三、实验内容及设备
1、实验内容
本实验选择三相晶闸管整流功率模块的手动控制功能，观察控制角α和负载性质对整流输出电压和输入侧电流波形的影响。实验接线图如图30-2所示：
图30-2 三相相控整流电路实验原理图
当三相晶闸管整流功率模块选择手动控制时，ECON端输出10V电压，外接一个电位器后接到GND端，而电位器的可动端接到CON端，这样当移动电位器时，就可以使CON端的电压在0~10V之间改变，而不同的VCON值将输出有不同控制角α的驱动信号，这样就实现了α的手动控制。
输出电压的波形可以直接用示波器观察，但A相输入电流的波形却无法直接用示波器观察。因此必须用到电流霍尔传感器将电流信号转变成电压信号再用示波器观察。为了提高测量的灵敏度，可以选择“5匝”端使得灵敏度变为5倍。同时在二次侧传入600欧姆电阻。此时传感器变比为1A/3V。用示波器观察霍尔电流传感器的输出电压波形即是A相电流的波形。
输出电压、输入电流中都含有较多谐波。其中输出电压的最底次谐波为6次谐波，如果负载侧要求输出电压为直流，则应设计滤波器来滤除谐波。但在本实验中负载侧接的是电阻和电感，对输出电压没有要求。另外我们此次实验重点观察的就是输出电压、输入电流波形形状随控制角和负载性质改变的变化情况，如果接了滤波器反而不能观察到正确波形，因此我们没有在输出侧加入滤波器。
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2、实验设备
电力电子综合实验装置及控制电路板、传感器模块、电源、数字示波器、各种参数的电感和电阻
四、实验步骤及结果
1、按照图30-2所示的电路图连接电路，先使输出空载，将示波器CH1通道接到输出端，然后手动调节电位器改变VCON，观察输出波形，从而得到控制角分别等于0°、30°、60°、90°时对应的电位器的电阻值。实验结果如表30-1所示：
表30-1 不同相空角对应的电位器电阻值
相控角α/° 电阻值/kΩ
0 10 30 6.5 60 5.1 90 3.5 2、在输出电压两端接入一个阻值为200Ω的电阻负载，调节输入电压，使输入相电压保持18V不变。用示波器分别观察负载两端输出电压的波形和电流霍尔传感器输出端所表示的A相输入电流的波形。然后调节电位器以改变相控角α，观察并记录下相控角α分别等于0°、30°、60°、90°时电压、电流的波形以及输出电压的大小。结果如下所示：
表30-2 负载为纯电阻时，输出电压与相控角α的关系 相控角α/° 输入相电压VS/V 理论VD/V 实测VD/V 0 18 42.1 42 30 18 36.5 36 60 18 21.1 27.3 90 18 0 6.5
其中输出电压的理论值的算法为
vD?32?v1cos??36?vscos?
式中vs为相电压有效值。
实验中记录的电压电流波形如下所示：
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图30-3 纯电阻负载，α=0°时输出电压波形
图30-4 纯电阻负载，α=30°时输出电压波形
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图30-5 纯电阻负载，α=60°时输出电压波形
图30-6 纯电阻负载，α=90°时输出电压波形
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图30-7 纯电阻负载，α=0°时A相输入电流波形
图30-8 纯电阻负载，α=30°时A相输入电流波形
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