电力电子技术实验

锯齿波同步移相触发电路实验 一、实验目的一、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)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件二、实验所需挂件及附件 序号型 号备 注 1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 2 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。 3 双踪示波器自备 三、实验线路及原理三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、 锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见电力电子技 术教材中的相关内容。 四、实验内容四、实验内容 (1)锯齿波同步移相触发电路的调试。 (2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容，弄清锯齿波同步移 相触发电路的工作原理。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。 (3)锯齿波同步移相触发电路 锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大 等环节组成，其原理图如图1所示。 图1 锯齿波同步移相触发电路I 原理图 由V3、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同 步电压UT来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由V1、V2等元件 组成的恒流源电路，当V3截止时，恒流源对C2充电形成锯齿波；当 V3导通时，电容C2通过R4、V3放电。调节电位器RP1可以调节恒流源 的电流大小，从而改变了锯齿波的斜率。控制电压Uct、偏移电压Ub和 锯齿波电压在V5基极综合叠加，从而构成移相控制环节，RP2、RP3 分别调节控制电压Uct和偏移电压Ub的大小。V6、V7构成脉冲形成放大 环节，C5为强触发电容改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉 冲，电路的各点电压波形如图2所示。 电位器RP1、RP2、RP3均已安装在挂箱的面板上，同步变压器副 边已在挂箱内部接好，所有的测试信号都在面板上引出。 六、思考题六、思考题 (1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点? (2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关? (3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦 波同步移相触发电路的移相范围要大? 七、实验方法七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不 能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V10%，而“交流调 速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少， 甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控 制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用 两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03- 1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电 路各观察孔的电压波形。 同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 观察“3”“6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比 较“3”点电压U3 和“6”点电压U6 的对应关系。 (2)调节触发脉冲的移相范围 将控制电压Uct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，用示波器观察同步电压信号和 “6”点U6的波形，调节偏移电压Ub(即调RP3电位器)，使=170，其波形如图3所示。 图 2 电路的各点电压波形 图3 同步移相触波形 (3)调节Uct（即电位器RP2）使=60，观察并记录U1U6及输出 “G、K”脉冲电压的波形， 标出其幅值与宽度，并记录在下表中(可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的 “V/DIV”和 “t/DIV”微调旋钮旋到校准位置)。 U1U2U3U4U5U6 幅值(V) 宽度(ms) 八、实验报告八、实验报告 (1)整理、描绘实验中记录的各点波形，并标出其幅值和宽度。 (2)总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法，如：要求在 Uct=0 的条件下， 使=90，如何调整? (3)讨论、分析实验中出现的各种现象。 九、注意事项 双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳 相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会 通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地 线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时 观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处， 探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。 单相桥式半控整流电路实验 一、实验目的实验目的 (1)加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。 (2)了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用，学会对实验中出现的问题加以分析 和解决。 二、实验所需挂件及附件实验所需挂件及附件 序号型 号备 注 1DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 2DJK02 晶闸管主电路 3DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。 4DJK06 给定及实验器件该挂件包含“二极管”等几个模块。 5D42 三相可调电阻 6双踪示波器 7万用表 三、实验线路及原理三、实验线路及原理 本实验线路如图1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上，它们由同 一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用 D42三相可调电阻，将两个 900接成并联形式，二极管VD1、VD2、VD3及开关S1均在DJK06 挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验用700mH， 直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。 图1 单相桥式半控整流电路实验线路图 四、实验内容四、实验内容 (1)锯齿波同步触发电路的调试。 (2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。 (3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。 (4)单相桥式半控整流电路带反电势负载（选做）。 五、预习要求五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关单相桥式半控整流电路的有关内容。 (2)了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用。 六、思考题六、思考题 (1)单相桥式半控整流电路在什么情况下会发生失控现象? (2)在加续流二极管前后，单相桥式半控整流电路中晶闸管两端的电压波形如何? 七、实验方法七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线电压为200V，用两根 导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电 源开关，用双踪示波器观察“锯齿波同步触发电路”各观察孔的波形。 (2)锯齿波同步移相触发电路调试：其调试方法与实验三相同。令Uct=0时（RP2电位器顺时 针转到底）170。 (3)单相桥式半控整流电路带电阻性负载： 按原理图1接线，主电路接可调电阻R，将电阻器调到最大阻值位置，按下“启动”按钮， 用示波器观察负载电压Ud、晶闸管两端电压UVT和整流二极管两端电压UVD1的波形，调节锯齿 波同步移相触发电路上的移相控制电位器RP2，观察并记录在不同角时Ud、UVT、UVD1的波形， 测量相应电源电压U2和负载电压Ud的数值，记录于下表中。 图中的R均使用D42三相可调电阻，将两个900接成并联形式；电感Ld在DJK02面板上， 选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。 计算公式: Ud = 0.9U2(1+cos)/2 (4)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载 断开主电路后，将负载换成将平波电抗器Ld(70OmH)与电阻R串联。 不接续流二极管VD3，接通主电路，用示波器观察不同控制角时Ud、UVT、UVD1、Id的波形， 并测定相应的U2、Ud数值，记录于下表中： 在=60时，移去触发脉冲(将锯齿波同步触发电路上的“G3”或“K3”拔掉)，观察并 记录移去脉冲前、后Ud、UVT1、UVT3、UVD1、UVD2、Id的波形。 接上续流二极管VD3，接通主电路，观察不同控制角时Ud、UVD3、Id 的波形，并测定相 应的U2、Ud数值，记录于下表中： 在接有续流二极管VD3 及=60时，移去触发脉冲(将锯齿波同步触发电路上的“G3” 或“K3”拔掉)，观察并记录移去脉冲前、后Ud、UVT1、UVT3、UVD2、UVD1 和Id 的波形。 (5)单相桥式半控整流电路带反电势负载（选做）要完成此实验还应加一只直流电动机。 断开主电路，将负载改为直流电动机，不接平波电抗器Ld，调节锯齿波同步触发电路上 的RP2 使Ud 由零逐渐上升，用示波器观察并记录不同 时输出电压Ud 和电动机电枢两端电 压Ua 的波形。 接上平波电抗器，重复上述实验。 八、实验报告八、实验报告 (1)画出电阻性负载，电阻电感性负载时Ud/U2=f()的曲线。 (2)画出电阻性负载，电阻电感性负载，角分别为30、60、90时的Ud、UVT的波 形。 (3)说明续流二极管对消除失控现象的作用。 九、注意事项九、注意事项 (1) 双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳 相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会 通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地 线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时 观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处， 探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个