电力电子技术实验报告

1、实验一SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性的实验一、实验目的(1)掌握各种电力电子器件的动作特性。(2)掌握对于各设备的触发信号的请求。二、实验所需的背带及附件序列号型号备考1DJK01电源控制面板此控制面板包含“三相电源输出”等几个模块。2DJK06规定及实验设备这个背带包含几个模块，如“二极管”。3DJK07新设备特性试验4DJK09单相调压和可变负载5万用表自带三、实验线路和原理将电力电子设备(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT种)和负载电阻r串联连接在直流电源的两端，向DJK06上的规定的新设备提供触发电压信号，将规定的电压从零调整到设备的触发导通，以上直

2、流电压和电流校正可从DJK01电源控制画面获得，5种电力电子设备都在DJK07挂机，直流电源从电源控制面板的输出连接DJK09上的单相调节器，调节器输出连接DJK09上的整流和滤波电路，调节器输出连接DJK09上的滤波电路实验线路的具体接线如下图所示四、实验内容(1)晶闸管(SCR )特性试验。(2)可关闭晶闸管(GTO )的特性实验。(3)功率场效应晶体管(MOSFET )特性试验。(4)高功率晶体管(GTR )的特性实验。(5)绝缘双极晶体管(IGBT )特性试验。五、实验方法(1)如图3-26那样进行布线时，首先，将晶闸管(SCR )与主电路连接，在实验开始时，将DJK06上的规定的卷R

3、P1逆时针旋转到最后，将S1旋转到正规定侧，将S2旋转到规定侧，将S2旋转到规定侧，DJK06的电源缓慢调节电压校正的读数，直流电压上升到40V时，停止单相稳压器的调节(以后的其他实验中，请勿调节)。 调节给定卷RP1并逐步增加给定的电压，并监视电压校正、电流校正的读取值，当电压校正表明接近于0 (表明管道完全导通)时，停止调节，并描述给定的电压Ug调节中的电路电流Id和装置的管道电压降Uv超时空要塞0.81.742.703.34.67身份证0.050.040.030.020.01紫外线95-80-60-4524(2)按下控制面板上的“停止”按钮，将晶闸管切换为可关闭晶闸管(GTO )，重复上

4、述步骤，记录数据。超时空要塞03.513.613.643.76身份证-0.05-0.05-0.04-0.03-0.01紫外线9483665531(3)按下控制面板上的“停止”按钮，切换成功率场效应晶体管(MOSFET )，重复上述步骤，记录数据。超时空要塞04.794.844.945.01身份证-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01紫外线9275663524(4)按下控制面板上的“停止”按钮，切换到高功率晶体管(GTR )，重复上述步骤，记录数据。超时空要塞00.140.150.160.17身份证-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01紫外线9573563622(5)按下

5、控制面板上的“停止”按钮，切换到绝缘双极晶体管(IGBT )，重复上述步骤，记录数据。超时空要塞05.035.065.115.19身份证-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01紫外线9770574523六、实验报告所得到的数据绘制了每个设备的输出特性。图1可控硅SCR输出特性图GTO输出特性图GTO输出特性图MOSFET输出特性图5的IGBT输出特性七、注意事项(1)双跟踪示波器有两个探针，可以同时观测两个信号，但由于这两个探针的接地线与示波器的壳体连接，所以两个探针的接地线不能同时与同一电路的不同电位的两点连接因此，为了保证测量的顺利进行，将一个探针的接地线拆开，或者绝缘，只使用一

6、个接地线，从根本上就可以解决这个问题。 在需要同时观察两个信号的情况下，必须在被测量电路上发现这两个信号的共同点，将探针的接地线连接到此处，将探针分别连接到被测量信号，否则无法在示波器上同时观察两个信号。(2)保证管道的功率损耗(即，功率器件的管道压降与器件流动电流的乘积)小于8W，以便功率器件在实验中避免功率损耗。(3)为了使GTR特性试验更典型，将其电流抑制在0.4A以下。(4)本实验完成器件伏安特性的实验项目，老师可以根据自己的实际需要调整实验项目，如增加测量器件的导通时间等实验项目。八、实验体会不同的电力电子器件由于其制造工艺上的差异，其开关过程有一定的差异，通过分析其工作特性曲线，G

7、TR和GTO是双极电流驱动器件，具有电导调制效果，流通能力强，但开关速度低，需要的驱动功率功率MOSFET是单极型电压驱动器件，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小。 IGBT综合了GTR和MOSFET的优点，具有良好的特性。实验2锯齿波同步移相触发电路的实验一、实验目的(1)加深对锯齿波同步移相触发电路的工作原理和各元件作用的理解。(2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。二、实验所需的背带及附件三、实验线路和原理锯齿波同步移相触发电路的原理图请参照DJK03-1吊具介绍中锯齿波同步移相触发电路的原理图。 锯齿同步移相触发由电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲

8、放大等环节组成，其工作原理可参照DJK03-1配件介绍部分和电力电子技术教材中的相关内容。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与分析。五、思考题(1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点？a :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(2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与什么样的残奥仪表有关？a :与电容器C1、电位计RP1、电位计RP2、电位计RP3等残奥仪表有关。六、实验方法(将DJK01电源控制面板的电源选择开关置于“直流调速”侧，将输出线电压置于200V (不置于“交流调速”侧。 DJK03

9、-1的通常动作电源电压为220V10%，“交流调速”侧输出的线电压即输入电压超过其标准动作范围时，吊坠的寿命会减少，也会导致吊坠损坏。 在“DZSZ-1型电机及自动控制试验装置”中使用时，操作控制面板左侧的调节器，将输出的线路电压调整到220V左右，然后访问带部)，将200V交流电压用2根导线连接到DJK03-1的“外置220V”端同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解形成“1”点波形的原因。观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽与“1”点的电压波形的关系。调节电位器RP1，观察“2”点锯齿波的斜率变化。观察“3”“6”点的电压波形和输出电压的波形，记录各波形的振幅和宽度，比较“3”

10、点的电压U3和“6”点的电压U6的对应关系。(2)调节触发脉冲的移相范围使控制电压Uct为0 (将电位器RP2按时间校正旋转)，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 (即调节RP3电位器)，使=170。锯齿波同步移相触发电路调节Uct (即电位器RP2)使得=60，观察并记录U1U6以及输出“g，k”脉冲电压的波形，表示其振幅和宽度，记录在下表中(可以用示波器直接读取，读取时可以用示波器的“vU1U2U3U4U5U6振幅(v )0.480.340.110.340.80.038宽度(毫秒)2020207.2510七、实验报告(1)整理、描绘实验中记录的各点的波形，绘制其

11、大小和宽度。a :数据请参照表格。(2)总结锯齿波同步移相触发电路的移相范围的调试方法，如果在Uct=0的条件下要求=90，怎么调整？a :调节a:RP3音量就可以了。八、注意事项(1)双跟踪示波器有两个探针，可以同时观测两个信号，但由于这两个探针的接地线与示波器的壳体连接，所以两个探针的接地线不能同时与同一电路的不同电位的两点连接因此，为了保证测量的顺利进行，将一个探针的接地线拆开，或者绝缘，只使用一个接地线，从根本上就可以解决这个问题。 在需要同时观察两个信号的情况下，必须在被测量电路上发现这两个信号的共同点，将探针的接地线连接到此处，将探针分别连接到被测量信号，否则无法在示波器上同时观察

12、两个信号。(2)由于正弦触发电路的特殊性，我们相移电路的调节范围很小，需要将调节到反相区，除了调节RP1，还需要调节RP2电位计。(3)由于电容影响脉冲“g”、“k”的输出端，因此在观察输出脉冲的电压波形时，需要将输出端“g”和“k”分别与晶闸管的栅极和阴极连接(或者，也可以用约100左右的电阻值的电阻与“g”、“k”连接)九、实验体会锯齿波同步移相触发电路1、2由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲放大等环节构成，通过本实验了解锯齿波同步移相触发电路的工作原理和各要素的作用，基本掌握了锯齿波同步移相触发电路的调试方法。实验三单相半波控制整流电路的实验一、实验目的(1)掌握单触发晶体管触发电路

13、的调试步骤和方法。(2)掌握单相半波控制整流电路的电阻负载及电阻感应性负载时的动作。(3)了解回流二极管的作用。二、实验所需的背带及附件序列号型号备考1DJK01电源控制面板此控制面板包含“三相电源输出”、“励磁电源”等几个模块。2DJK02三相变流电桥这个吊坠包含“晶闸管”和“电感”等几个模块。3DJK03晶闸管触发电路实验此垂坠包含“单触发晶体管触发电路”模块。4DJK06规定负荷吸收电路这个背带包含“二极管”和“开关”等几个模块。5DK04滑动电阻器串联形式：0.65A、2k并联形式：1.3A，500 6双迹示波器自带7万用表自带三、实验线路和原理关于单触发晶体管触发电路的工作原理和电路

14、图，将在1-3节进行说明。 将DJK03挂件的单触发晶体管触发电路的输出端“g”和“k”连接到DJK02挂件面板的后桥中任一个晶闸管的栅极和阴极，关闭相应触发脉冲的按钮开关(防止误触发)，图中的r负载二极管VD1和开关S1都可以选择DJK06挂件，电感L d可以选择DJK02面板，100mH、200mH、700mH 3个等级，但是在本实验中选择了700mh。 直流电压修正及直流电流修正由DJK02吊坠得到。图3-3单相半波控制整流电路四、实验内容(1)单触发晶体管触发电路的调试。(2)单触发晶体管触发电路各点的电压波形的观察和记录。(3)单相半波整流电路的带电阻性负荷时的U d /U 2=f(

15、)特性的测定。(4)单相半波整流电路带电阻感应性负荷时的回流二极管作用的观察。五、思考题(1)单结晶体管的触发电路的振荡频率与电路中电容C1的数值有什么关系？a :在1梯形波的周期内，V6可能会多次导通、截止，但对晶闸管的触发是第一个输出脉冲起作用。 电容器C1的充电时间常数由等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电时间，以控制最初的尖峰脉冲的出现定时，实现脉冲的移相控制。六、实验方法(1)单触发晶体管触发电路的调试将DJK01电源控制面板的电源选择开关接通到“直流调速”侧，将输出线电压设为200V，将200V交流电压通过2根导线连接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，接通DJK03电源开关， 用跟踪示波器观察单线晶体管的触发，调节移相电位RP1，观察锯齿波的周期变化和输出脉冲波形的移相范围是否可以在30 170的范围内移动。(2)单相半波控制整流电路的电阻负载触发电路的调试正常