电力电子技术实验报告

1、实验一三相半波可控整流电路实验一、实验目的 了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电 阻电感性负载时的工作情况。二、实验所需挂件及附件三、实验线路图图三相半波可控整流电路实验原理图四、实验内容(1) 研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。(2) 研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。五、思考题(1) 如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？ 答：三相触发脉冲应该与电源电压同步，每相相差 120；主电路输出的三相相序 不能任意改变。三相触发脉冲的相序和触发脉冲的电路及主电源变压器时钟(钟点 数)有关。(2) 根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电

2、路的最大输出电流？ 答：晶闸管的额定工作电流可作为整流电路的最大输出电流。六、实验结果(1) 三相半波可控整流电路带电阻性负载按图 3-10接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮， DJK06上的 “给定”从零开 始，慢慢增加移相电压，使能从 30到 170范围内调节，用示波器观察并纪录 =30、60、90、120、 150时整流输出电压 Ud和晶闸管两端电压 UVT的 波形，并纪录相应的电源电压 U2及 Ud的数值于下表中306090120150U2Ud(记录值)Ud/U2Ud( 计算值 )0计算公式： Ud(0 30) Ud1+cos(a+ /6)(30 150)(2) 三相半波整

3、流带电阻电感性负载将DJK02上700mH的电抗器与负载电阻 R串联后接入主电路，观察不同移相角 时Ud、I d的输出波形，并记录相应的电源电压 U2及Ud、I d值，画出 90时的Ud及 I d波形图。306090120U21818Ud(记录值)Ud/U2Ud( 计算值 )0七、实验报告1)整流输出电压 Ud和晶闸管两端电压 UVT的波形( 2)绘出当 90时，整流电路供电给电阻性负载、电阻电感性负载时的Ud及I d的波形，并进行分析讨论。 =30o 时 Ud 的波形 =30o 时 Uvt 的波形 =60o 时 Ud 的波形 =60o 时 Uvt 的波形 =90o 时 Ud 的波形 =90o

4、 时 Uvt 的波形 =120o 时 Ud 的波形 =120o 时 Uvt 的波形 =150o 时 Ud 的波形 =150o 时 Uvt 的波形 =90o 时 Ud 的波形 实验总结： 第一次去实验的时候，并没有完成第一个实验，只是熟悉了实验仪器，加上没 有对实验内容进行预习，所以没有完成实验内容。第二次去实验的时候才开始做第 一个实验，在实验中遇到了许多问题，尤其是在使 =170o，必须弄清示波器每一格的 分度值。还有整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序，必须一一对应。 实验二三相桥式半控整流电路实验一、实验目的(1) 了解三相桥式半控整流电路的工作原理及输出电压，电流波形。(2) 了解

5、晶闸管在带电阻性及电阻电感性负载，在不同控制角下的工作情 况。二、实验所需挂件及附件三、实验线路图三相桥式半控整流电路实验原理图四、实验内容(1) 三相桥式半控整流供电给电阻负载。(2) 三相桥式半控整流供电给电阻电感性负载。五、思考题(1) 为什么说可控整流电路供电给电动机负载与供电给电阻性负载在工作上有 很大差别 ?答：电阻负载的电流和电压是同相位的，电压过零时电流也同时过零，所以 =180- 触发角(单相的情况)，在整个的度都可以触发并可控；而电机是一个， 电流的于电压，电压过零时电流不一定过零，使可控触发的角度大大减小。(2) 实验电路在电阻性负载工作时能否突加一个阶跃控制电压？在电动

6、机负载 工作时呢？ 答：实验电路在电阻性负载工作时能突加一个阶跃控制电压，在电动机负载工作时 不能。电阻负载电压和电流同相位，任意角度都可以触发，突加一个阶跃控制电压 相当于加了一个触发信号能达到触发的目的。而电动机负载是感性负载，可控触发 角范围很小，如果阶跃控制电压加入的角度不在范围内就无法实现控制的目的。六、实验结果(1) 三相半控桥式整流电路供电给电阻负载时的特性测试。 按图接线，将给定输出调到零，负载电阻放在最大阻值位置，按下“启动”按 钮，缓 慢调节给定，观察在 30、 60、90、120等不同移相范围内，整流电路的 输出电压 Ud,输出电流 I d以及晶闸管端电压 UVT的波形，

7、并加以记录。(2) 三相半控桥式整流电路带电阻电感性负载。 将电抗700mH的Ld接入重复( 1)步骤。七、实验报告(1) 绘出实验的整流电路供电给电阻负载时的 Ud=f(t) ， Id=f(t) 以及晶闸管端 电压 UVTf(t) 的波形。(2) 绘出整流电路在 60o与 90o时带电阻电感性负载时的波形。 =60时电阻负载波形 =60时电阻电感负载波形 =60时Uvt波形 =90时电阻负载波形 =90时电阻电感负载波形 =90时Uvt波形 实验总结： 这次实验和第一次实验内容相似，开始出发电路的调试是一样的，不同的是这次实 验的触发角等于 150o.实验三三相半波有源逆变电路实验一、实验目

8、的 研究三相半波有源逆变电路的工作，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。二、实验所需挂件及附件三、实验线路图三相半波有源逆变电路实验原理图四、实验内容三相半波整流电路在整流状态工作下带电阻电感性负载的研究。五、思考题(1) 在不同工作状态时可控整流电路的工作波形。(2) 可控整流电路在 60和 90时输出电压有何差异？答： =90时， Ud波形每60中有30为0，直到继续增大至 120，整流 输出电压 Ud波形将全为 0，其平均值为 0，移相范围为 0 120六、实验结果(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试(2) 三相半波整流及有源逆变电路按图接

9、线，将负载电阻放在最大阻值处，使输出给定调到零。按下“启动”按钮，此时三相半波处于逆变状态， =150，用示波器观 察电路输出电压 Ud波形，缓慢调节给定电位器，升高输出给定电压。观察电压表 的指示，其值由负的电压值向零靠近，当到零电压的时候，也就是=90，继续升高给定电压，输出电压由零向正的电压升高，进入整流区。在这过程中记录 =30、 60、 90、 120、 150时的电压值以及波形。306090120150U100U1( 计算值 )0七、实验报告(1) 画出实验所得的各特性曲线与波形图。(2) 对可控整流电路在整流状态与逆变状态的工作特点作比较=30=60=90=120=150 实验总

10、结： 我觉得这次实验是比较难的，虽然触发电路的调试和以前一样，但后边三相半波整 流及有源逆变比较难，在实验接线过程中，注意三相心式变压器高压侧和中压侧的 中线不能接在一起。要认真观看实验指导书后边的注意事项，可以减少很多错误的 发生。实验四单相斩控式交流调压电路实验一、实验目的(1) 熟悉斩控式交流调压电路的工作原理。(2) 了解斩控式交流调压控制集成芯片的使用方法与输出波形。二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理斩控式交流调压主电路原理如图所示。图斩控式交流调压主电路原理图 一般采用全控型器件作为开关器件，其基本原理和直流斩波电路类似，只是 直流斩波电路的输入是直流电压，而斩控式交流调压电

11、路输入的是正弦交流电 压。在交流电源 ui的正半周，用V1进行斩波控制，用 V3给负载电流提供续流通 道；在ui的负半周，用V2进行斩波控制，用 V4给负载电流提供续流通道。设斩波 器件V1、 V2的导通时间为 ton ，开关周期为 T，则导通比为 =ton/T ，和直流斩波 电路一样，通过对的调节可以调节输出电压 U0。图给出了电阻负载时负载电压 U0和电源电流 i1( 也就是负载电源 ) 的波形。可 以看出电源电流的基波分量是与电源电压同相位的。即位移因数为 1。电源电流不 含低次谐波，只含和开关周期 T有关的高次谐波，这些高次谐波用很小的滤波器即 可滤除，这时电路的功率因数接近于 1。图

12、电阻负载斩控式交流调压电路波形斩控式交流调压控制电路方框图如图所示， PWM占空比产生电路使用美国 SiliconGeneral 公司生产的专门 PWM集成芯片 SG3525，其内部电路结构及各引脚功 能查阅相关资料。在交流电源 ui的正半周， V1进行斩波控制，用 V3给负载电流提供续流通道， V4 关断；在ui的负半周， V2进行斩波控制， V3关断，用V4给负载电流提供续流通道。 控制信号与主电路的电源必须保持同步。图斩控式交流调压控制电路方框图四、实验内容(1) 控制电路波形观察。(2) 交流调压性能测试。五、思考题(1) 比较斩控式交流调压电路与相控交流调压电路的调压原理、特征及其功

13、率 因数？答：斩控式交流调压电路的基本原理和直流斩波电路有类似之处，只是输入的 正玄交流电压。用 V1、V2进行斩波控制， V3、V4给负载电流提供续流通道。可通过 改变导通比调节输出电压，当滤除高次谐波时，电路的功率因数接近1。相控式交流调压电路通过改变触发延迟角就可实现对输出电压的控制，随着触发延迟角的增 大， Uo逐渐减小。直到触发延迟角等于 180，Uo=0.此外，触发延迟角等于 0时。 功率因数等于 1，随着触发延迟角的增大，输入电流滞后于电压且发生畸变，功率 因数也逐渐降低。(2) 采用何种方式可提高斩控式交流调压电路输出电压的稳定度？ 答：在输出端串联一个小的平波电抗器，可以起到

14、稳定输出电压的作用。(3) 对斩控式交流调压电路的输出电压波形作谐波分析？ 答：电源电流中不含低次谐波，只含和开关周期 T 有关的高次谐波，这些高次谐波 用很小的滤波器即可滤除，这时电路功率因数接近 1.六、实验结果 由于主电路的电源必须与控制信号保持同步，因此主电路的电源不需要外部 接入。但是为了能同时观察两路控制信号之间的相位关系，主电路的开关K是串接在电源开关之后的。在观察控制信号时将开关打在断状态。(1) 控制电路波形观察断开开关 K，使主电路不得电，接通电源开关，用双踪示波器观察控制电路 的波形，并记录参数。测量控制信号 V1与V4、V2与V3之间的死区时间。(2) 交流调压性能测试接入电阻负载( 220V/25W的白炽灯)，接通开关 K，调节 PWM占空比调节电位 器，改变导通比，(即改变 Ur值)使负载电压由小增大，记录输出电压的波形， 并测量输出电压。在方格纸上画出控制信号与不同负载下的输出电压波形并分析。电阻负载：Ur=Ur=Ur=Ur=阻感负载：Ur=Ur=Ur=Ur=实验总结：这次实验是四个实验中最简单的一个， 只需要根