电力电子术实验.pptx

1/98序号序号实实 验验 项项 目目学时学时类类 型型性性 质质1SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验2验证验证必做必做2 2三相桥式全控整流三相桥式全控整流及有源逆变电路实验及有源逆变电路实验4 4综合综合必做必做3 3直流斩波电路原理实验直流斩波电路原理实验2 2验证验证必做必做4 4单相交流调压电路实验单相交流调压电路实验2 2验证验证必做必做第1页/共98页2/98SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验三相桥式全控整流及有源逆变电路实验直流斩波电路原理实验单相交流调压电路实验第2页/共98页3/98一、实验目的二、实验电路四、实验原理三、实验器件五、实验内容八、实验参考数据六、实验报告要求七、实验过程照片或录像十、实验常见故障及解决措施九、实验注意事项第3页/共98页4/98一、实验目的一、实验目的1 1、掌握各种电力电子器件的工作特性。、掌握各种电力电子器件的工作特性。2 2、掌握各器件对触发信号的要求。、掌握各器件对触发信号的要求。SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验第4页/共98页5/98二、实验电路二、实验电路图1 新器件特性实验原理图 SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第5页/共98页6/98三、实验器件三、实验器件1 1、DJK01 DJK01 电源控制屏电源控制屏 2 2、DJK04 DJK04 电机调速控制实验挂件电机调速控制实验挂件3 3、DJK07 DJK07 新器件特性实验挂件新器件特性实验挂件4 4、BX7D-2/5BX7D-2/5型滑线变阻器型滑线变阻器5 5、万用表、万用表 SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第6页/共98页7/98四、实验原理四、实验原理 将电力电子器件和负载电阻将电力电子器件和负载电阻R R串联后接至直流电源串联后接至直流电源的两端，由的两端，由DJK04DJK04上的给定为新器件提供触发信号，使上的给定为新器件提供触发信号，使器件触发导通。图中的电阻器件触发导通。图中的电阻R R用用BX7D-2/5BX7D-2/5型滑线变阻器，型滑线变阻器，接成并联形式（接成并联形式（1.3A1.3A，500500 ），直流电压和电流表），直流电压和电流表可从可从DJK01DJK01电源控制屏上获得，电力电子器件在电源控制屏上获得，电力电子器件在DJK07DJK07挂箱上，直流电源从电源控制屏的励磁电源取得。挂箱上，直流电源从电源控制屏的励磁电源取得。 SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第7页/共98页8/98五、实验内容五、实验内容1 1、晶闸管（、晶闸管（SCRSCR）特性实验）特性实验 按图按图1 1接线，将晶闸管（接线，将晶闸管（SCRSCR）接入电路，在实验）接入电路，在实验开始时，将给定电位器沿逆时针旋到底，负载电阻开始时，将给定电位器沿逆时针旋到底，负载电阻R R调至最大阻值位置，关闭励磁电压。按下调至最大阻值位置，关闭励磁电压。按下“启动启动”按按钮，打开钮，打开DJK04DJK04的开关，然后打开励磁开关，缓慢调节的开关，然后打开励磁开关，缓慢调节给定输出，同时监视电压表、电流表的读数，使之指给定输出，同时监视电压表、电流表的读数，使之指示接近零（表示管子完全导通），记录给定电压示接近零（表示管子完全导通），记录给定电压UgUg、回路电流回路电流IdId以及器件的管压降以及器件的管压降UvUv。UgIdUvSCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第8页/共98页9/982 2、可关断晶闸管（、可关断晶闸管（GTOGTO）特性实验）特性实验 将晶闸管换成可关断晶闸管（将晶闸管换成可关断晶闸管（GTOGTO），重复上述步骤，），重复上述步骤，并记录数据。并记录数据。五、实验内容五、实验内容UgIdUvSCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第9页/共98页10/983 3、功率场效应管（、功率场效应管（MOSFETMOSFET）特性实验）特性实验 换成功率场效应管（换成功率场效应管（MOSFETMOSFET），重复上述步骤，并），重复上述步骤，并记录数据。记录数据。五、实验内容五、实验内容UgIdUvSCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第10页/共98页11/984 4、大功率晶体管（、大功率晶体管（GTRGTR）特性实验）特性实验 换成大功率晶体管（换成大功率晶体管（GTRGTR），重复上述步骤，并记录），重复上述步骤，并记录数据。数据。 五、实验内容五、实验内容UgIdUvSCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第11页/共98页12/985 5、绝缘双极性晶体管（、绝缘双极性晶体管（IGBTIGBT）特性实验）特性实验 换成绝缘双极性晶体管（换成绝缘双极性晶体管（IGBTIGBT），重复上述步骤，并），重复上述步骤，并记录数据。记录数据。 五、实验内容五、实验内容UgIdUvSCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第12页/共98页13/98六、实验报告要求六、实验报告要求1. 1. 实验目的实验目的; ; 2 2实验原理实验原理; ; 3. 3. 实验器件实验器件; ; 4 4实验电路实验电路; ; 5 5实验内容及实验步骤实验内容及实验步骤; ;6 6整理实验数据，并把实测数据与理论计算值比较整理实验数据，并把实测数据与理论计算值比较 分析产生误差原因；分析产生误差原因；7 7根据得到的数据，绘出各器件的输出特性。根据得到的数据，绘出各器件的输出特性。8. 8. 实验总结。实验总结。SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第13页/共98页14/98七、实验过程照片或录像七、实验过程照片或录像SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第14页/共98页15/98八、实验参考数据八、实验参考数据1 1、晶闸管（、晶闸管（SCRSCR）特性实验）特性实验U Ug g(V)(V)00.500.781.002.20I Id d(A)(A)000.440.440.44U Uv v(V)(V) 230230000U Ug g(V)(V)01.00 3.663.803.96I Id d(A)(A)000.060.270.44U Uv v(V)(V) 2302302005002 2、可关断晶闸管（、可关断晶闸管（GTOGTO）特性实验）特性实验 SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第15页/共98页16/98八、实验参考数据八、实验参考数据3 3、功率场效应管（、功率场效应管（MOSFETMOSFET）特性实验）特性实验 U Ug g(V)(V)01.005.075.43 5.56I Id d(A)(A)000.060.35 0.43U Uv v(V)(V)230230200500U Ug g(V)(V)01.024.755.16 6.75I Id d(A)(A)000.220.44 0.44U Uv v(V)(V)230230100004 4、大功率晶体管（、大功率晶体管（GTRGTR）特性实验）特性实验SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第16页/共98页17/98八、实验参考数据八、实验参考数据5 5、绝缘双极性晶体管（、绝缘双极性晶体管（IGBTIGBT）特性实验）特性实验U Ug g(V)(V)00.600.610.661.22I Id d(A)(A)00.060.350.440.44U Uv v(V)(V) 2302005000SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第17页/共98页18/98九、实验注意事项九、实验注意事项 1、器件被触发导通的过程非常短暂，注意细心器件被触发导通的过程非常短暂，注意细心观察，详细记录。观察，详细记录。SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第18页/共98页19/98十、十、实验常见故障现象及解决措施实验常见故障现象及解决措施 1 1、挂件无电源，应查看挂件保险丝是否完好。、挂件无电源，应查看挂件保险丝是否完好。 SCRSCR、GTOGTO、MOSFETMOSFET、GTRGTR、IGBTIGBT特性实验特性实验第19页/共98页20/98一、实验目的二、实验电路四、实验原理三、实验器件五、实验内容八、实验参考数据六、实验报告要求七、实验过程录像三相桥式全控整流及有源逆变电路实验十、实验常见故障 现象及解决措施九、实验注意事项第20页/共98页21/981 1、加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的、加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的 工作原理。工作原理。2 2、了解、了解KCKC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。系列集成触发器的调整方法和各点的波形。3 3、研究三相桥式变流电路整流的全过程。、研究三相桥式变流电路整流的全过程。4 4、研究三相桥式变流电路逆变的全过程，掌握实现、研究三相桥式变流电路逆变的全过程，掌握实现 有源逆变的条件。有源逆变的条件。一、实验目的一、实验目的三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第21页/共98页22/98二、实验电路二、实验电路图1 三相桥式全控整流电路实验电路图三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第22页/共98页23/98二、实验电路二、实验电路图2 三相桥式全控整流电路带电动机负载实验电路图三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第23页/共98页24/98二、实验电路二、实验电路图3 三相桥式有源逆变电路实验电路图三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第24页/共98页25/98三、实验器件三、实验器件1 1、DJK01 DJK01 电源控制屏电源控制屏 2 2、DJK02 DJK02 三相变流桥路三相变流桥路3 3、DJKO6DJKO6挂件挂件( (给定、负载及吸收电路给定、负载及吸收电路) ) 4 4、DJK10 DJK10 变压器实验变压器实验 5 5、DJ13 DJ13 直流复励发电机直流复励发电机6 6、DJ15 DJ15 直流并励电动机直流并励电动机 7 7、BX7D-2/5BX7D-2/5型滑线变阻器型滑线变阻器8 8、双踪示波器、双踪示波器 9 9、万用表、万用表 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第25页/共98页26/98四、实验原理四、实验原理 实验电路如图实验电路如图1 1、图、图2 2、图、图3 3所示。主电路由三相全所示。主电路由三相全控整流电路控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成，三相全控整流电路实验电路原理图如图组成，三相全控整流电路实验电路原理图如图4 4所示。所示。三相桥式全控整流及有源逆变电路实验图4 三相全控整流电路实验电路原理图第26页/共98页27/98四、实验原理四、实验原理 三相三相全控整流电路所在挂件全控整流电路所在挂件DJK02的内部图片如图的内部图片如图5 5所示。所示。三相桥式全控整流及有源逆变电路实验图5 DJK02的内部图片第27页/共98页28/98四、实验原理四、实验原理 触发电路为触发电路为DJKO2DJKO2中的集成触发电路，由中的集成触发电路，由KCO4KCO4、KC4lKC4l、KC42KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后等集成芯片组成，可输出经高频调制后的的三相六路互差三相六路互差6060的双窄脉冲和三相六路后沿固的双窄脉冲和三相六路后沿固定、前沿可调的宽脉冲链，供触发晶闸管使用。定、前沿可调的宽脉冲链，供触发晶闸管使用。 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 实验电路图中的实验电路图中的R R用用BX7D-2/5BX7D-2/5型滑线变阻器，将型滑线变阻器，将其接成并联形式（其接成并联形式（1.3A1.3A，500500 ）；电感）；电感L Ld d在在DJK02DJK02面板上，选用面板上，选用700mH700mH，直流电压、电流表由，直流电压、电流表由DJK02DJK02获得。获得。 第28页/共98页29/98四、实验原理四、实验原理 在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10DJK10挂件挂件上。其中心式变压器用作升压变压器，逆变输出的电上。其中心式变压器用作升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端压接心式变压器的中压端AmAm、BmBm、Cm,Cm,返回电网的电压返回电网的电压从高压端从高压端A A、B B、C C输出。为了避免输出的逆变电压过高输出。为了避免输出的逆变电压过高而损坏心式变压器，故将变压器接成而损坏心式变压器，故将变压器接成Y/YY/Y接法。接法。三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第29页/共98页30/98五、实验内容五、实验内容1 1、DJK02DJK02上上“触发电路触发电路”的调试的调试 打开打开DJK01DJK01总电源开关，操作总电源开关，操作“电源控制屏电源控制屏”上的上的 “ “三相电网电压指示三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网开关，观察输入的三相电网 电压是否平衡。电压是否平衡。 将将DJK01“DJK01“电源控制屏电源控制屏”上上“调速电源选择开关调速电源选择开关” 拨至拨至“直流调速直流调速”侧。侧。 打开打开DJK02DJK02电源开关，拨动电源开关，拨动 “ “触发脉冲指示触发脉冲指示”钮钮 子开关，使子开关，使“窄窄”发光管亮。发光管亮。 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第30页/共98页31/98观察观察A A、B B、C C三相的锯齿波，并调节三相的锯齿波，并调节A A、B B、C C三相锯三相锯 齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相 锯齿波斜率尽可能一致。锯齿波斜率尽可能一致。 将将DJK06DJK06上的上的“给定给定”输出输出UgUg直接与直接与DJK02DJK02上的移相上的移相 控制电压控制电压UctUct相连，将给定开关相连，将给定开关S S2 2拨到接地位置（即拨到接地位置（即 Uct=0 Uct=0时），调节时），调节DJK02DJK02上的偏移电压电位器，用双上的偏移电压电位器，用双 踪示波器观察踪示波器观察A A相锯齿波和相锯齿波和“双脉冲观察孔双脉冲观察孔” ” VTVT1 1的的 输出波形，使输出波形，使=150=150。五、实验内容五、实验内容三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第31页/共98页32/98适当增加给定适当增加给定UgUg的正电压输出，观测的正电压输出，观测DJK02DJK02上上“触发触发 脉冲观察孔脉冲观察孔”的波形，此时应观测到双窄脉冲。的波形，此时应观测到双窄脉冲。将将DJK02DJK02面板上的面板上的U Ulflf端接地，将端接地，将“正桥触发脉冲正桥触发脉冲”的的 六个开关拨至六个开关拨至“通通”，观察正桥，观察正桥VT1VT1VT6VT6晶闸管门晶闸管门 极和阴极之间的触发脉冲是否正常。极和阴极之间的触发脉冲是否正常。 五、实验内容五、实验内容三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第32页/共98页33/982 2、三相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路 (1)(1)带电阻负载带电阻负载 按图按图1 1接线，将接线，将DJK06DJK06上的上的 “ “给定给定”输出调到零输出调到零( (逆时逆时针旋到底针旋到底) )，使滑线变阻器放在最大阻值处，不串电感，按，使滑线变阻器放在最大阻值处，不串电感，按下下“启动启动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使角在角在0 0120120范围内调节，同时，根据需要不断调整负范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻载电阻R,R,使得负载电流使得负载电流I Id d保持在保持在0.6A0.6A左右左右( (注意注意I Id d不得超过不得超过0.65A)0.65A)。 五、实验内容五、实验内容三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第33页/共98页34/98 用示波器观察并记录用示波器观察并记录=0=0、3030、60 60 、 9090时的整时的整流电压流电压U Ud d和晶闸管两端电压和晶闸管两端电压U Uvtvt的波形，并记录相应的的波形，并记录相应的U Ud d数值数值于表中。于表中。计算公式计算公式: Ud=2.34U2cos (060O) Ud=2.34U21+cos(a+/3) (60o120o)五、实验内容五、实验内容0 0303060609090U U2 2U Ud d( (记录值记录值) )U Ud/d/U U2 2U Ud d( (计算值计算值) )三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第34页/共98页35/98(2)(2)带阻感负载带阻感负载 按图按图1 1接线，将接线，将DJK06DJK06上的上的 “ “给定给定”输出调到零，输出调到零，使滑线变阻器放在最大阻值处，串入电感，按下使滑线变阻器放在最大阻值处，串入电感，按下“启启动动”按钮，调节给定电位器，使按钮，调节给定电位器，使角在角在0 09090范范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻R,R,使使得负载电流得负载电流I Id d保持保持0.6A0.6A左右左右( (注意注意I Id d不得超过不得超过0.65A)0.65A)。 五、实验内容五、实验内容三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第35页/共98页36/98 用示波器观察并记录用示波器观察并记录=0、30、60 、 90时的整流时的整流 电压电压U Ud d和晶闸管两端电压和晶闸管两端电压U Uvtvt的波形，并记录相应的的波形，并记录相应的U Ud d数值数值 于表中。于表中。计算公式计算公式: Ud=2.34U2cos 五、实验内容五、实验内容0 0303060609090U U2 2U Ud d( (记录值记录值) )U Ud/d/U U2 2U Ud d( (计算值计算值) )三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第36页/共98页37/98(3)(3)带电动机负载带电动机负载 按图按图2 2接线，将接线，将DJK06DJK06上的上的 “ “给定给定”输出调到零，输出调到零，按下按下“启动启动”按钮，打开电动机、发电机的励磁电源，按钮，打开电动机、发电机的励磁电源，调节给定电位器，使调节给定电位器，使角在角在0 09090范围内调节，同范围内调节，同时，观察灯泡的明暗变化。时，观察灯泡的明暗变化。 五、实验内容五、实验内容三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第37页/共98页38/983 3、三相桥式有源逆变电路、三相桥式有源逆变电路 按图按图3 3接线，将接线，将DJK06DJK06上的上的 “ “给定给定”输出调到零输出调到零( (逆逆时针旋到底时针旋到底) )，使滑线变阻器放在最大阻值处，按下，使滑线变阻器放在最大阻值处，按下“启启动动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使角在角在30309090范围内调节，同时，根据需要不断调整负载范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻电阻R,R,使得电流使得电流IdId保持保持0.6A0.6A左右左右( (注意注意IdId不得超过不得超过0.65A)0.65A)。用示波器观察并记录用示波器观察并记录=30=30、6060、9090时的电压时的电压U Ud d和和晶闸管两端电压晶闸管两端电压U UVTVT的波形，并记录相应的的波形，并记录相应的U Ud d数值于表中。数值于表中。五、实验内容五、实验内容三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第38页/共98页39/98 计算公式计算公式: Ud=2.34U2cos(180O-)五、实验内容五、实验内容三相桥式全控整流及有源逆变电路实验303060609090U U2 2U Ud d( (记录值记录值) )U Ud/d/U U2 2U Ud d( (计算值计算值) )第39页/共98页40/984 4、故障现象的模拟、故障现象的模拟 当当=60=60时，将触发脉冲钮子开关拨向时，将触发脉冲钮子开关拨向“断开断开”位置，位置，模拟晶闸管失去触发脉冲时的故障，观察并记录这时的模拟晶闸管失去触发脉冲时的故障，观察并记录这时的U Ud d、U UVTVT波形的变化情况。波形的变化情况。五、实验内容五、实验内容三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第40页/共98页41/98六、实验报告要求六、实验报告要求1. 1. 实验目的实验目的; ; 2 2实验原理实验原理; ; 3. 3. 实验器件实验器件; ; 4 4实验电路实验电路; ; 5 5实验内容及实验步骤实验内容及实验步骤; ;6 6整理实验数据，并把实测数据与理论计算值比较整理实验数据，并把实测数据与理论计算值比较 分析产生误差原因；分析产生误差原因；7 7(1)(1)画出电路的移相特性画出电路的移相特性U Ud d =f() =f()。 (2) (2)画出触发电路的传输特性画出触发电路的传输特性 =f(U =f(Uctct) )。 (3) (3)画出电阻负载和阻感负载画出电阻负载和阻感负载=30=30、6060、9090时的时的 整流电压整流电压U Ud d和晶闸管两端电压和晶闸管两端电压U UVTVT的波形。的波形。 (4)(4)画出画出=30=30、6060、9090时的电压时的电压U Ud d和晶闸管两端和晶闸管两端 电压电压U UVTVT的波形。的波形。 (5) (5)简单分析模拟的故障现象。简单分析模拟的故障现象。8. 8. 实验总结。实验总结。 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第41页/共98页42/98七、实验过程录像七、实验过程录像三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第42页/共98页43/98八、实验参考数据八、实验参考数据0 0303060609090U U2 2127127127127U Ud d( (记录值记录值) )29725815040U Ud/d/U U2 22.242.031.170.31U Ud d( (计算值计算值) )29525714940三相桥式全控整流及有源逆变电路实验三相桥式全控整流电路带电阻负载不同三相桥式全控整流电路带电阻负载不同下下U Ud d的数值：的数值：第43页/共98页44/98三相桥式全控整流电路带电阻负载a a=0=0 时的波形 八、实验参考数据八、实验参考数据三相桥式全控整流及有源逆变电路实验u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubt1OtOtOtOta= 0iVT1uVT1第44页/共98页45/98三相桥式全控整流电路带电阻负载a a=30=30 时的波形 ud1ud2a= 30iaOtOtOtOtuduabuacuaubuct1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1八、实验参考数据八、实验参考数据三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第45页/共98页46/98三相桥式全控整流电路带电阻负载a a=60=60 时的波形 a= 60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtt1OtOtuVT1八、实验参考数据八、实验参考数据三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第46页/共98页47/98三相桥式全控整流电路带电阻负载a a=90=90 时的波形ud1ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1八、实验参考数据八、实验参考数据三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第47页/共98页48/98八、实验参考数据八、实验参考数据0 0303060609090U U2 2127127127127U Ud d( (记录值记录值) )2972581500U Ud/d/U U2 22.242.031.170U Ud d( (计算值计算值) )2952571490三相桥式全控整流及有源逆变电路实验三相桥式全控整流电路带阻感负载不同三相桥式全控整流电路带阻感负载不同下下U Ud d的数值：的数值：第48页/共98页49/98三相桥式全控整流电路带阻感负载a a=90=90 时的波形八、实验参考数据八、实验参考数据三相桥式全控整流及有源逆变电路实验a= 90ud1ud2uacubcubaucaucbuabuacuabuduacuabuactOtOtOubucuat1uVT1第49页/共98页50/98八、实验参考数据八、实验参考数据303060609090U U2 2127127127U Ud d( (记录值记录值) )-257-1480U Ud/d/U U2 22.031.170U Ud d( (计算值计算值) )-257-1490三相桥式全控整流及有源逆变电路实验三相桥式有源逆变电路不同三相桥式有源逆变电路不同下下U Ud d的数值：的数值：第50页/共98页51/98九、实验注意事项九、实验注意事项 1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。察到两个信号，而不发生意外。三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第51页/共98页52/98九、实验注意事项九、实验注意事项 2 2、在本实验中，触发脉冲是从外部接入、在本实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2DJKO2面板面板上晶闸管的门极和阴极，此时上晶闸管的门极和阴极，此时, ,应将所用晶闸管对应的应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断断”的位置，的位置，并将并将U Ulflf及及U Ulrlr悬空，避免误触发。悬空，避免误触发。 3 3、为了防止过流，启动时将负载电阻、为了防止过流，启动时将负载电阻R R调至最大阻调至最大阻值位置。值位置。电阻调节要缓慢进行，以防止主电路电流过大，电阻调节要缓慢进行，以防止主电路电流过大，损坏晶闸管。损坏晶闸管。 4 4、三相不控整流桥的输入端可加接三相自耦调压器，、三相不控整流桥的输入端可加接三相自耦调压器，以降低逆变用直流电源的电压值。以降低逆变用直流电源的电压值。三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第52页/共98页53/98九、实验注意事项九、实验注意事项 5 5、触发脉冲观察孔从、触发脉冲观察孔从VT1VT1到到VT6VT6共六路触发脉冲观察孔，共六路触发脉冲观察孔，可观测到相位逐个相差可观测到相位逐个相差6060o o的窄脉冲或宽脉冲。要注意的的窄脉冲或宽脉冲。要注意的是：在观测孔处只能接示波器作观测用，不能用作脉冲输是：在观测孔处只能接示波器作观测用，不能用作脉冲输出。出。 6 6、为防止逆变颠覆，逆变角必须安置在、为防止逆变颠覆，逆变角必须安置在9090o o3030o o范围内。即范围内。即UctUct0 0时，时，3030o o, ,调整调整UctUct时，用直流电压时，用直流电压表监视逆变电压，待逆变电压接近零时，必须缓慢操作。表监视逆变电压，待逆变电压接近零时，必须缓慢操作。 7 7、在实验过程中调节、在实验过程中调节，必须监视主电路电流，防止，必须监视主电路电流，防止的变化引起主电路出现过大的电流。的变化引起主电路出现过大的电流。三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第53页/共98页54/98十、十、实验常见故障现象及解决措施实验常见故障现象及解决措施 1 1、有时会发现脉冲的相位只能移动、有时会发现脉冲的相位只能移动120120左右左右就消失了，这是因为就消失了，这是因为A A、C C两相的相位接反了，这对两相的相位接反了，这对整流状态无影响。但在逆变时，由于调节范围只能整流状态无影响。但在逆变时，由于调节范围只能到到120120，使实验效果不明显，用户可自行将四芯，使实验效果不明显，用户可自行将四芯插头内的插头内的A A、C C相两相的导线对调，就能保证有足够相两相的导线对调，就能保证有足够的移相范围。的移相范围。 2 2、如果输出的整流电压波形有波形缺失的情况，、如果输出的整流电压波形有波形缺失的情况，多数是因为保护晶闸管的保险丝被熔断所导致的，多数是因为保护晶闸管的保险丝被熔断所导致的，更换保险丝即可。更换保险丝即可。 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第54页/共98页55/98十、十、实验常见故障现象及解决措施实验常见故障现象及解决措施 3 3、电机启动前，应先加上电动机的励磁，才、电机启动前，应先加上电动机的励磁，才能使电机启动。在启动前必须将移相控制电压调到能使电机启动。在启动前必须将移相控制电压调到零，使整流输出电压为零，这时才可以逐渐加大给零，使整流输出电压为零，这时才可以逐渐加大给定电压，不能突加给定，否则会引起过大的启动电定电压，不能突加给定，否则会引起过大的启动电流，使过流保护动作，告警，跳闸。流，使过流保护动作，告警，跳闸。 4 4、通电实验时，可先用电阻作为整流桥的负、通电实验时，可先用电阻作为整流桥的负载，待确定电路能正常工作后，再换成电动机作为载，待确定电路能正常工作后，再换成电动机作为负载。负载。三相桥式全控整流及有源逆变电路实验第55页/共98页56/98一、实验目的二、实验电路四、实验原理三、实验器件五、实验内容八、实验参考数据六、实验报告要求七、实验过程录像直流斩波电路原理实验十、实验常见故障 现象及解决措施九、实验注意事项第56页/共98页57/98一、实验目的一、实验目的直流斩波电路原理实验1 1、加深理解降压斩波器电路的工作原理。、加深理解降压斩波器电路的工作原理。2 2、掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法。、掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法。3 3、熟悉降压斩波器电路各点的电压波形。、熟悉降压斩波器电路各点的电压波形。第57页/共98页58/98二、实验电路二、实验电路图1 斩波主电路原理图直流斩波电路原理实验第58页/共98页59/98二、实验电路二、实验电路图2 直流斩波器实验线路图 直流斩波电路原理实验第59页/共98页60/98二、实验电路二、实验电路图3 直流斩波器触发电路原理图 直流斩波电路原理实验第60页/共98页61/98三、实验器件三、实验器件1 1、DJK01 DJK01 电源控制屏电源控制屏 2 2、DJK04 DJK04 电机调速控制实验挂件电机调速控制实验挂件3 3、DJK05 DJK05 直流斩波触发电路直流斩波触发电路4 4、BX7D-2/5BX7D-2/5型滑线变阻器型滑线变阻器5 5、双踪示波器、双踪示波器 6 6、万用表、万用表 直流斩波电路原理实验第61页/共98页62/98四、实验原理四、实验原理 1 1、斩波器工作原理、斩波器工作原理 本实验采用脉宽可调的晶闸管斩波器，主电路如图本实验采用脉宽可调的晶闸管斩波器，主电路如图1 1所示。其中所示。其中VTVT1 1为主晶闸管，为主晶闸管，VTVT2 2为辅助晶闸管为辅助晶闸管, C, C和和L L1 1构构成振荡电路成振荡电路, ,它们与它们与VDVD2 2、VDVD1 1、L L2 2组成组成VTVT1 1的换流关断电路。的换流关断电路。当接通电源时，当接通电源时，C C经经L L1 1、VDVD1 1、L L2 2及负载充电至及负载充电至+U+Ud0d0，此时，此时VTVT1 1、VTVT2 2均不导通，当主脉冲到来时，均不导通，当主脉冲到来时，VTVT1 1导通，电源电导通，电源电压将通过该晶闸管加到负载上。压将通过该晶闸管加到负载上。直流斩波电路原理实验第62页/共98页63/98四、实验原理四、实验原理 当辅助脉冲到来时，当辅助脉冲到来时，VTVT2 2导通，导通，C C通过通过VTVT2 2、L L1 1放电，放电，然后反向充电，其电容的极性从然后反向充电，其电容的极性从+U+Ud0d0变为变为-U-Ud0d0，当充电，当充电电流下降到零时，电流下降到零时，VTVT2 2自行关断，此时自行关断，此时VTVT1 1继续导通。继续导通。 VTVT2 2关断后，电容关断后，电容C C通过通过VDVD1 1及及VTVT1 1反向放电，流过反向放电，流过VTVT1 1的电的电流开始减小，当流过流开始减小，当流过VTVT1 1的反向放电电流与负载电流相同的反向放电电流与负载电流相同的时候，的时候，VTVT1 1关断；关断；直流斩波电路原理实验第63页/共98页64/98四、实验原理四、实验原理 此时，电容此时，电容C C继续通过继续通过VDVD1 1、L L2 2、VDVD2 2放电，然后经放电，然后经L L1 1、VDVD1 1、L L2 2及负载充电至及负载充电至+U+Ud0d0，电源停止输出电流，等待下，电源停止输出电流，等待下一个周期的触发脉冲到来。一个周期的触发脉冲到来。VDVD3 3为续流二极管，为反电动为续流二极管，为反电动势负载提供放电回路。势负载提供放电回路。 从以上斩波器工作过程可知，控制从以上斩波器工作过程可知，控制VTVT2 2脉冲出现的时脉冲出现的时刻即可调节输出电压的脉宽刻即可调节输出电压的脉宽, , 从而可达到调节输出直流从而可达到调节输出直流电压的目的。电压的目的。直流斩波电路原理实验第64页/共98页65/98四、实验原理四、实验原理 直流斩波电路原理实验 2 2、触发电路工作原理、触发电路工作原理 斩波器触发电路原理图如图斩波器触发电路原理图如图3 3所示所示, ,由三部分组成：由三部分组成：由幅值比较电路和积分电路组成一个频率和幅值均可调由幅值比较电路和积分电路组成一个频率和幅值均可调的锯齿波发生器部分；比较器部分；比较器产生的方波的锯齿波发生器部分；比较器部分；比较器产生的方波送到送到40984098双单稳电路，单稳电路则在方波的前沿和后沿双单稳电路，单稳电路则在方波的前沿和后沿分别产生两个脉冲，将上述两脉冲分别送至主晶闸管及分别产生两个脉冲，将上述两脉冲分别送至主晶闸管及辅助晶闸管，其中方波前沿脉冲触发辅助晶闸管，其中方波前沿脉