流電路在自動控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和發(fā)電機勵磁系統(tǒng)等領域的應用日益廣泛。常用的三相整流電路有三相橋式不可控整流電路、三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路，整流電路涉及到交流信號、直流信號以及觸發(fā)信號，同時包含晶閘管、電容、電感、電阻等多種元件。 通過實驗接線和調(diào)試，三相交流輸入通過同步變壓器降壓，再通過三相全控橋?qū)嶒炏?/p>

3、整流輸出，由示波器觀察輸出波形。三相整流控制箱根據(jù)三相全控橋?qū)嶒炏涞妮斎腚妷?，以及電路板上可變電阻調(diào)節(jié)，輸出雙窄脈沖波的觸發(fā)信號，通過脈沖功放箱放大作為三相全控整流實驗箱的控制信號。本次實驗采用matlab軟件中的simulink平臺進行電路設計，并進行仿真。在開環(huán)控制時，改變電壓，可以實現(xiàn)整流輸出電壓在不同觸發(fā)角時波形有著明顯的區(qū)別，都是對稱六脈波。在閉環(huán)控制時，其觸發(fā)角主要由電壓反饋電路，電流反饋電路進行調(diào)節(jié)，在示波器時基因數(shù)足夠大的觀察前提下，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使該實驗輸出穩(wěn)定的六脈波波形。經(jīng)過驗證，在實驗過程中，閉環(huán)條件下，改變輸入電壓，或者是改變負載阻值，都能夠使負載輸出電壓穩(wěn)定不變；在閉

4、環(huán)仿真中，將220v輸入電源換為280v電源，再將25換為20負載接入，輸出電壓基本穩(wěn)定，實現(xiàn)了閉環(huán)控制。、 實訓要求以及指標1.1 實訓要求本次實驗為三相全控整流實驗，本實驗的實驗目的主要有以下幾個方面：1）熟悉pesx-24三相整流控制箱；2）了解三相全控整流的系統(tǒng)結構，工作原理；3）掌握三相整流系統(tǒng)開環(huán)與閉環(huán)調(diào)試的正確方法；4）驗證pi控制器參數(shù)對閉環(huán)系統(tǒng)的影響。 1.2實驗內(nèi)容1)三相相控整流系統(tǒng)的開環(huán)與閉環(huán)調(diào)試.2)觀察、分析三相相控整流系統(tǒng)各點波形。1.3指標1.3.1 開環(huán)指標 開環(huán)中，在不同觸發(fā)角下得到不同的輸出直流電壓，在0-60度輸出電壓波形連續(xù)，大于60度電壓波形出現(xiàn)斷續(xù)

5、情況。1.3.2 閉環(huán)指標 采用電壓閉環(huán)控制，達到以下是項目的技術指標：輸入電壓：ac220v（三相），電壓波動15%輸出電壓：dc110v 輸出功率：484w恒壓精度：優(yōu)于5%電壓調(diào)整率：優(yōu)于5%負載整率：優(yōu)于5%1.4 仿真軟件本次實驗采用matlab軟件中的simulink平臺進行電路設計，并進行仿真。simulink是matlab最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統(tǒng)。具有適應面廣、結構和流程清晰及仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，其中的sim power electronic 工

6、具箱能夠非常好的實現(xiàn)電力電子技術的相關仿真。基于以上優(yōu)點simulink已被廣泛應用于控制理論和數(shù)字信號處理的復雜仿真和設計。、 實訓的主電路設計通過電力電子技術課本以及實驗指導書，利用matlab的simulink仿真軟件平臺，搭建出三相全控整流電路的主電路。其中仿真模型中的數(shù)據(jù)來源于實驗室提供的實驗器件的參數(shù)。 2.1工作原理2.1.1三相橋式全控整流電路特性分析三相橋式全控整流電路圖是應用最為廣泛的整流電路，其電路圖如下：圖2-1 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路由三相半波共陰極接法(vt1 ,vt3 ,vt5 )和三相半波共陽極接法(vt4 ,vt6 ,vt2)的串聯(lián)組合。其工

7、作特點是任何時刻都有不同組別的兩只晶閘管同時導通,構成電流通路,因此為保證電路啟動或電流斷續(xù)后能正常導通, 必須對不同組別應到導通的一對晶閘管同時加觸發(fā)脈沖,每隔/3 換相一次,換相過程在共陰極組和共陽極組輪流進行,但只在同一組別中換相。接線圖中晶閘管的編號法使每個周期內(nèi)6個管子的組合導通順序是vt1-vt2-vt 3-v t4-vt5-vt6;共陰極組t1 ,t 3 ,t5的脈沖依次相差2/3;同一相的上下兩個橋臂,即vt1和vt4 ,vt3和vt6 ,vt5 和vt2的脈沖相差,當=0時,輸出電壓ud 一周期內(nèi)的波形是6 個線電壓的包絡線,所以輸出脈動直流電壓頻率是電源頻率的6 倍, 比三

8、相半波電路高1倍, 脈動減小,而且每次脈動的波形都一樣, 故該電路又可稱為6脈動整流電路。2.1.2 三相橋式全控整流電路定量分析（1）當整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負載時，或帶電阻負載 a60 時）的平均值為： ud=3+23+6u2sintdt=2.34u2cos （2-1）（2）帶電阻負載且 a 60時，整流電壓平均值為： ud=33+6u2sintdt=2.341+cos3+ （2-2）輸出電流平均值為id=ud/r2.1.3晶閘管的選擇 晶閘管的額定電壓由三相全控橋式整流電路的波形（圖2-4）分析知，晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值 2-3故橋臂的工作電壓幅值為：

9、2-4考慮裕量，則額定電壓為： 2-12 晶閘管的額定電流晶閘管電流的有效值為： 2-5考慮裕量，故晶閘管的額定電流為：2-62.1.4平波電抗器的選擇為了限制輸出電流脈動和保證最小負載電流時電流連續(xù)，整流器電路中常要串聯(lián)平波電抗器。對于三相橋式全控整流電路帶電動機負載系統(tǒng)，有： 2-7其中包括整流變壓器的漏電感、電樞電感和平波電抗器的電感。由題目要求：當負載電流降至20a時電流仍連續(xù)。所以取20a。所以有： 2-82.2 參數(shù)選擇 根據(jù)指標要求以及電力電子與電力傳動實訓實驗指導書及實驗室設備選擇各元器件的參數(shù)：輸入三相交流電壓：ac 220v；輸出直流電壓：dc110v；整流橋：理想的晶閘管

10、組成的三相整流橋； 負載電阻：設置p=484w,選取電阻 25歐姆；濾波電感：考慮電流為4.4a，選取濾波電感為0.5h; 濾波電解電容：400uf；pi控制器比例系數(shù)：3.2 積分系數(shù)：4.2限幅器上限：90 下限;0、 實訓的控制電路設計晶閘管可控整流電路，通過控制觸發(fā)角a的大小即控制觸發(fā)脈沖起始相位來 控制輸出電壓大小。輸出電壓通過與給定電壓比較，差值通過pi調(diào)節(jié)后進行限幅，送入比較器與方波進行比較。從比較器輸出比較結果的pwm波送入晶閘管驅(qū)動電路，驅(qū)動晶閘管導通關斷。當負載兩端的電壓高于預設電壓時，得到一個負電壓，經(jīng)過pi調(diào)節(jié)與限幅后，比較器講之與方波做比較，得到一個周期不變，占空比減

11、小的pwm信號。uo將降低。當負載兩端的電壓低于預設電壓時，得到一個正電壓，經(jīng)過pi調(diào)節(jié)與限幅后，比較器講之與方波做比較，得到一個周期不變，占空比變大的pwm信號。uo將升高。控制電路如下圖3-1：圖3-1 pid類控制器的基本結構連續(xù)pid控制器的最一般形式為 其中,和分別是對系統(tǒng)誤差信號及其積分與微分量的加權，控制器通過這樣的加權就可以計算出控制信號，驅(qū)動受控對象模型。如果控制器設計得當，控制信號將能使誤差按減小的方向變化，達到控制要求。 pid控制的結構簡單，另外，這三個加權系數(shù),和都有明顯的物理意義：比例控制器直接影響應于當前的誤差信號，一旦發(fā)生誤差信號，則控制器應立即發(fā)生作用，以減少

12、偏差。本實驗中為實現(xiàn)恒壓控制，我們采用的控制原理如下圖3-2：圖3-2恒壓控制設計框圖整流電路以移相觸發(fā)集成芯片tc787為核心，接收來自三相同步變壓器的三相同步信號和移相控制信號ut，產(chǎn)生相應的六路觸發(fā)脈沖。電壓傳感器采集輸出的電壓信號，經(jīng)過比例處理后將采集的信號輸入加法器，利用加法器將取的信號與給定電壓相比較，求出偏差電壓。然后將偏差電壓輸入比例積分器，通過比例積分器、限流器處理偏差電壓。處理后的偏差電壓此送至反余弦函數(shù)，得到延遲角。延遲角送到晶閘管觸發(fā)角產(chǎn)生器，并形成門極信號，控制整流橋，整流橋中的各個晶閘管按vt1vt2vt3vt4vt5vt6依次導通。最后在輸出側，得到理想輸出。雙閉

13、環(huán)控制電路：電路原理如圖，csfive 為開環(huán)/閉環(huán)控制開關。 當開關撥到 3 位置時，系統(tǒng)為開環(huán)控制，來至 ug 的給定信號（0-10v）經(jīng)過 給定積分電路使 ut 輸出為（010v），控制觸發(fā)脈沖的移相范圍在 0150變化。當開關撥到 2 位置時，系統(tǒng)為閉環(huán)控制，給定信號 ug（0-10v）與電壓 反饋信號的誤差值輸入電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生電流給定值，電流給定值與電流 反饋信號的誤差值輸入電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器，產(chǎn)生移相控制信號ut，使輸出電壓跟隨給定電壓變化。3.1、控制電路工作原理pesx-24三相整流控制箱由各部分電路共同組成，下面將對各部分電路的電路圖和工作原理一一介紹。3.1.1、鋸齒波同步

14、移相觸發(fā)電路鋸齒波同步移向觸發(fā)電路原理圖如圖3.1所示。圖3.1 鋸齒波同步移向觸發(fā)電路原理圖鋸齒波同步移向觸發(fā)電路以移相觸發(fā)集成芯片 tc787 為核心，接收來自三相同步變壓器的三相同步信號和移相控制信號 ut，產(chǎn)生相應的六路觸發(fā)脈沖。 來自保護電路的 lock信號接入 tc787 5 管腳，當 lock 信號為高電平時，tc787 將封鎖輸出脈沖達到保護電路的作用。調(diào)整 w2、w4、w6 三個電位器可以同時調(diào)整輸出六脈波中應某一相兩個波頭的幅值；調(diào)整 w1、w3、w5 三個電位器可以分別調(diào)整輸出六脈波中對應某一相兩個波頭之間的幅值。3.1.2、雙閉環(huán)控制電路雙閉環(huán)控制電路原理如圖3.2所示

15、。cs5為開環(huán)/閉環(huán)控制開關。當開關撥到 3 位置時，系統(tǒng)為開環(huán)控制，來至 ug 的給定信號（ 0- -10v）經(jīng)過給定積分電路使 ut 輸出為（0-10v），控制觸發(fā)脈沖的移相范圍在 0-150變化。當開關撥到 2 位置時，系統(tǒng)為閉環(huán)控制，給定信號 ug（0- -10v）與電壓反饋信號的誤差值輸入電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生電流給定值，電流給定值與電流反饋信號的誤差值輸入電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器，產(chǎn)生移相控圖3.2 雙閉環(huán)控制電路原理圖制信號 ut，使輸出電壓跟隨給定電壓變化。積分電路由 u2a 和 u2b 運算電路組成；積分電路的輸入 cs3（-）和輸出cs2（+）大小相等，極性相反，調(diào)節(jié)電位器 w9 能調(diào)節(jié)

16、積分速度。u2a給定積分器輸入與輸出關系如下：其中：15：u2輸出電壓；p：電位器w9上分壓系數(shù)。電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器由 u2c 運算電路構成，其輸入為 cs2（+）與電壓反饋輸出信號 cs7（-）之和，輸出為 cs4（-）；調(diào)節(jié) w7 可以調(diào)節(jié)電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器的時間參 數(shù)，從而調(diào)節(jié) pi 參數(shù)。電壓外環(huán)調(diào)節(jié)器輸出飽和值為穩(wěn)壓管 wd1穩(wěn)壓值-10v。電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器由 u2d 運算電路構成，其輸入為 cs4（-）與電流反饋輸出信號 cs10（+）之和；調(diào)節(jié) w8 可以調(diào)節(jié)電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器的時間參數(shù)，從而調(diào)節(jié) pi 參數(shù)。環(huán)調(diào)節(jié)器輸出飽和值為穩(wěn)壓管 wd2 穩(wěn)壓值+10v。u3a 及其周邊元件構成的反相放

17、大器作為電流調(diào)節(jié)器和tc787之間接口的變換器。對于 tc787 來說，當 ut 越小，則其觸發(fā)脈沖開通角越小，整流輸出電壓就越大。而給定越大，電流調(diào)節(jié)器輸出越大，為此，在這兩者之間加一個反相器，使得給定增加時，整流輸出電壓也增加。調(diào)節(jié) w12 可使在給定一定值時，輸出電壓變化。當給定值小于 0.2v 時，結型場效應管 q1 和 q2 導通，把電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器輸出鎖零，保證給定為零時輸出也為零。電壓反饋電路為 u3b 組成的反比例放大電路，調(diào)節(jié)電位器 w11 可以調(diào)節(jié)比例放大倍數(shù)。電流反饋電路為 u3c 組成的正比例放大電路，調(diào)節(jié)電位器 w13 可以調(diào)節(jié)比例放大倍數(shù)。3.1.3、保護及

18、故障顯示電路保護及故障顯示電路原理如圖3.3和3.4所示。圖3.4 故障顯示電路圖3.3 過流過壓保護電路當電流反饋 usf 或是電壓反饋 uif 大于設定值時，即輸出過流或者過壓，lock 信號輸出為高， tc787 封鎖輸出脈沖。此時，gz 輸出為高電平，三極管導通 d28 指示燈亮，jd2 繼電器動作。分別調(diào)節(jié)電位器 w16 和 w17，可以設定保護電路動作的輸出電壓或者輸出電流閾值。3.2閉環(huán)控制方式選擇閉環(huán)控制方式采用電壓單閉環(huán)控制方式，流程圖如圖3.5所示。閉環(huán)實驗時，輸出電壓信號（反饋電壓）被送入電壓傳感器，與給定的電壓值進行比較，將得到的偏差信號輸入比例積分控制器（pi調(diào)節(jié)器）

19、，通過pi調(diào)節(jié)后消除偏差電壓，使輸出的電壓值逐步趨于穩(wěn)定。限幅環(huán)節(jié)將偏差信號轉換成角度，輸入到角度控制器中，對原來的觸發(fā)角進行修正，并最后調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角來控制輸出電壓值。因此，在電壓反饋單閉環(huán)控制作用下，輸出電壓最終將會穩(wěn)定在給定值附近。從而保證在輸入電壓和負載發(fā)生變化的情況下，輸出電壓仍然趨于穩(wěn)定，使電路具有更好的電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率。、 系統(tǒng)仿真4.1 仿真軟件matlabmatlab是一種使用簡便的工程計算語言。simulink是在matlab環(huán)境中用于動態(tài)仿真的軟件包,支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)的仿真。集成在simulink中的電力系統(tǒng)模塊psb(powersys

20、temblockset)在電力電子仿真中具有很多優(yōu)越性。psb采用變步長積分算法,可以對非線性、剛性和非連續(xù)系統(tǒng)進行仿真,即保持了matlab的同一風格,又突出了電力電子的學科特點。4.2 仿真模型的建立按照我們設計的主電路和電力電子技術課本的指導，我們利用simulink軟件的軟件庫中的軟件按照設計的電路的順序搭建起電路，按照事先確定好的參數(shù)對仿真電路中的各個元件的參數(shù)進行設置。4.2.1開環(huán)控制圖4-1 開環(huán)控制仿真電路通過計算開環(huán)時當觸發(fā)角=77時，輸出為110v。開環(huán)控制的仿真結果如下：圖4-2 開環(huán)控制仿真波形改變輸入電壓和負載電阻得到如下數(shù)據(jù)：表4-1 開環(huán)仿真數(shù)據(jù)20253020

21、0v98.3v98.7v98.9v220v109.6v109.7v110v240v119.3v119.6v120v計算電壓調(diào)整率為：9.8% 5% 電阻調(diào)整率為:0.5%5%開環(huán)條件下，改變輸入電壓，輸出電壓值隨之變化。雖然電阻調(diào)整率達到了指標要求，但是電壓調(diào)整率完全不能滿足指標要求。4.2.2 閉環(huán)控制圖4-3 閉環(huán)控制仿真電路圖4-4 閉環(huán)控制仿真結果當運行至0.5秒時，將180v輸入電源換為220v交流電源，當運行至0.7秒時將25歐姆負載換位20歐姆負載，得到的波形圖。由圖形可知，輸出電壓基本穩(wěn)定，實現(xiàn)了閉環(huán)控制。由此可見，閉環(huán)控制有助于提高系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。 輸入200v負載20

22、輸入200v負載25 輸入200v負載30 輸入220v負載20 輸入220v負載25 輸入220v負載30 輸入240v負載20 輸入240v負載25 輸入240v負載30 表4-2 閉環(huán)仿真數(shù)據(jù)202530200v110.9v110.5v110.1v220v110.8v110.2v109.9v240v110.6v110v109.4v計算電壓調(diào)整率為：0.22%5%；電阻調(diào)整率為:0.45%5%；輸出功率: u2r=486w閉環(huán)條件下，在一定范圍內(nèi)改變輸入電壓，輸出穩(wěn)定不變，實現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制。加入pi調(diào)節(jié)器后系統(tǒng)的動靜態(tài)特性得到了明顯的改善，輸出帶負載能力較強，輸出較為穩(wěn)定。5、實驗分析5.

23、實驗平臺介紹“pesx-電力電子與電力傳動開發(fā)平臺”是為研究電力電子與電力傳動技術而研制的通用開發(fā)平臺。開發(fā)平臺由主電路模塊、負載模塊、傳感器、電源模塊、驅(qū)動模塊和控制模塊六大類構成，其中控制模塊分為專用芯片控制、單片機控制和dsp控制三種層次。常用的電力電子與電力傳動系統(tǒng)（如整流電源、斬波電源、逆變器電源、大功率開關電源、三相 pwm整流器、 h型斬波器、直流傳動、交流傳動等）都可以在平臺上實現(xiàn)，控制系統(tǒng)可根據(jù)開發(fā)者個人能力和喜好來選取。開發(fā)平臺具有如下特點： 1)采用模塊式結構。主電路、控制、電源、傳感器等模塊都采用獨立的模塊結構，且模塊完全開放，開發(fā)可根據(jù)自己需要，象積木一樣搭建自己的系

24、統(tǒng)。 2)控制系統(tǒng)多層次。控制模塊由專用控制器（tc787/sg3525）、單片機（mcu+cpld）和 dsp（f2812）三類組成，滿足多種主電路結構和不同層次的開發(fā)要求。 3)采用先進技術。平臺中除有傳統(tǒng)技術之外，還采用先進的技術和器件。主模塊采用 igbt。igbt采用 concept公司的專用驅(qū)動（國際上使用最廣泛）、控制器采用高性能單片 mcu和 dsp，平臺適用于先進技術的研究和產(chǎn)品開發(fā)。 4)考慮多種輔助功能。開發(fā)平臺可提供多種輔助功能，如隔離的示波器供電電源、交直流電流和電壓表、連接導線等，給開發(fā)者提供方便。 5.1.1系統(tǒng)構成實驗平臺用于擺放各種實驗箱，內(nèi)部配保險、隔離開關

25、、主電源開關、電源指示、變壓器等，面板配交流電流表（380v 3只）、交流電壓表（380v 3只）、直流電壓表（300v、750v各 1只）、直流電流表（30a 2只）、可調(diào)勵磁電源，實驗臺下部用于存放各種電路功能模塊。主電路模塊：（1) pesx-01 三相全控橋?qū)嶒炏洌唬?) pesx-24 三相整流控制箱；（3) pesx-06 同步變壓器箱；（4) pesx-21 控制電源箱；（5) pesx-05 脈沖功放箱；（6) pesx-25 電壓傳感器箱；（7) 電流傳感器；（8) 外接電壓給定電位器（10k）（9) 導線若干，數(shù)字示波器，萬用表；5.2.2 實驗接線圖 5-1 實驗接線（1

26、) pesx-01 三相全控橋?qū)嶒炏渥鳛檎髦麟娐?。在控制脈沖作用下，將輸入的單/三相交流電整流成為直流電。實驗箱面板如圖5-2：圖 5-2 pesx-01 三相全控橋?qū)嶒炏涿姘?g1、k1，g4、k4 為a相觸發(fā)脈沖輸入； g3、k3，g6、k6：為b相觸發(fā)脈沖輸入； g5、k5，g2、k2：為c相觸發(fā)脈沖輸入； 24v、24vg為風機電源電源。此處不接。三相整流全控橋三相交流輸入從 pesx-電力電子與電力傳動開發(fā)平臺的三相整流變壓器輸出接入。變壓器輸出的三個接線柱從左至右分別為 a、b、c 三相。（2) pesx-24 三相整流控制箱根據(jù)同步變壓器箱輸入的 a、b、c 三相同步信號產(chǎn)生

27、6 路觸發(fā)脈沖，其型式為雙窄脈沖；其移相范圍為0150，可滿足電阻和電感性負載； 板內(nèi)有兩個運放構成的pi調(diào)節(jié)器，串聯(lián)成一個電流內(nèi)環(huán)、電壓(轉速)外環(huán)的雙閉環(huán)控制系；箱內(nèi)設有過流、過壓保護環(huán)節(jié)，當故障發(fā)生時，封鎖觸發(fā)脈沖，同時可通過繼電器輸出故障信號。實驗箱面板如圖5-3：圖 5-3三相整流控制箱面板 +15v、gnd、-15v為控制系統(tǒng)各個芯片工作電源； +24v為控制系統(tǒng)繼電器工作電源，其地與控制地相同； -15v、ug1、ug2、gnd為外接給定； +15v、-15v、mhv1、mha1為電壓、電流傳感器工作電源和檢測信號； ua、ux、ub、uy、uc、uz為三相同步電壓輸入； t1、

28、t2、t3、t4、t5、t6、gnd為三相整流控制移相脈沖輸出。該電路以移相觸發(fā)集成芯tc787為核心，接收來自三相同步變壓器的三相同步 信號和移相控制信號ut，產(chǎn)生相應的六路觸發(fā)脈沖。來自保護電路的lock 信號接入tc787的5管腳，當lock信號為高電平時,tc787將封鎖輸出脈沖達到保護電路的作用。調(diào)整 w2、w4、w6 三個電位器可以同時調(diào)整輸出六脈波中應某一相兩個波頭的幅值；調(diào)整 w1、w3、w5 三個電位器可以分別調(diào)整輸出六脈波中對應某一相兩個波頭之間的幅值。（3) pesx-06 同步變壓器箱本箱體通過三個按/y-11接法的單相變壓器組，將三相380v交流電隔離檢測到控制回路，

29、作為tc787的移相觸發(fā)信號。同步變壓器箱面板如圖5-4所示：圖5-4 同步變壓器面板 ua-ux為a相380v輸入； ub-uy為b相380v輸入； uc-uz為c相380v輸入； ua-ux為a相30v輸出； ua-ux為b相30v輸出； ua-ux為c相30v輸出。 by1、by2備用。（4) pesx-25 電壓傳感器箱本實驗箱用于測量任意波形電壓。當原邊輸入電流10ma時，次邊輸出25ma。本實驗箱中一共有三個相同的電壓傳感器，每個電壓傳感器接線相同。在本實驗中用來將負載兩端輸出電壓反饋回主電路，實現(xiàn)閉環(huán)。電壓傳感器實驗箱面板如圖5-5：圖5-5電壓傳感器實驗箱面板 u11、u12為

30、電壓傳感器1輸入端； u21、u22為電壓傳感器2輸入端； u31、u32為電壓傳感器3輸入端； +15v、-15v為電壓傳感器工作電壓； mhv1、 mhv2、mhv3：電壓傳感器信號輸出端。電壓傳感器箱使用的傳感器是nv25-p，它采用霍爾感應原理，可任意測量波形電壓。檢測電流流過一個取樣電阻，將其變成電壓信號。原理圖如圖5-6：圖5-6 電壓傳感器實驗箱原理圖5.3 實驗流程與波形記錄5.3.1 開環(huán)實驗按照預先設計的主電路和控制電路以及仿真時搭建的電路連好了實際電路。然后，我們利用實訓指導書中的資料，進行實驗。在pesx-24三相控制中的開環(huán)/閉環(huán)開關撥到開環(huán)控制，開始開環(huán)實驗.首先我

31、們先驗證實驗電路是否正確，是否是開環(huán)下。于是給pesx-21 控制電源箱上電，調(diào)節(jié)給定電位使指示燈d29滅，觀察cs4、cs5測試孔的電壓大小，發(fā)現(xiàn)其大小0v（為正常情況下，此時的內(nèi)外環(huán)的pi調(diào)節(jié)器鎖死，結型場效應管導通，cs4和cs5電壓應接近0v）。調(diào)節(jié)給定電位器使指示燈d29變亮。用萬用表觀察cs3和cs2測試孔，觀察兩者電壓的極性和大小關系（正常情況下，兩者大小相等，極性相反）。觀察cs4和cs5測試孔的極性和大小，（正常情況下，cs4為負，cs5為正，兩者都在10v左右）。實驗數(shù)據(jù)如下：表5-1 開環(huán)實驗數(shù)據(jù)cs2cs3cs4cs50.63v-0.64v-9.36v9.38v 為了讓

32、一個輸入周期（工頻50hz下），六個晶閘管的導通時間保持一致約為3.3ms3.4ms，必須進行下述實驗。給主電路通電。在輸出側接上示波器，調(diào)壓器從零慢慢調(diào)節(jié)整流變壓器使三相輸入為額定值380v。調(diào)節(jié)給定電位器的大小，同時觀察輸出波形。通過調(diào)節(jié)pesx-24 控制電路板上的w12電位器，使給定電壓從0-10v變化時，輸出電壓從0 到滿開放變化，此時觸發(fā)角對應為0，給定電壓對應為-10v。分別調(diào)節(jié)w2、w4、w6電位器，觀察輸出波形的變化。重新調(diào)節(jié)w2、w4、w6電位器，使輸出六脈波波形對稱。如圖所示： 圖5-9 三相全控整流開環(huán)觸發(fā)雙窄脈沖 圖5-10主電路輸出對稱六脈波 圖5-11 給定-1v

33、時整流輸出波形 圖5-12給定-9v時整流輸出波形 結果分析：在380v輸入電壓下，經(jīng)過三相接線相序的調(diào)整，得到了雙窄觸發(fā)脈沖；經(jīng)過電位器w1w6的調(diào)節(jié)，使得雙窄觸發(fā)脈沖相序依次相差60，實現(xiàn)對稱六脈波輸出。驗證了開環(huán)設計的正確性。5.3.2 閉環(huán)實驗首先把pesx-24三相整流控制箱中的開環(huán)/閉環(huán)開關撥到閉環(huán)控制。啟動pesx-21控制電源箱，調(diào)節(jié)給定電位器使指示燈d29亮。在整流輸出端接上數(shù)字示波器，按壓啟動按鈕，調(diào)壓器從零慢慢調(diào)節(jié)整流變壓器使整流三相輸入線電壓為額定380v。調(diào)節(jié)給定電壓，使整流輸出電壓為額定220v（此時給定電壓為-10v，輸出電壓波形為滿開放的六脈波）用萬用表觀察給定

34、電壓（cs2）和反饋電壓（cs7）的極性和大小關系。實驗數(shù)據(jù)如表5-2所示，發(fā)現(xiàn)cs2=9.96v，cs7=-9.84v，兩者極性相反，大小相等，說明閉環(huán)是有效的。表5-2 閉環(huán)調(diào)試輸出電壓cs2cs7220v9.96v-9.84v 過壓調(diào)試：啟動pesx-21控制電源箱，啟動主電路；調(diào)節(jié)整流變壓器使三相整流輸入線電壓為額定380v，給定滿電壓。再調(diào)節(jié)整流變壓器使整流輸出電壓為整流輸出電壓額定值220v的1.2倍，亦即264v，然后調(diào)節(jié)pesx-24三相整流控制箱保護電路模塊中的w16，發(fā)現(xiàn)d28指示燈亮，說明電路擁有過壓調(diào)制的能力。pi參數(shù)調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)給定電壓使整流輸出電壓為電壓額定值的一半，觀察輸出波形，此時如果閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定，則整流輸出電壓波形中會有低頻振蕩。調(diào)節(jié)電壓外環(huán)pi參數(shù)調(diào)節(jié)電位器w7或者電流內(nèi)環(huán)pi參數(shù)調(diào)節(jié)電位器w8，同時觀察輸出波形，如果整