电力电子实验指导书2013改

1、电力电子技术实验实验指导书廖德利编南京工程学院电力工程学院2009年12月注：本实验指导书分为两个部分，一部分实验设备为浙江求是科教设备有限公司生产的NMCLIII型电力电子及电气传动教学实验台（19套），另一部分设备为浙江大学方圆科技产业有限公司生产DKSZ-1(2)型电机控制系统实验装置(6套)，请根据不同的实验装置参考指导书的不同部分。第一章电力电子技术实验概述电力电子技术是电气工程及其自动化、自动化等专业的三大电子技术基础课程之一，涉及面广，包括了电力、电子、控制、计算机等，实验环节是这门课程的重要组成部分。通过实验，可加深对理论的理解，培养和提高实际动手能力，分析和解决实际问题的独立

2、工作能力。1.1实验的特点和要求具体来说，学生在完成指定的实验后，应具备以下能力：1、掌握电力电子变流装置的主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路；2、熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器（示波器、万用表等）的性能和使用方法；3、能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到实际的问题；4、能够综合实验数据，合理解释实验现象，编写完整的实验报告。本指导书介绍了电力电子技术大纲要求的四个实验。12实验准备实验准备亦即实验的预习工作，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都应先进行预习，从而提高实验的质量和效率，否则很有可能在实验时不知如何下手，浪费时间

3、，完成不了实验的要求，甚至损坏实验装置，更严重的造成人身伤害。因此，实验前的准备工作要做到：1、复习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识；2、阅读本指导书中的相关内容，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验的工作原理和实验方法；3、根据1和2写出本次实验的预习报告，其中应该包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录的表格等，为实验的顺利进行做好充分的准备；预习报告点实验成绩的30%；4、熟悉本次实验所涉及到的实验装置、测试仪器等；5、以班级为单位进行实验分组，一般情况下，12人一组最好。1.3实验实施完成理论学习、实验预习等环节之后，即可进入实验室完成相关的实验实施。实验过程

4、的表现占总成绩的30%。实验过程中要做到以下几点：1、实验开始前，指导老师要对学生的预习报告做检查，并给定预习报告成绩，没有预习报告的学生不得进入实验室参与实验，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只要满足要求后方可进行实验。2、指导老师对实验装置做介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能，使用方法等等。3、按实验小组进行实验，实验小组成员应进行明确的分工，各人的任务应在实验进行中实验实行轮换，以便实验参者能全面掌握实验技术，提高动手能力。4、按预习报告上的实验系统详细接线图进行接线，通常先接主电路，再接控制电路；先接串联电路，再接关联电路。5、接线完成后，必须先

5、进行自查。自查完成后，经指导老师复查同意后，方可通电实验。6、实验时，要按实验指导书所提出的要求及步骤，逐项进行实验和操作。通常，在通常前，应使负载电阻值最大，G（给定）的电位器处于零位置；测试点分布均匀；要改接线路时，必须先断电再进行。实验进行过程中，要观察实验现象是否正常，测得的数据是否在合理的范围内，实验结果是否与理论一致。7、完成本次实验全部内容之后，应请指导老师检查一下实验数据、记录的波形，经老师认可后方可拆线。整理好连接线、仪器、设备、工具等。8、按指定的要求在记录本上填写本次实验的相关记录。经老师同意后，离开实验室。9、按规定的时间按时将完整的实验报告收齐，交给老师。1.4实验报

6、告要求一次实验的最后阶段是撰写实验报告，即对实验过程中得到的数据进行整理、处理，绘制相应的波形，计算数据填写相应的表格，分析实验现象等等。实验报告占总成绩的40%。每个参与实验的学生都要独立完成一份实验报告。如果实验结果与理论有较大的出入时，不得随意改变实验数据和结果，也不得用凑数据的方式向理论数据靠拢，而应该应用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，找出引起较大实验误差的原因。实验报告按空白纸质实验报告的要求认真完成。第2章NMCL型设备实验 实验1三相桥式全控整流电路实验一、实验目的1、熟悉 MCL-33组件。2、熟悉三相桥式全控整流电路的接线及工作原理。3、了解集成触发器的调整方法

7、及各点波形。二、实验内容1、三相桥式全控整流电路2、观察整流状态下，模拟电路故障现象时的波形。三、实验线路及原理实验线路如图2-3所示。主电路由三相全控变流电路整流桥组成。触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。三相桥式整流电路的工作原理可参见电力电子技术的有关教材。四、实验设备及仪器1、NMCL系列教学实验台主控制屏。2、NMCL33组件3、NMEL03组件4、NMCL35组件5、双踪示波器6、万用表7、U盘（自备）五、实验方法1、按图2-3接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）打开MCL-18电源开关，给定电压有电压显示。（2）用示波器观察同步电压，相序关系

8、如图21，U相超前于V相1200，其它关系同理。（3）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲，如图22所示，图中600，可由同步电压和对应的脉冲相角关系来确定，图中有“为U相和脉冲观察孔“1”对应的角。图21同步电压关系图22同步电压和角的关系（4）将面板上的（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”并用示波器观察每只晶闸管的门极和阴极，看触发脉冲是否正常（幅度为1V2V）。（5）将NMCL-31给定器的输出接至NMCL-33面板的Uct端，调节偏移电压（通常已经调好，不需再调），在

9、Uct=0时，使a=150o。 2三相桥式全控整流电路主电路按图2-3和控制电路按图24接线，AD连接在一起，并将RD调至最大(450W)。23三相桥式全控桥主电路合上主电源。调节Uct，使a在30o90o范围内，用示波器观察a=30O、60O、900、时，（调节a时请参考上一步中的第3小步，即a600时的情况，另外a角度可由晶闸管两端电压探头正极接阴极，负极接阳极的波形来确定，如图26中所示的触发角a）整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，记录在U盘中；并记录相应的Ud和交流输入电压U2(为相值)数值到表11中。同时要注意根据需要不断调整负载电阻Rd,使得负载电流Id

10、保持在0.8A左右(注意Id不得超过lA)。具体操作过程如下：1）如a600时，用示波器的一个探头测量同步电压，另一个探头同时测量对应脉冲，调节Uct，使波形如图22所示，2）记录表11中要求记录的数据，如。3）用示波器的一个探头（另一个探头关闭）测量整流输出正负极两端的波形Ud，存入U盘中。如图25所示。4）用示波器的一个探头（另一个探头关闭）测量晶闸管VT1两端的波形UVT，存入U盘中。如图26所示。a为其它值时的测量过程请重复以上4个步骤。24三相电路控制回路表110°30°60°90°UctUd（记录值）Ud（计算值）计算公式：Ud=2.34U2

11、cosa。注：考虑到肉眼确定值时可能产生太大的误差，Ud（计算值）要及时与测量值Ud（记录值）进行比较，如果误差太大，需及时修正的值。 图25600时Ud波形图26600时UVT波形3、电路模拟故障现象观察。在整流状态600时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察此时的ud、uvt波形并记录到U盘中。六、注意：双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。

12、当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。七、实验报告1、画出电路的移相特性Ud=f(a)曲线2、作出整流电路的输入输出特性Ud/U2=f（）3、打印出三相桥式全控整流电路时，a角为0 O、30O、60O、90O、时的ud、uVT波形4、打印出模拟故障时的波形并简单分析其原因。实验2 直流斩波电路的性能研究一实验目的1、熟悉六种直流斩波电路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper、 cuk chopper、 sepic cho

13、pper、 zeta chopper）的工作原理。2、熟悉六种直流斩波电路的组成及工作情况。二实验内容1SG3525芯片的调试2斩波电路的连接3斩波电路的波形观察及电压测试三实验设备及仪器1电力电子教学试验台主控制屏2MCL-22组件3示波器4万用表5、U盘（自备）四实验方法1.控制与驱动电路 SG3525性能测试 控制电路以SC3525为核心构成。SG3525 为美国Silicon general 公司生产的专用PWM控制集成电路，其内部电路结构、各引脚功能及详细的工作原理与性能指标可参阅相关的资料。它采用恒频脉宽调制控制方案，内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和

14、保护电路等。调节的大小，在A、B 两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相差、占空比可调的矩形波（即PWM信号）。它适用于各开关电源、斩波器的控制。先按下开关S1（1） 锯齿波周期与幅值测量(分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况）。测量“1”端。（2）输出最大与最小占空比测量。测量“2”端。注意：下面（2-7）六路电路中任选择一种电路做实验2降压斩波电路（buck chopper）降压斩波电路的原理图及工作波形如图2-7 所示。图中V 为全控型器件，选用IGBT。D为续流二极管。当V 处于导通状态时，电源向负载供电， 。当V处于断开状态时，负载电流经二极管D 续流，电压近似为零，至一个周期

15、T 结束，再驱动V 导通，重复上一周期的过程。负载电压的平均值为：式中为V 处于通态的时间，为V 处于断态的时间，T 为开关周期，为导通占空比，简称占空比或导通比。由此可知，输出到负载的电压平均值最大为。若减小占空比，则随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。(1)连接电路将UPW(脉宽调制器)的输出端2端及地端接到斩波电路中IGBT管VT的G端和E端，分别将斩波电路的1与3，4与12，12与5，6与14，15与13，13与2相连，照面板上的电路图接成buck chopper斩波器。(2)观察负载电压波形。经检查电路无误后,按下开关s1、s8，用示波器观察VD1两端12、

16、13孔之间电压，调节UPW的电位器，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形存入U盘中。(3)观察负载电流波形。用示波器观察并记录负载电阻R4两端波形(4)改变脉冲信号周期。在S2、S3、S4合上与断开多种情况下,重复步骤(2)、(3)(5)改变电阻、电感参数。可将几个电感串联或并联以达到改变电感值的目的，也可改变电阻，观察并记录改变电路参数后的负载电压波形与电流波形，并分析电路工作状态。3升压斩波电路（boost chopper）升压斩波电路的原理图及工作波形如图2-8 所示。电路也使用一个全控型器件V。当V处于通态时，电源向电感Ll充电，充电电流基本恒定为，同时电容Cl上

17、的电压向负载供电，因Cl值很大，基本保持输出电压为恒值。设V处于通态的时间为，此阶段电感Ll上积累的能量为。当V处于断态时和Ll共同向电容Cl充电，并向负载提供能量。设V处于断态的时间为，则在此期间电感Ll释放的能量为。当电路工作于稳态时，一个周期T内电感Ll积蓄的能量与释放的能量相等，即上式中的T/1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。实验过程：照图接成boost chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper。4升降压斩波电路（buck-boost chopper）升降压斩波电路的原理图及工作波形如图2-9 所示。电路的基本工作

18、原理是：当可控开关V处于通态时，电源经V向电感Ll供电使其贮存能量，同时Cl维持输出电压基本恒定并向负载供电。此后V关断，电感Ll 中贮存的能量向负载释放。可见负载电压为上负下正，与电源电压极性相反。输出电压为：若改变导通比，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<<0.5 时为降压，当0.50<<1 时为升压。实验过程：照图接成buck-boost chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper5Cuk斩波电路（Cuk chopper）Cuk斩波电路的原理图如图2-10 所示。电路的基本工作原理是：当可控开

19、关V处于通态时，-Ll-V回路和负载R-L2-C2-V回路分别流过电流。当V处于断态时，-Ll-C2-D 回路和负载R-L2-D回路分别流过电流，输出电压的极性与电源电压极性相反，输出电压为：若改变导通比，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<<0.5 时为降压，当0.50<<1 时为升压。2-10 Cuk斩波电路原理图实验过程：照图接成cuk chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper。6sepic chopperSepic 斩波电路的原理图如图2-11 所示。电路的基本工作原理是：可控开关V 处于通

20、态时，-Ll-V 回路和C2-V-L2回路同时导电，Ll和L2贮能。当V 处于断态时，-Ll-C2-D-R回路和L2-D-R 回路同时导电，此阶段和Ll既向R 供电，同时也向C2充电，C2贮存的能量在V 处于通态时向L2转移，输出电压为：若改变导通比，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<<0.5 时为降压，当0.50<<1 时为升压图2-11 Sepic斩波电路原理图实验过程：照图接成sepic chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper 。7zeta chopperZeta斩波电路的原理图如图2-1

21、2 所示。电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时电源经开关V向电感Ll贮能。当V处于断态后，Ll经D 与C2构成振荡回路，其贮存的能量转至C2，至振荡回路电流过零，Ll上的能量全部转移至C2上之后，D关断，C2经L2向负载R 供电。输出电压为：若改变导通比，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<<0.5 时为降压，当0.50<<1 时为升压。图2-12 Zeta斩波电路原理图实验过程：照图接成zeta chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper。五、实验报告打印实验过程的各种波形并作简要分析和说明

22、。实验3 单相交流调压电路实验一实验目的1加深理解单相交流调压电路的工作原理。2加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求。二实验内容1单相交流调压器带电阻性负载。2单相交流调压器带电阻电感性负载。三实验线路及原理本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。1、锯齿波同步移相触发电路的原理图如下图2-8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。图2-8锯齿波同步移相触发电路的原理图由VTl、VD1、VD2、C5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

23、时刻及锯齿波的宽度。由VT1等元件组成的恒流源电路及VT2、VT3、C6等组成锯齿波形成环节。控制电压Uct、偏移电压Ub和锯齿波电压uT在VT4基极综合叠加，从而构成移相控制环节。VT5、VT6构成脉冲形成放大环节，脉冲变压器输出触发脉冲，电路的各点电压波形如下图2-9所示。元件RPl、RP2均安装在实验单元面板上，同步变压器副边已在挂箱内部接好。触发电路的±15V电压通电后内部接入，上面靠近同步电压接入的开关为选择开关。进行锯齿波同步移相触发电路实验时，选择开关按下“锯齿波触发”。图2-9电路的各点电压波形注意：以上为锯齿波的原理分析及相关波形图，与实验设备并非一一对应。2、晶闸

24、管交流调压器的主电路由两只反向并联的晶闸管组成，见图1-10。四实验设备及仪器1教学实验台主控制屏2NMCL33组件3NMEL03组件4NMCL-05(A)组件或NMCL36组件5二踪示波器6万用表7、U盘（自备）五注意事项在电阻电感负载时，当a<j时，若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量，损坏元件。为此主电路可通过变压器降压供电，这样即可看到电流波形不对称现象，又不会损坏设备。六实验方法1单相交流调压器带电阻性负载（1）连接主电路，如图210所示。将NMCL-33上的两只晶闸管VT1，VT4反并联而成交流电调压器，将触发器的输出脉冲端G1、K1，G3、K3分别接至主电路相应VT1和V

25、T4的门极和阴极。接上电阻性负载（可采用两只900电阻并联），并调节电阻负载至最大。（2）NMCL05A上接入交流220V同步交流电压。触发电路选择为“锯齿波”。（3）合上主电路开关，用示波器分别测量观察孔“1”“2”“3”“4”“5”“6”的波形并记到U盘中，再与原理图29进行对比。（4）合上主电源，用示波器观察负载电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT= f（t）的波形并记录到U盘中，调节Uct，观察不同a角时各波形的变化，并记录a=30°，60°，90°，120°时的波形（a角的大小可根据调压输出的波形ud进行大致判断）。注意：当晶闸管在调节给定

26、Uct无法正常工作时，应调换一下同步电压接入的两根导线。 示例：纯电阻负载，a=30°时的ud和uvt波形如211和212所示图211a=30°时的ud波形图212a=30°时uvt波形a为其它角度时也可以测得相应的波形。纯电阻负载时通常根据输出的波形反推此时的a角度。2单相交流调压器接电阻电感性负载（1）在做电阻电感实验时需调节负载阻抗角的大小，因此须知道电抗器的内阻和图210单相交流调压电路接线图电感量。可采用直流伏安法来测量内阻，电抗器的内阻为电抗器的电感量可用交流伏安法测量，由于电流大时对电抗器的电感量影响较大，采用自耦调压器调压多测几次取其平均值，从而可

27、得交流阻抗。 电抗器的电感量为 这样即可求得负载阻抗角 在实验过程中，欲改变阻抗角，只需改变电阻器的数值即可。 （2）断开电源，接入电感（L=700mH）。调节Uct，使a=450。合上主电源，用双踪示波器同时观察负载电压u和负载电流i的波形（直接用示波器测量R两端的电压波形即可）。调节电阻R的数值（由大至小），观察在不同a角时波形的变化情况。记录a>，a=，a<三种情况下负载两端电压u和流过负载的电流i的波形。也可使阻抗角为一定值，调节a观察波形。注：调节电阻R时，需观察负载电流，不可大于0.8A。 六实验报告1打印实验中记录下的各类波形并粘贴到报告相应的地方并对不同的波形做相应

28、的分析。2分析电阻电感负载时，a角与j角相应关系的变化对调压器工作的影响。3分析实验中出现的问题。 第3章DDSZ型设备实验实验1三相桥式全控整流电路实验;一、实验目的(1)加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。二、实验线路及原理实验线路如图3-1所示。主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成。触发电路为DDS03中的集成触发电路,由KC04、KC41、KC42等集成芯片组成,可输出经高频调制后的双窄脉冲链。集成触发电路的原理可参考有关内容,三相桥式整流电路的工作原理可参见电力电子技术教材的相关内容。图3-

29、1实验线路 三、实验内容1、使用示波器观察各脉冲观察孔的波形，分清双脉冲及单脉冲；2、三相桥式全控整流电路带大电感负载;3、观察整流,模拟电路故障现象时的各电压波形。四、实验设备1、 主控制屏DDS01;2、 DDS02组件挂箱;3、 DDS03组件挂箱；4、 900电阻箱DT205、 DT41三相组式变压器组件挂箱; 6、 示波器;7、 DT14直流电压、电流表；8、 DT15交流电压、电流表 。五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关三相桥式全控整流电路的有关内容,弄清三相桥式全控整流电路带大电感负载时的工作原理;（2）学习有关集成触发电路的内容,掌握该触发电路的工作原理。六、思考题如

30、何解决主电路和触发电路的同步问题?在本实验中,主电路三相电源的相序能任意确定吗?七、实验方法1.挂箱DDS02和D03的调试(l) 将挂箱DDS02和DDS03接到主屏DDS01上，打开DDS03开关，并将触发电路脉冲指示:"窄"(2)将示波器探头接至"双脉冲观察孔"和"锯齿波观察孔",观察6个触发脉冲,应使其间隔均匀,相互间隔600。(3)将给定器G的输出端Ug接至移相控制电压Uct端，调节偏移电压电位器RP,使Uct=0时(可直接接地,以保证输人为零),=1500,此时的触发脉冲波形如图3 -2所示。图3 -2触发脉冲波形(4)将

31、DDS03面板上的Ublf(当三相桥式全控变流电路使用DDS02中I组晶闸管VT1VT6时)接地,将I组桥触发脉冲的6个开关按到"接通",用示波器观察晶闸管的门极与阴极的触发脉冲是否正常。2、三相桥式全控整流电路(1)按图2-1接线,将开关"S"拨向左边的短接线端,给定器上的"正给定"输出为零(逆时针旋到底);合上主电路开关,调节给定电位器,增加移相电压,使角在300900范围内调节(角度可由晶闸管两端电压uT的波形来确定),同时,根据需要不断调整负载电阻Rd,使得负载电流Id保持在0.8A左右(注意Id不得超过lA)。用示波器观察并

32、记录=300,600,900时的整流电压ud和晶闸管两端电压uT的波形,并记录相应的Ud、Uct数值于下表2-1中。表2-10°30°60°90°120°150°UctUd（记录值）Ud（计算值）计算公式：。(2)模拟故障现象当=600时,将示波器所观察的晶闸管的触发脉冲按钮开关按向"断开"位置,模拟晶闸管失去触发脉冲的故障,观察并记录这时的ud、uT的变化情况。八、实验报告1、画出电路的移相特性Ud=f()；2、画出触发电路的传输特性=f（Uct）;3、画出=30°,60°,90°,

33、120°,150°时的整流电压ud和晶闸管两端电压uT的波形4、简单分析模拟故障现象。九、注意事项1、示波器两个探头的地线端应接在电路的同电位点,以防通过两探头的地线造成被测量电路短路事故。示波器探头地线与外壳相连,使用时应注意安全。2、为了防止过流,能顺利地完成从整流到逆变的过程,应先将角调节到大于90o、接近1200的位置,然后将负载电阻Rd调至最大值位置;实验2直流斩波电路实验一、实验目的1、加深理解斩波器电路的工作原理;2、掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法；3、熟悉斩波器各点的电压波形。二、实验线路及原理本实验采用脉宽可调的晶闸管斩波器,主电路如图3-3所

34、示。其中VTl为主晶闸管,当VT1导通后,电源电压就通过该晶闸管加在负载上。VT2为辅助晶闸管,由它控制输出电压的脉宽。C和Ll构成振荡电路,它们与VD2、VDl、L2组成VT1的换流关断电路。接通电源时,C经VD2、负载充电至+Udo,VTl导通,电源加到负载上,过一段时间后,使VT2导通,C和L1产生串联振荡,C上的电压由+Udo变为一Udo,C经VD2和VT1反向放电,使VT1和VT2关断。图3-3晶闸管斩波器主电路从以上斩波器工作过程可知,控制VT2脉冲出现的时刻即可调节输出电压的脉宽,从而可达到调节输出直流电压的目的。VTl、VT2的触发脉冲间隔由触发电路确定。 三、实验内容1、直流

35、斩波器触发电路调试;2、直流斩波器接电阻性负载；3、直流斩波器接电阻电感性负载；四、实验设备1、 主控制屏DDS01；2、 DDS02挂箱；3、 DDS10组件挂箱；4、 900电阻箱DT20;5、 示波器;6、 DT14直流电压、电流表；7、 DT15交流电压、电流表。五、预习要求1、阅读电力电子技术教材中有关斩波器的内容,弄清脉宽可调斩波器的工作原理。2、学习本教材中有关斩波器及其触发电路的内容,掌握斩波器及其触发电路的工作原理及调试方法。六、思考题1、直流斩波器有哪几种调制方式?本实验中的斩波器为何种调制方式?2、本实验采用的斩波器中电容C起什么作用?七、实验方法1.斩披器触发电路调试调

36、节电位器RP1,观察"2"端的锯齿波波形,使锯齿波幅值为+15V左右,锯齿波底部电位为2V左右;调节电位器RP2,观察"4"端波形,使方波频率为300Hz左右；调节电位器RP3,观察"4"端方波能否由0.1T连续调至0.9T(T为斩波器触发电路的周期。用示波器观察"5"、"6"端的脉冲波形,判断是否符合相位关系。2.斩波器带电阻性负载(l)按图2-3实验线路连好斩波器主电路并接上电阻负载,将触发电路的输出"Gl"、"K1"、"G2"、&

37、quot;K2"分别接至VTl、VT2的门极和阴极。(2)用示波器观察并记录触发电路的"1"、"2"、"4"、"5"、"6"端及ug1、ug2的波形；同时,观察并记录输出电压ud、电容电压uc及晶闸管两端电压uT1的波形,注意各波形间的相位关系。(3)调节RP3,观察在不同(即ug1和ug2脉冲的间隔时间)时的ud波形,并记录Ud和的数值于下表2-2中,从而画出Ud=f(/T)的关系曲线,其中/T为占空比。表2-2Ud3.斩波器带电阻电感性负载关断主电源后,将负载改接成电阻电感性负载,

38、重复上面电阻性负载时的实验步骤。八、实验报告1、整理并画出实验中记录下的各点波形,画出各种负载下Ud=f(/T)的关系曲线;2、讨论、分析实验中出现的各种现象。实验3单相交流调压电路实验一、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电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。二、实验线路及原理本实验采用了KC05晶闸管移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两个反并联晶闸管电路的交流相位控制,具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有失交保护、输出电流大等优点。单相晶闸管交流调压器的主电路由两个反向并联的晶

39、闸管组成,图34为其原理图。图34单相晶闸管交流调压器主电路三、实验内容1、KC05集成移相触发电路的调试;2、单相交流调压器带电阻性负载；3、单相交流调压器带电阻电感性负载。四、实验设备1、 主控制屏DDS01；2、 DDS02挂箱；3、 900电阻箱DT20;4、 DDS12挂箱；5、 示波器；6、 DT15交流电压、电流表。五、预习要求1、阅读电力电子技术教材中有关交流调压器的内容,掌握交流调压器的工作原理；2、学习本教材中有关单相交流调压器及其触发电路的内容,了解KC05晶闸管触发芯片的工作原理及在单相交流调压电路中的应用。六、思考题1、交流调压器在带电感性负载时可能会出现什么现象?为

40、什么?如何解决?2、交流调压器有哪些控制方式?应用场合有哪些?七、实验方法1、KC05集成晶闸管移相触发器调试将触发器的同步变压器原边绕组接220V交流电压,将右上角的+15V直流电压开关拨向"开"。用示波器观察"1""5"端及ug1、ug2的波形。调节电位器RP1,观察锯齿波斜率能否变化;调节RP2,观察输出脉冲的移相范围如何变化,移相能否达到1800。记录上述过程中观察到的各点电压波形。2、单相交流调压器带电阻性负载将DDS02面板上的两个晶闸管反并联而构成交流调压器,将触发器的输出脉冲端"Gl"、"

41、K1"、"G2"和"K2"分别接至主电路相应晶闸管(VT)的门极和阴极。接上电阻性负载,用示波器观察负载电压u、晶闸管两端电压uT的波形。调节电位器RP2,观察不同角时各点波形的变化,并记录=600,900,1200时的波形。3、单向交流调压接电阻电感性负载(1)在做电阻电感性负载实验时,需要调节负载阻抗角的大小,因此应该知道电抗器的内阻和电感量。可采用直流伏安法来测量内阻,如图3-5所示。电抗器的内阻为RL=UL/I电抗器的电感量可采用交流伏安法测量,如图3-6所示。由于电流大时,对电抗器的电感量影响较大,采用自耦调压器调压,多测几次取其平均

42、值,从而可得到交流阻抗ZL=UL/I电抗器的电感为图3-5用直流伏安法测电抗内阻 图3-6用交流法测定电感量这样,即可求得负载阻抗角在实验中,欲改变阻抗角,只需改变电阻器Rd的电阻值即可。 (2)断开电源,改接电阻电感性负载。合上电源,用双踪示波器同时观察负载电压U和负载电流i的波形。调节Rd的数值,使阻抗角为一定值;观察在不同角时波形的变化情况,记录、=、三种情况下负载两端电压u和流过负载的电流i的波形。八、实验报告1、整理、画出实验中记录下的各类波形;2、分析电阻电感负载时,角与角相应关系的变化对调压器工作的影响;3、分析实验中出现的各种问题。实验4自关断器件及其驱动与保护电路实验一、实验

43、目的1、加深理解各种自关断器件对驱动与保护电路的要求；2、熟悉各种自关断器件的驱动与保护电路的结构和特点;3、掌握由自关断器件构成的直流斩波电路。二、实验线路及原理本实验分别由GTO、GTR、MOSFET、IGBT等自关断器件构成直流电动机斩波调速电路,通过控制自关断器件的驱动信号占空比,改变斩波器输出电压脉宽,从而改变直流电动机电枢电压,实现调压调速。通过本实验可对上述自关断器件及其驱动与保护电路有比较深刻的理解。图37为自关断器件实验接线原理图,图中直流主电源可由DK01C上的二极管接成单相桥式整流电路,经电容滤波(LB)后得到或直接采用DT02上直流可调电压（240V左右）接入。实验线路

44、接线时,应从滤波电路的正极性"3"端出发,经过流保护电路BH)、自关断器件及保护电路、直流电动机电枢回路、直流电流表,回到滤波电路的负极性"4"端,从而构成实验主电路。接线时应注意以下要求:1、过流保护电路(BH)的主回路电流应保证从"1"端流人,"2"端流出；2、PWM发生电路的输出驱动信号必须从过流保护电路(BH)的"3"端输入,"4"端输出至相应自关断器件的驱动电路;3、直流电动机电枢旁必须反向并接快速恢复型续流二极管VDF,连接时应保证二极管的极性正确;4、驱动电路连

45、接根据不同的具体电路进行,由于本实验中需要相互隔离的回路较多,连接时必须注意各种接地的不同,如 及主电路地即负极性端)等是不同的,不能随便连接在一起;5、不同自关断器件的驱动电路采用不同的控制电压,接线时应注意正确选用。 3-7 自关断器件实验接线原理图三、实验内容1、自关断器件及其驱动、保护电路的研究(可根据需要选择一种或几种自关断器件)；2、自关断器件构成的直流斩波调速系统实验。四、实验设备1、 主控制屏DT01A；2、 DK01C挂箱或DT02挂箱；3、 自关断器件组件挂箱DK16；4、 直流电动机-测功机-测速发电机组;5、 900电阻箱DT20;6、 双踪慢扫描示波器；7、 万用表。五、预习要求1、阅读电力电子技术教材中有关自关断器件的内容,弄清自关断器件对驱动电路和保护电路的要求;2、阅