电力电子技术实训总结

1 / 30 电力电子技术实训总结 电力电子技术实验总结 随着大功率半导体开关器件的发明和变流电路的进步和发展，产生了利用这类器件和电路实现电能变换与控制的技术 电力电子技术 。电力电子技术横跨电力、电子和控制三个领域，是现代电子技术的基础之一，是弱电子对强电力实现控制的桥梁和纽带，已被广泛应用于工农业生产、国防、交通、能源和人民生活的各个领域，有着极其广阔的应用前景，成为电气工程中的基础电子技术。 本学期实验课程共进行了四个实验。包括单结晶体管触发电路实验，单相半波整流电路实验，三相半波有源逆变电路实验，单相交流调压电路实验 . 单结晶体管触发电路实验 实验目的 (1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的2 / 30 作用。 (2)掌握单结晶体管触发电路的基本调试步骤。 实验线路及原理 单结晶体管触发电路利用单结晶体管 (又称双基极二极管 )的负阻特性和 RC 充放电特性，可 组成频率可调的自激振荡电路。 V6 为单结晶体管，其常用型号有BT33和 BT35两种，由等效电阻 V5和 C1组成 RC充电回路，由 C1-V6-脉冲变压器原边组成电容放电回路，调节 RP1电位器即可改变 C1 充电回路中的等效电阻，即改变电路的充电时间。 由同步变 压器副边输出 60V 的交流同步电压，经 VD1半波整流，再由稳压管 V1、 V2 进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过 R7及等效可变电阻 V5向电容 C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压 UP 时， V6 导通，电容通过脉冲变压器原边迅速放电，同时脉冲变压器副边输出触发脉冲；同时由于放电时间常数很小， C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压 Uv，使得 V6重新关断， C1再次被充电，周而复始，就会在电容 C1两端呈现锯齿波形，在每次 V6导通的时刻，均在脉冲变压器副边输出触发脉冲；在一个梯 形波周期内，V6可能导通、关断多次，但对晶闸管而言只有第一个输出脉冲起作用。电容 C1 的充电时间常数由等效电阻等决定，调3 / 30 节 RP1 电位器改变 C1 的充电时间，控制第一个有效触发脉冲的出现时刻，从而实现移相控制。 实验内容 (1)单结晶体管触发电路的调试。 (2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。 单相半波整流电路实验 实验目的 1、熟悉强电 实验的操作规程； 2、进一步了解晶闸管的工作原理； 3、掌握单相半波可控整流电路的工作原理。 4、了解不同负载下单相半波可控整流电路的工作情况。 实验原理 4 / 30 1、晶闸管的工作原理 晶闸管的双晶体管模型和内部结构如下： 晶闸管在正常工作时，承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。当承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降 到接近于零的某一数值一下。 2.单相半波可控整流电路 电路结构 若用晶闸管 T 替代单相半波整流电路中的二极管 D，就可以得到单相半波可控整流电路的主电路。变压器副边电压 u2为 50HZ正弦波，负载 RL为电阻性负载。 三相半波有源逆变电路实验 实验目的 1、掌握三相半波有源逆变电路的工作原理，验证可控整流电路在有源逆变时的工作条件，并比较与整流工作时的区别。 5 / 30 2、观察逆变失败现象，并研究逆变失败产生原因及预防措施 注意事项 (1)参照三相半波可控整流实验的注意事项 (2)电阻调节要缓慢进行 ,以防主电路电流过大 ,损坏晶闸管 . 实验内容 三相半波整流电路在有源逆变状态工作下带电阻电感性负载的研究。 单相交流调压电路实验 实验目的 1 加深理解单相交流调压电路的工作原理； 2 加深理解单相交流调压电路带阻感性负载对脉冲及移相范围的要求； 3了解 KC05晶闸管移相触发器的原理和应用。 6 / 30 实验内容 1KC05 集成移相触发电路的调试； 2 单相交流调压电路带电阻性负载； 3 单相交流调压电路带阻感性负载。 相对来说，这门实验课程的线路连接及线路实验原理 并不复杂，最困难的是是完成试验线路连接以后所进行的调试与操作，难以得出相关的正确的波形以及争取的结果和参数。这是由于对实验的过程及原理理解的不深刻，对相关的知识掌握的不够透彻，不能熟练应用到实际操作以及应用当中。并且动手能力不够强，对实验过程不熟悉，实验操作生疏，缺乏相关的实际操作经验以及实际操作技巧，遇到实际操作中的问题难以独立解决，如何下手。对操作过程中的错误以及故障难以发现 排除。 电力电子技术遵循的学习思路为：理论联系实践，实践促进创新。在学习该课程的过程中，注重对基本概念和基本方法的理解，在理论推导中引出工程应用的概念，在实例分析中强化理论概念，加深了我们对电力拖动自动控制系统的7 / 30 认识和理解。本课程综合性、理论性和实践性都较强，要求我们在掌握基本理论的基础上，能综合运用学过的专业知识 ,根据生产工艺的具体要求，实现对电机的控制和对一般自动控制系统的分析和设计，从 而培养了我们学生的理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力。 虽然实验台只是一个小型的模拟平台，但是通过对它的学习和操作，我们对有关的知识将会有一个更广泛的认识，而且它对我们以后的学习也会有帮助的。 实验中个人的力量是不及群体的力量的，我们分工合作，做事的效率高了很多。虽然有时候会为了一些细节争论不休，但最后得出的总是最好的结论。而且实验也教会我们在团队中要善于与人相处，与人共事，不要一个人 解决所有问题。 总之，这次课程设计对于我们有很大的帮助。通过这次课程使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的 理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第 一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握8 / 30 得不够牢固。 这次课程使我学到了更多实用的知识，让我对实验设备及实验原理有了更进一步的认识。通过本次的实验课程，我还发现自己以前学习中所出现的一些薄弱环节，并为今后的学习指明了方向，同时也会为将来的工作打下一个良好的基础。这次的实验课程为我们提供了一个很好的锻炼机会，使我们及早了解 一些相关知识以便以后运用到实际中去。通过这次的实验课程，我知道只有通过刻苦的学习，加强对知识的熟练掌握程度，在现实的中才会得心应手，应对自如。 总体来说，经过这次实验课程，我还从中学到了很多课本上所没有提及的知识。我会把这此实验课程作为我人生的起点，在以后的工作学习中不断要求自己，完善自己，让自己做的更好。 实验过程中，获得了很多收获，获得了很多感悟，当然也遇到了很多困难。但我们都一一克服了他们，成功的完成了实验。并在解决问题，克服困难的过程中，发现了自己平时忽略的，隐藏的问题，以及一些不该出现的粗心大意的小毛病。通过这些，我们认识的更加深刻，了解的更加深入。做到了学以致用，对知识掌握得更加牢固。通过了这的学习，真的9 / 30 对它有了一个全新的认识，我会坚持对它的学习，使自己一个长足的提高！ 实 习 报 告 课 程 名 称 电力电子技术 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 姓 名 管志成 学 号 1004103027 课程设计地点课程设计学时 指 导 教 师 金陵科技学院教务处制 目 录 一、实验目的与要求 实习目的 3 实 习 要求 10 / 30 3 二、常用元器件性能介绍 电阻器 电阻器的种类 3 电 阻 器 的 技 术 参数 3 电阻器的标识 5 电容器 电容器的种类 5 电容 器 的 技 术 参数 5 电11 / 30 容器的标识 6 晶体管 二极管 6 三极管 7 单结晶体管 8 电力电子器件 稳压管 12 双 向 可 控硅 13 GTR13 脉冲变压器 13 变压器 14 12 / 30 三、装配知识及调试要求 装配知识 焊 接 前 准 备 工作 14 布局的基本要求 1 5 装配 16 元 器 件 的 插装 16 焊 接 的 基 本 要求 16 焊点质量检查 17 调试 基 本 步 骤 调 试 前 的 准 备 工13 / 30 作 18 调试的基本原则 18 四、课题 调光电路 实习目的 19 实 习 电 路 工 作 原理 19 元 器 件 明 细表 20 调 试 用 仪 器 一 览表 21 调光电路实物图 21 14 / 30 调试 22 各点波形记录 22 故 障 及 排 除 过程 25 五 、 收 获 与 体会 25 六、参考文献 26 实习目的 15 / 30 电力电子技术实习课程是理论联系实际，对学生进行基本技能训练，培养学生解决工程实际问题的能力，激发学生的主动性和创新意识的重要实践教学环节。通过实习教学，学生亲自动手装配、调试 电路，更易掌握电力电子技术的理论，掌握的知识、技术也更适合于实际应用。 实习要求 1. 综合运用电力电子技术课程中所学到的理论知识去独立完成一个实训课题。 2. 通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。 3. 进一步熟悉电力电子器件的类型和特性，并掌握合理 选用的原则。 4. 学会电力电子电路的安装与调试技能。 5. 进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。 6. 学会撰写实训总结报告。 一、 常用元器件性能介绍 电阻器 电阻器 的种类 固定电阻 16 / 30 电阻器的种类分为 可调电阻 电阻器的技术参数 (1) 单位：欧姆 (2) 功率： (3) 精度： 表 1 电阻精度表 直标 (4) 阻值的标称方法： 色标 电阻值： 表 2 电阻值文字符号表 例如： 6R2J 表示该电阻标称值为 ，允许偏差为 5% ； 3K6K 17 / 30 表示电阻值为 ， 允许偏差为 10% ； 1M5 则表示电阻值为 ，允 许偏差为 20% 。 色标阻值为 AB10C ， D 为精度 精度 表示精度的环，金色为 5；银色为 10；无色为 20 如：棕黑红金 10102 =1K ，精度， 5%；绿棕红金 51102= ， 精度 5% 系列：、 电力电子技术实验总结 物理系 自动化二班 对于工科大学生，在大学里我们应在生活学习中参加科学研究实践，学会进行科学研究的方法，为今后参加科学研究工作打下基础尤为重要。拿我个人来说，通过半年对电力电子技术实验的学习，在老师的循循善诱，谆谆教导下，通过循序渐进的系统学习和操作训练，对实验的知识和思想有了冰18 / 30 山之一角的认识，自己从中受益匪浅。 首先，实验课给我提供了手脑并用的良好机会，对培养自己理论联系实际的科学作风也有特殊的功能，每次做实验前，都会提前读实验教材讲义和相关参考资料，完成预习报告，做好实验准备，经过一年半的学习，明显觉得自己的自学能力大大提高了。其次，在实验教材和老师的提示下，独立地对实验进行操作，正确观察实验现象，进行实验数据测量，发现自己的动手能力也提高了。同时，每次都会列出实验表格，记录和处理数据，绘制数据曲线，运用课本上的理论对实验 进行分析判断，并撰写实验报告，明显感觉到自己的分析判断能力和表达能力得到充分的锻炼。 通过这个学期的电力电子技术基础实验，我觉的作为一名工科类的学生，我深知自己的实践能力仍十分欠缺，需要不断的提高，而实验正是一个很好的机会能够锻炼我的动手能力和思维创新能力，在学习及实验的同时我也学到了很多其他课程上没有学到的知识。这样的学习方法使得我们可以更深入的理解实验的原理，也同时拓宽了我们的思维创新能力。随着实验的水平的提高，对我们的要求也会越来越高，这更能够促使我们进步。希望以后我们会有比较开放的实验，这样可以充分调动我们的动手能力，提高我们的实践水平。我19 / 30 想，大学的实验并不重在对实验结果测量的准确性上，而是在与在实验过程中的思考问题的能力，以及将其付诸实验的动手能力，所以我期待着新的实验，期待着自己不断的进步。亲自做过实验后让我更明白从事科学研究必须要有严谨的科学作风，研究工作要一丝不苟，实事求是，科学实验常常要做大量的重复工作。 在现阶段，我们所接触的实验还处在基础实验和提高部分，这些是以后创新实验的坚实基础。因此，作为初学者的大学生，在试验中一定要培养自己的创新意识。总之，我觉得我从电力电子技术实验这门课中学到许多。最后我感谢给我帮助的老师和同组实验同学。 电力电子技术实训报告 专业：电气自动化技术 班级： 电气 0902 学号： 41 20 / 30 姓名： 吴明 实训地点：电力电子实训室 实训时间： 目 录 实训任务书 -1 设计说明 -2 设计电路图 -6 结构框图 -7 Ups电源性能特点 -8 心得体会 -9 参考文献 -10 21 / 30 实训任务书 一、实训目的 为了培养学生综合职业能力，在第二学期完成对电力电子线路安装与维护课程的学习以后又开设了此次实训任务，为的使同学们加强动手和实际操作能力。本实训任务是建立在实际电 子器件上的一个工作环节为基础，再经过指导老师对细节的改动，为进一步加强突出知识点而设立的电力电子技术实训。希望同学们在实训过程中能够得到充分的锻炼和长足的进步。 二、实训要求及时间安排 本次实训为期一周，要求完成对题目的书面设计结果，其中包括主电路图、控制电路图、工作过程说明、设计说 明；还要完成实践环节结果，就是根据所设计的电路图在网孔板上完成接线并试车成功；最后就是实训报告。 三、实训题目 设计一个 UPS电源，设计内容包括 UPS电路图及 UPS 电路原22 / 30 理，设计要求： 1、给出设计原理框图； 2、给出具体设计思路，画出电路图； 3、编写设计说明书。主要设计条件： 1、提供实验箱； 2、必要的元器件和导线等。 1 设计说明 UPS 电源系统由 4 通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时，输出幅度基本不变的整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰 不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便 UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。 23 / 30 1 稳压调整电路 接通开关 S1，电池的 24V电压经 R12， VT2使 12V稳压管 VDZ3击穿， VT2 饱和导通， VT1的基极电压稳定为 12V。电池电压经 VT1调整后为，作为 SG3524的工作电压，从其 16脚输出稳定的 5V电压作为运放比较器的基准电压。 220V 的交流输入电压通过接插件 JK4 的 5、 6 和 R45 输入到由 VD11 VD14 桥式整流电路，经其整流使光电耦合器 PC中发光二极管发光，发光强度随市电电压而变化。 A 点为市电压的取样电压，分别加到电压比较器 A1、 A3、 A4 的同向相输入端，经其与 VT6、 VT5、 VT4 控制的继电器 K1、 K2、 K3的切换，使不间断电源输出的交流电压保持稳定，实现市电和逆变器供电的转换。 2 充电器电路 典型充电装置如下图所示： 图 3 二极管整流器加斩波型充电装置 2 在图 2 总设计电路图中 220V 的交流输入电压通过变压器 T24 / 30 的二次线圈 N2 变压后，经过接插件 JK3 的 1、 2 输入到由VD50 VD53 的桥式整流电路，经其整流，由 LM317、 VD23再经插件 JK3的 3、 4给蓄电池充电。 3 整流电路 220V交流电源输入，经过整流电路将电压转换成直流给蓄电池充电。采用升压斩波方式，电路如图 4 所示，这是一种能够抑制输入高次谐波干扰及改善功率因子的电路，采用 PWM控制方式，由 SG3524 的管脚 1 跟踪控制，采用这种控制方式，能使输入电流为正弦波，而输入功率因子接近于 1.由图可知，经二极管整流桥整流成 直流。 VT 导通时，电路 C 放电，电感 L 储存能量， VT 关断后，电感释放能量，给电容充电及给负载提供能量。 图 4 升压斩波电路 4、逆变器及逆变电路 5、 逆变器采用正弦波 PWM逆变器方式 25 / 30 图 5 所示为正弦波逆变器电路。控制方式采用三角波 PWM 方式，但 UPS负载一般为电容输入型，因输出电流峰值高，使输出电压波形畸变，为此要采取相应 3 电力电子技术课程实习 学 生 姓 名：指 导 教 师： 学 号： 专所 业在 名学 26 / 30 称： 院：时 间： 目录： 1. 实习简介 2 Matlab 的介绍 2 2. 实习内容 2 实习一 三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 仿真 2 电阻性负载时的仿真波27 / 30 形 3 电阻电 感负载时的仿真 4