电力电子技术实验报告

电力电子技术实验报告学院信息科学与工程学院班级自动化学号姓名完成时间实验一、三相脉冲移相触发电路实验目的：熟悉了解集成触发电路的工作原理、双脉冲形成过程及掌握集成触发电路的应用。实验内容：集成触发电路的调试及各点波形的观察与分析。实验设备：YB4320A型双线示波器一台；万用表一块；MPD-08实验设备中“模拟量可逆调速系统”控制大板中的“脉冲触发单元”。实验接线：见图1图1该实验接好三根线：即SZ与SZ1，GZ与GND，UGD与UCT连接好就行了。实验步骤：将实验台左下方的三相电源总开关QF1合上；（其它开关和按钮不要动）将模拟挂箱上左边的电源开关拨至“通”位置，此时控制箱便接入了工作电源和三相交流同步电源UsaUsbUsc(注：UsaUsbUsc与主回路电压：UA16UB16UC16相位一致)。将模拟挂箱上正组脉冲开关拨至“通”位置，此时正组脉冲便接至了正组晶闸管。用示波器观察UsaUsbUsc孔的相序是否正确，相位是否依次相差120°（注：用示波器的公共端接GND孔，其它两信号探头分别依次检查三个同步信号）。触发器锯齿波斜率的整定先将信号给定电位器逆时针调至零位，即使控制信号Uct=0V;将示波器的两个信号探头检测同一个被测点（例如斜率A孔），示波器的两探头使用唯一的公共端接GND（注：示波器的两个信号探头各有一个公共端，但两个公共端在示波器内部已经连接好，为避免烧坏示波器，只允许一根公共端作用外部检测用）。调节示波器上的幅值调整旋钮，使两根线的波形完全重合，调整好后，在斜率检查时不要再动示波器的幅值调整旋钮。用示波器的一个信号探头移至斜率B孔，观察A孔和B孔的斜率是否一致，若不一致调斜率电位器RW9或RW11,使其完全一致。将观察斜率A孔的示波器探头移至斜率C孔，观察斜率C孔的斜率是否与斜率B孔的斜率一致，若不一致，只能调RW13电位器使其一致。注意：触发器的斜率调整好后，调斜率的电位器不能再动。触发器相位特性整定：系统初始相位的整定在触发器中偏移电位器RW10,RW12,RW14的作用就是为了整定系统的初始工作状态而设置的。对于不同的负载，初始工作状态，所对应的控制角α是不同的。但通常一般指当触发器输入的控制信号Uct=0V时，要求Ud=0V，对于阻感负载或平波电抗器的反电动势负载，当Uct=0V时，Ud=0V，则α=90°。所以本实验要求：Uct=0V时，α=90°，其调试步骤为：先使Uct=0V，先调A相角触发器。用示波器的公共端接GND孔，示波器一信号探头接同步信号电压Usb孔（注意：在示波器上确定好横坐标位置，Usb波形在示波器显示屏上必须上、下对称），一信号探头接TP11孔（11#双脉冲检测孔）调节A相的偏移电位器RW10(即调A相的偏移信号Up),使TP11孔的双脉冲的第一脉冲的前沿正好位于Usb波形由负到正过零点处，TP14孔（14#双脉冲检测孔）的第一个脉冲正好位于Usb由正到负过零点处。如图2所示。如果用示波器一信号探头观察A相触发器的PA孔，其波形如图2-b的实线所示，其X宽度=Y宽度，这就是α=90°的位置。图2仿照上述方法，调B相和C相触发器的偏移信号UP。B相：调偏移电位器RW12，TP13孔的双脉冲（即13脉冲）的第一个脉冲的前沿正好要对于USc由负到正的过零点，PB孔的波形与PA点的波形相同。C相：调偏移电位器RW14，TP15孔的双脉冲的第一个脉冲的前沿正好要对应于USa由负到正的过零点，PC孔的波形与PA点的波形相同。b、触发器移相控制特性的整定与±Uctm的确定。在这一环节实验中，要记录号当UCT为多少伏时，对应的控制角α为多少度，以便后面的实验快而准确。步骤为：先将信号给定电位器RP1和RP2逆时针旋转至零位，并将K2开关拨至“停止”位置，即UCT=0V,α=90°，用示波器观察TP11孔双脉冲，并调整示波器使波形如图3所示。（说明:第一个周期11脉冲）的第二个周期11号脉冲的发出正好经历了一个周期的时间，即360°，在示波器上可分为六大格，每大格为60°。将K2开关拨至“运行”位置，K1开关拨至“正给定”位置，顺时针缓慢选装RP1，使Uct＞0V，脉冲向前移动，若脉冲向前移动了一大格的1/2，则脉冲向前移动了30°，即α=60°，将所对应的Uct记录于表格1中。图3α=90°，调示波器脉冲显示的波形表1α角所对应的Uct值Uct﹥0V，α﹤90°￤Uct﹤0V，α﹥90°Uct（v）8.7+Uctm4.52Uct=0V-3.5-Uctm-6-11.9α角度脉冲刚消失30°60°90°120°150°脉冲刚消失继续增大Uct，脉冲继续向前移动，再往前移动1/2大格，即脉冲移动了60°，即α=30°，将α=30°所对应的Uct值记录于表1中，该值就作为+Uctm值，它所对应的α角就是αmin=30°。若再增大Uct，致使双脉冲的的第一个脉冲刚消失，记录此时的Uct值和脉冲移动的角度。将RP1又逆时针调至零位，Uct=0V，α又回到α=90°的位置。将开关K1拨至“负给定”位置，使Uct＜0V，脉冲向后移动，当α=150°时（即βmin=30°）。记录此时的值，它作为最小β角所对应的-Uctm的值。（注：±Uctm的值将作为运动控制系统中电流调节器的外限幅值）。做出触发器移相特性如图4所示。图4脉冲移相范围的确定：当分别给定±Uct致使脉冲刚消失，所有移动的α角度想家就是脉冲移相的范围，一般KJ004为170°左右。将RP1和RP2逆时针旋转至零位，K2拨至“停止运行”位置，将电源开关拨至“断”位置，实验完毕。实验二三相零式整流电路的研究实验目的熟悉三相零式整流电路的组成、研究及其工作原理。研究该电路在不同负载（R、R+L、R+L+VDR）下的工作情况，波形及其特性。掌握晶体管整流电路的试验方法。实验设备1、YB4320A型双线示波器一台2、万用表一块3、模拟量挂箱一个4、MPD-08试验台主回路实验接线先断开三相电源总开关QF1；触发器单元接线维持实验一线路不变；主回路接线按图5进行。图5三相零式整流电路（虚线部分用导线接好）四、实验步骤（注意：根据表1中所对应的Uct数据来调节Uct大小）1、先用导线把电感Ld1短接（即将8-9短接），续流二极管VDR暂不接。2、合三相电源总开关QF1，将模拟挂箱上的电源开关拨至“通”位置，将正组脉冲开关拨至“通”位置，将RP1电位器逆时针旋转至零位；将K2拨至“停止运行”位置，此时，Uct=0V，。3、按“启动”按钮，主回路接通，用示波器观察负载电阻两端波形，分析此时Uct=0V，的波形与它的正确性，并将Ud记录于表2中。4、去掉短接Ld1的接线，此时应为R+L负载，观察其波形，将Ud记录于表2中。5、将续流二极管VDR并联于负载旁（注意：VDR极性不能接错，否则会引起短路），观察其波形，将Ud记录于表2中。6、将K2拨至“运行”位置，缓慢调节正给定电位器RP1，根据表1中的参数，确定当时，所对应的Uct值，仿照上述过程将时，将R、R+L、R+L+VDR实验做完。7、将调至30°位置，重复上述实验。8、将RP1逆时针调至零位，并将开关拨至“负给定”位置，调RP2使脉冲位于位置，重复上述实验。9、调RP2是脉冲位于位置，重复上述实验。10、用万用表测量U2的数据，将理论计算值和实验值进行比较。11、该实验完毕，将RP1、RP2逆时针调至零位，将电源开关拨至“断”位置，最后将三相电源总开关QF1拉开，停止供电。表2：负载性质UdR负载125.587.561.719.814.49R+L负载115.660.127.11．390.05R+L+VDR负载126.186.858.619.764.15注意事项：发现故障，立即切断电源（如断开QF1），检测并排除故障。实验数据曲线绘制时，R、R+L、R+L+VD负载下的Ud波形R、R+L负载下的Ud波形R+L+VD负载下的Ud波形图.Ud=f（α）实验三、三相零式整流电路反电动势负载实验目的：1、加深对三相零式整流电路反电动势负载工作情况的理解。2、了解三相零式整流电路反电动势负载的结构、原理及其工作特性。二、实验内容：三相零式电路串电感的反电动势负载工作特性测试。实验设备：YB4320A型双线示波器一台万用表一块模拟量挂箱触发器单元MPD-08试验台主电路实验线路：图6三相零式反电动势负载实验步骤：按图6将虚线部分接好线，并检查连线是否有错。合三相电源总开关QF1模拟挂箱上电源开关置“通”位置正组脉冲开关置“通”位置（注意：反组脉冲开关必须置“断”位置）。RP1和RP2给定电位器逆时针旋转至零位。K1开关拨至“正给定”位置，K2开关拨至“运行”位置，此时给定的控制信号Uct应为0V。合励磁开关SB1、SB2、SB3，先给电动机M1和发电机G1加励磁（注意：开关SB5必须置“断”位置，不然会造成事故）。合主回路启动按钮，此时接通了主回路，由于Uct=0V，α=90º，Ud=0V,电机应该不旋转。空载时电动机械特性测试：先将接在发电机G1两端的负载断开（即G11-6和G12-7连线拔掉），负载即为空载。缓慢调节RP1，电机开始缓慢转动，把转速表和电流表的读数分别填到表3中。表3空载时n=f(Id)实验数据n200rpm400rpm600rpm760rpmId0.10.10.20.3Ud44.186.2128.9163.6做完后将RP1逆时针旋至零位，电机停止不动。带载时低速电动机机械特性测试：先将发电机负载接上（即把RZ和RF回路并联在发电机G1两端）。缓慢调节RP1待n=200rpm时，停止RP1的调节，此时改变负载电阻RZ的大小，从转速表上观察转速的变化，并把n和Id的参数记录于表4中（注：如电流增加，电机可能处于堵转）。表4带载时低速n=f(Id)特性实验数据Id1A1.5A2AUd48.948.447.5n217212205带载时高速电动机机械特性测试。在低速特性测完后，再缓慢调节RP1，使电机升速，待n=1400rpm左右，停止RP1的调节，此时改变RZ,仿照第六步，将参数记于表5中表5Id4.0A4.5A5.0A5.5A6.0A6.5AUd160.1159.1158.6158.1157.1156.1n726718714711704691做完后将RP1立即退回零位，将电源开关置“短”位置，将三相电源开关断开，将SB1置“断”位置。六、实验心得在调整触发脉冲的时候，发现三个矩形波中有一相斜率稍与其他两相有偏差，使第一个实验中三相整流电路，由于一触发脉冲触发，导致整流波形不是很理想，且触发角超过90度后，一个周期内的电压波形有一段明显断流时间会稍短、最大值较高。反复对比与调整90度时同步信号与触发脉冲的相位，仍然没有解决问题。如果能使矩形波的斜