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所需积分：0三相可控整流触发电路与主电路电压的同步实现
【摘要】 三相晶闸管可控整流电路中，主变压器二次侧与同步变压器二次侧 相对相序、 相位的正确与否关系到三相可控整流电路能否正常工作。本文介绍了 电源、主变压器二次侧与同步变压器二次侧相对相序、相位的实现方法。 【关键词】三相可控整流；同步；同步变压器 引言 在三相可控整流电路中，向晶闸管整流电路供电的交流侧电源通常来自电 网，电网电压的频率不是固定不变的，而是会在允许范围内有一定的波动。触发 电路除了应当保证工作频率与主电路交流电源的频率一致外， 还应保证每个晶闸 管触发脉冲与施加于晶闸管的交流电压保持固定、正确的相位关系；提供给触发 电路合适相位的电压称为同步信号电压， 正确选择同步信号电压与晶闸管主电压 的相位关系称为同步或定相。 同步是指把一个与主电路晶闸管电源电压保持合适 相位关系的电压提供给触发电路， 使得触发脉冲的相位出现在被触发晶闸管承受 正向电压的区间， 确保主电路各晶闸管在每一个周期中按相同的顺序和触发延迟 角被触发导通。同步或定相问题是三相变流电路的重要组成部分。在安装、调试 晶闸管装置时， 应特别注意同步问题。有时分别检查晶闸管主电路和触发电路都 正常，但连接起来工作不正常，输出电压的波形不规则。这种故障往往是由不同 步造成的。 为保证触发电路和主电路频率一致，利用一个同步变压器，将其一次侧接入 为主电路供电的电网，由其二次侧提供同步电压信号，这样，由同步电压决定的 触发脉冲频率与主电路晶闸管电压频率始终是一致的。 接下来的问题是触发电路 的定相，即选择同步电压信号的相位，以保证触发脉冲相位的正确。下面以主电 路为三相桥式全控整流电路、 采用锯齿波的触发电路为例， 讲述触发电路的定相。 １ 实现同步的方法 1．１ 实现同步的步骤 触发电路要与主电路电压取得同步，首先二者应由同一电网供电，保证电源 频率一致； 其次要根据主电路的形式选择合适的触发电路；最后依据整流变压器 的联结组标号、主电路线路形式、负载性质确定触发电路的同步电压，并通过同 步变压器的正确连接加以实现。 １．２ 同步变压器的连接 由于同步变压器二次电压要分别接到各单位触发电路， 而一套主电路的各单 元触发装置一般有公共“接地”端点， 所以， 同步变压器的二次侧只能是星形联结。 １．３ 图解方法 由于整流变压器、 同步变压器二者的一次绕组总是接在同一三相电源上，对 于同步变压器联结组标号的确定， 可采用简化的电压矢量图解方法确定出变压器 的钟点数。 简化的电压矢量图解方法是以三相变压器一次侧任一线电压为参考矢 量，箭头向上，作为时钟长针，指向 12 点位置，然后画出对应二次侧线电压矢 量，作为短针方向，短针指向几点就是几点钟接法。 ３ 定相的具体实现 三相桥式全控电路如图２二所示，直流电动机负载，要求可逆运行，整流变 压器 Tr 为 D，y1 联结组标号，采用同步电压为锯齿波的触发电路。锯齿波的齿 宽为 240° ，考虑锯齿波起始段的非线性，留出 60° 裕量。电路要求的移相范围是
30° ~150° 。 按简化相量图解的方法来确定同步变压器的联结组标号及变压器绕组 联结方法。 选择以某一只晶闸管的同步定相为例（如以 VT1 管） ，其余 5 管可根据相位 关系依次确定。具体步骤如下； 1）确定 VT1 管的同步电压与主电路电压的相位关系 （1）主电路所要求的移相范围是在 α=30°～150° 之间，如图２（b）相电压 波形 uU(或线电压波形 uUV)的粗线段所示。为此，锯齿波的斜边线性段(即扣除 锯齿波起始段的 60° )应能覆盖主电路所要求的移相范围。 （２）明确同步电压和主电路电压相位相差 180° ；由图２（b）所示波形图 可知，产生这一锯齿波所对应的正弦波电压 uSU 就是触发电路的同步电压，它 取自同步变压器某一相的二次电压，并选定为 VT1 的同步电压。为此，VT1 管 的同步电压 uSU 与主电路电压 uU 的相位关系随之确定(即反相)， 从图(b)所示也 明显地看出 uSU 较 uU 滞后 180° ， VT4 管的同步电压-uSU 较 uSU 滞后 180° ， 其 余各管的同步电压可对应相位而类推。 （３）各相对相之间相位差为 120° （相电压如此，线电压之间依然） ；线电 压相位超前各相对相电压 30° 。所以 VT3 管的同步电压 uSV 较 uSU 滞后 120° ； uSU 较 uUV 滞后 2l0° ，其余各管的同步电压可对应相位而类推。 4 结论 １）共阳极晶闸管所对应连接的同步变压器组别与整流变压器组别相同； 2）共阳极晶闸管所对应连接的同步变压器组别与主电路变压器组别反向所 确定的组别相同。 5 其他 为防止电网电压波形畸变对触发电路产生干扰，可对同步电压进行 R-C 滤 波，当 R-C 滤波器产生滞后角时，还要考虑滞后角度及对应连接问题。 【参考文献】 ［１］孙树林，等．电力电子技术[M]．中国矿业大学出版社． ［２］王兆安，刘进军．电力电子技术[M]．机械工业出版社． ［３］浣喜明，姚为正．电力电子技术[M]．高等教育出版社．
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触发电路同步旌旗灯号的选择
在三相可控整流电路中，选择触发电路的同步电源很是主要，只有准确地选择了同步电源，才干使各晶闸管在指定的时刻实时地依次次序触发导通。同步电源的选择与三个身分有关：（1）整流电路情势及整流变压器绕组的接法；（2）同步变压器绕组的接法；（3）触发电路中同步电源电压的相位与触发脉冲的相位之间的关系。现以三相全控桥式整流电路为例，论述同步电源的选择方式。
同步电源的选择
图1（a）所示的三相桥式全控整流电路，当相控角a＝0°时，六只晶闸管T1～T6的触发脉冲相位必需按图1（b）所示的次序摆列，才干使触发脉冲与主电路电源同步。触发脉冲与主电路电源同步是靠准确选择同步电源的相位来到达的，其先决前提是两者的频率雷同。
因为触发电路分歧，所请求的同步电源的相位也分歧，现以前面先容的同步电压为锯齿波的触发电路为例，阐明同步电源的选择。
在锯齿波同步旌旗灯号的触发电路中，同步电压uT的过零点便是锯齿波的出发点。为了使脉冲的移相范畴落在晶闸管可触发导通的区域内乱，锯齿波的出发点必需瞄准晶闸管的把持角a＝0°处，是以同步电源uT的相角wt＝180°点必需瞄准a＝0°处。所以接在主电路ua相上晶闸管T1的触发电路应选择超前ua的相位150°的同步电压作为同步电源，如许T1的触发脉冲可呈现在ua波形的30°处。
依照这种关系，在主变压器的衔接方法断定后，就可进一步选定同步变压器的接法和各相触发电路的同步电源。依据整流变压器与同步变压器的电压矢量图，可以断定晶闸管T1的触发电路的同步电源电压为超前ua 150°的同步旌旗灯号。若整流变压器的接法转变了或者触发电路转变了，则同步变压器的接法及各触发电路的同步电源也应作响应的转变，以包管触发电路在主电源相电压的天然换流点能开端发生脉冲。
初始相位简直定
出产机械请求拖动体系在主电路和把持电路接通电源时，当把持电压为零，可控整流装配的输出电压也应为零。整流电压为零时的脉冲相位叫触发脉冲的初始相位，触发脉冲的初相角和主电路的情势及负载性质有关。如三相半控桥式整流电路，当a＝180°时，整流电压Ud＝0；而三相全控桥式整流电路，电阻负载时a＝120°，整流电压Ud＝0；在年夜电感负载使电流持续的前提下，a＝90°时整流电压Ud＝0；若感性负载但电感量不敷年夜时，初相角介于90°和120°之间。
为了到达把持电压UK＝0时，触发脉冲处于初始相位的目标，故在触发电路中参加偏移电压，用转变偏移电压的巨细来调节触发脉冲的初始相位。偏移电压的极性老是和锯齿波电压的极性相反。
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查看完整版本:电力电子技术实验指导书(NMCL-III)(2014.02) 南京廖华
电力电子技术实验指导书(NMCL-III)(2014.02)
中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA。 （5）本实验中，因用NMCL―05组件中单结晶触发电路控制晶闸管，注意须断开NMCL―33的内部触发脉冲。
六．实验方法
1．单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察 将NMCL―05（或MCL―05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接NMCL―32的U、V输出端，“触发电路选择”拨至“单结晶”。按照实验接线图正确接线，但由单结晶体管触发电路连至晶闸管VT1的脉冲UGK不接（将NMCL―05面板中G、K接线端悬空），而将触发电路“2”端与脉冲输出“K”端相连，以便观察脉冲的移相范围。 NMCL-32的“三相交流电源”开关拨向“直流调速”。合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，这时候主控制屏U、V、W端有电压输出， NMCL―05内部的同步变压器原边接有220V，原边输出分别为60V（单结晶触发电路）、30V（正弦波触发电路）、7V（锯齿波触发电路），通过直键开关选择。 合上NMCL―05面板的右下角船形开关，用示波器观察触发电路单相半波整流输出（“1”），梯形电压（“3”），锯齿波电压（“4”）及单结晶体管输出电压（“5”、“6”）和脉冲输出（“G”、“K”）等波形。 调节移相可调电位器RP，观察输出脉冲的移相范围能否在30°～180°范围内移。 注：由于在以上操作中，脉冲输出未接晶闸管的控制极和阴极，所以在用示波器观察触发电路各点波形时，特别是观察脉冲的移相范围时，可用导线把触发电路的地端（“2”）和脉冲输出“K”端相连。但一旦脉冲输出接至晶闸管，则不可把触发电路和脉冲输出相连，否则造成短路事故，烧毁触发电路。 采用正弦波触发电路、锯齿波触发电路或其它触发电路，同样需要注意，谨慎操作。 2．单相半波可控整流电路带电阻性负载 断开触发电路“2”端与脉冲输出“K”端的连接，“G”、“K”分别接至NMCL―33的VT1晶闸管的控制极和阴极，注意不可接错。负载Rd接可调电阻（可把NMEL―03的600Ω电阻盘并联，即最大电阻为300Ω），并调至阻值最大。 合上主电源，调节脉冲移相电位器RP，分别用示波器观察?=30°、60°、90°、120°时负载电压Ud，晶闸管VT1的阳极、阴极电压波形UVt。并测定Ud及电源电压U2，验证 ? Ud?0.45U21?cos2
U2,ud Ud U2
七．实验内容
1．画出触发电路在α=90°时的各点波形。 2．画出电阻性负载，α=90°时，Ud=f（t），Uvt=f（t），id=f（t）波形。
主电源输出，位于NMCL-32I组晶闸管，位于NMCL-33直流电流表，量程为5A负载电阻，可选用NMEL-03(900欧并联)RDAU续流二极管，位于NMCL-33VW平波电抗器，位于NMCL-331上单结晶体管触发电路同 步 电 压 输 入1RP~220V34G触 发 电 路 选 择RP单结管正弦波锯齿波56K2图1-1 单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路
正弦波同步移相触发电路实验
1．熟悉正弦波同步触发电路的工作原理及各元件的作用。 2．掌握正弦波同步触发电路的调试步骤和方法。
二．实验内容
1．正弦波同步触发电路的调试。 2．正弦波同步触发电路各点波形的观察。
三．实验线路及原理
电路分脉冲形成，同步移相，脉冲放大等环节。
四．实验设备及仪器
1．教学实验台主控制屏 2．NMCL―33组件 3．NMCL―05组件 4．NMEL―03组件 5．二踪示波器 6．万用表
五．实验方法
1．将NMCL―05面板上左上角的同步电压输入端接NMCL―32的U、V端，将“触发电路选择”拨至“正弦波”位置。 2．合上主电路电源开关，并打开NMCL―05面板右下角的电源开关。用示波器观察各观察孔的电压波形，测量触发电路输出脉冲的幅度和宽度，示波器的地线接于“8”端。 3．确定脉冲的初始相位。当Uct=0时，调节Ub（调RP）要求?接近于180O。 4．保持Ub不变，调节NMCL-31的给定电位器RP1，逐渐增大Uct，用示波器观察U1及输出脉冲UGK的波形，注意Uct增加时脉冲的移动情况，并估计移相范围。 5．调节Uct使?=60O，观察并记录面板上观察孔“1”~“7”及输出脉冲电压波形。
六．实验报告
1．画出?=60O时，观察孔“1”~“7”及输出脉冲电压波形。 2．指出Uct增加时，?应如何变化？移相范围大约等于多少度？指出同步电压的那一段为脉冲移相范围。
锯齿波同步移相触发电路实验
一．实验目的
1．加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 2．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。
二．实验内容
1．锯齿波同步触发电路的调试。 2．锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析。
三．实验线路及原理
锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。
四．实验设备及仪器
1．教学实验台主控制屏 2．NMCL―33组件 3．NMCL―05(A)组件或NMCL―36组件 4．NMEL―03组件 5．二踪示波器 6．万用表
五．实验方法
1．将NMCL-05(A)面板上左上角的同步电压输入接NMCL―32的U、V端，“触发电路选择”拨向“锯齿波”。 2．合上主电路电源开关，并打开MCL―05面板右下角的电源开关。用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。 同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。 观察“3”~“5”孔波形及输出电压UG1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。 3．调节脉冲移相范围 将NMCL―31的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调RP），使?=180O。 调节NMCL―31的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，?=180O，Uct=Umax时，?=30O，以满足移相范围?=30O~180O的要求。 4．调节Uct，使?=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形，并标出其幅 9
值与宽度。 用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察UG1K1和UG3K3的波形，调节电位器RP3，使UG1K1和UG3K3间隔1800。
六．实验报告
1．整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。 2．总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，移相范围的大小与哪些参数有关？ 3．如果要求Uct=0时，?=90O，应如何调整？ 4．讨论分析其它实验现象。
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