快速判断三相桥式全控整流电路实验故障的方法

葛有根

【摘 要】三相桥式全控整流电路实验是电力电子实验课必做的基础性实验.在此基础上展开的实验项目有逆变、变频等实验,实验电路也是电机与拖动实验课的基础电路.通过实验教学发现,在后续的各实验中所出现的问题,多数情况归结于三相整流电路自身的问题.因此,对三相桥式全控整流电路实验中出现的各种现象有个清晰的思路,并迅速地找出问题,排除故障非常有必要. 【期刊名称】《实验科学与技术》 【年(卷),期】2017(015)002 【总页数】3页(P26-27,47)

【关键词】三相桥式整流电路;整流;同步脉冲;相移 【作 者】葛有根

【作者单位】安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽芜湖241000 【正文语种】中 文 【中图分类】TP207

目前，关于电力电子实验教学论文多是从计算机或智能芯片出发[1-3]进行仿真或设计新型实验，或探讨与电力电子实验课程相关的管理与设计[4-5]。但从实验课角度出发，多数的高校实验采用的设备还是由经典的电路组件构成的，实验电路也由不同电路组件(模块)组成[6-7]。还鲜有文章对实验中出现的各种现象该如何判断并处理故障，且能给出合乎理论的解释。众所周知，实验课上，实验教师要随时面

对实验中出现的各种现象，如不能及时有效地处理将会使课堂次序混乱，严重的会致使本次实验课失败[8-9]，因此，有必要对实验过程中出现的各种现象进行分析和探讨[10]。

在“电力电子实验”中尤为重要的基础性实验无疑是“三相桥式全控整流电路实验”。图1为三相桥式全控整流电路图。

在多次实验教学活动中发现，实验中出现最多的问题是输出电压Ud与计算值相差较大。该问题细分一下有以下5种情形。

1)有电压、电流输出，但电压值误差较大(与计算值相比)。 2)有电压无电流或电流值很小，且输出电压Ud较高。 3)有电流无电压或电压值很小，且输出电流Io较大。 其他还有一些不太常见的情形：

4)输出电压值在部分移相角误差较小，其他移相角误差较大。 5)输出电压正常，电流表出现反复震荡，特别在阻感负载时。

以上从现象1)～现象5)排序也是实验中出现问题的几率排序。下面就上述的各种情形按照从简单到复杂情况从现象5)～现象1)分别分析最可能原因：

现象5)最大可能是输出电流Io过小，或电感L电感量不足，导致在晶闸管关断电感续流期间出现断流。

现象4)最大可能是晶闸管VT1～VT6双窄触发脉冲在部分移相角期间出现丢失或双窄脉冲之间60°间隔在移相期间得不到保证，从而使某个或某些晶闸管导通角不足。

现象3)往往伴随着保险丝烧断情形，但是当移相角较大时保险丝不一定烧断，该现象最大可能是负载电阻短路或很小，从而导致输出电流较大而电压很小并有时伴随着电压表指针出现震荡情形。

现象2)与现象3)正好相反，其最大可能是电路中出现开路，多数原因是出现在负

载L和R以及电流表有开路情况。由于开路，因此电感两端中储能得不到释放，因此输出电压一直保持着较高的数值。

现象1)的情形比较复杂，既有可能是同步信号不同步、双窄触发脉冲有丢失或间隔不能保持60°、相移达不到180°等原因，也有可能是三相桥中某个或某些晶闸管损坏的原因。

有必要说明的是：上述的现象5)～现象2)分析中并未涉及三相整流桥，就是说这些现象的出现和晶闸管是否完好没有关系。因此，对于实验指导教师来说，特别是初次担任实验教学的老师，不要一出现问题就怀疑整流桥有问题，要冷静分析，理清思路，有条不紊地检查。

对实验中出现异常现象处理，一般按照从易到难；从低压到高压的；从控制到主电路；并依照电路的功能将实际电路分拆成几个组件(模块)的原则[11-12]。循序渐进，逐一排查，养成良好的动手习惯。按以上的原则，对于三相桥式全控整流电路来说大致可以分为：同步及触发脉冲组件，整流桥及三相电源组件[12]。前一部分为低压、控制组件，后一部分为高压、主电路组件。图2为按部件分的实验电路线路连接示意图。

将上述现象1)～现象5)的分析和检查步骤综合起来，三相全控整流桥电路检查步骤如图3所示。其中其他组件检查，是指以三相桥式全控整流为基础的附加电路，以构成其他实验项目，如逆变、电机调速等。

一门实验课上得成功与否不仅仅取决于实验原理掌握的如何熟悉，理论教学是如何的行云流水，更多的时候是要我们指导教师面对实验中出现的各种问题能够迅速找出结症，排除故障并给学生一个合理的解释，这才是理论到实践的升华。而这样的能力的获得仅从书本上是无法完善的，还必须经过大量的实践。对于理工科而言，实验现象是如此丰富多彩，不经历实验教学的锤炼将是莫大的遗憾。

【相关文献】

[1]兆安，黄俊.电力电子技术[M].4版,机械工业出版社,2007.

[2]李文娟,程静思.Simplore在电力电子电路仿真实验中的应用[J].实验技术与管理，2014(11):111-112,120.

[3]王春凤,李旭春.正弦波逆变电路实验的设计与实践[J].实验技术与管理，2010(8):135-138. [4]孙凤香.基于DSP的三相桥式全控整流电路故障监视系统[J].实验室研究与探索，2007(2):43-46. [5]唐贤伦,刘想德.电力电子与电力传动系列课程的立体化建设[J].实验室研究与探索，2014(9):197-200.

[6]李欣茂,黄家敏,姚敏.电力电子技术实验装置常见故障维修[J].实验室科学，2012.15(3):178-180. [7]李浩光,张加胜.DKSZ-1型电力电子实验装置脉冲触发电路研究[J].实验科学与技术,2010,8(2):12-14.

[8]胡仁杰,堵国樑,王凤华,等.电工电子实验教学基本标准的研究[J].实验科学与技术,2016,14(4):2-8. [9]段德金.加强实验教学师资培养,提高实验教学质量[J].实验科学与技术,2013,11(6):151-153. [10]焦竹青,何宝祥,朱正伟.《电力电子技术》差别化实验教学模式改革[J].实验科学与技术,2013,11(5):80-82.

[11]冯文宏,梁贵书,崔桂彦.电路实验的模块化教学探索与实践[J].实验室科学 2014, 17(1):123-125. [12] 沈润夏,任世涛,谢泓丘,等.基于电力电子实验平台的复杂电路设计及其故障分析[J].大众科技,2012(7):188-190.