2022年电力电子技术实验教案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 课 程 教 案课程名称:电力电子技术试验任课老师:张振飞所属院部:电气与信息工程学院教学班级: 电气专 1201-1202、电气本 1105 教学时间:20222022学年其次学期湖 南 工 学 院名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 课程基本信息课程电力电子技术试验课程代码总计:学时名称学分讲课:学时类别必修课()选修课() 理论课() 试验课( )试验: 12 学时上机:学时任课张振飞职称高级试验师课程设计:周老师授课专业班级:电气专 1201-1202、电气本 1
2、105 共 3 个班对象1 课程性质、位置:本课程为试验课,是自动化、电子信息和电气本等电专业的专业基础课程试验课 程 简 介(不 超过 1000 字)2 课程目标、主要内容本课程的目标是提高同学在本课程领域的实践动手才能,在此基础上加深对理论课程的懂得;主要内容有:试验一、 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT 特性试验(专、本)试验二、锯齿波同步移相触发电路试验试验(本)试验三、三相沟通调压电路试验(本)试验四、直流斩波电路的性能争论(专、本)试验五、单相桥式半控整流电路试验(专、本)试验六、三相桥式全控整流及有源逆变电路试验(专、本)基本 教材 和主 要参 自编 考资 料名师归
3、纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湖南工学院教案用纸 p1试验一、 SCR、GTO 、MOSFET 、GTR、IGBT 特性试验(专、本)一、试验目的1 把握各种电力电子器件的工作特性;2 把握各器件对触发信号的要求;二、试验所需挂件及附件序号型号备注,1 DJK01 电源掌握屏该掌握屏包含“ 三相电源输出”“ 励磁电源” 等几个模块;2 DJK06 给定及试验器件该挂件包含“ 二极管” 以及“ 开关” ;3 DJK07 新器件特性试验4 DJK09 单相调压与可调负载5 万用表三、试验线路及原理将电力电子器件 包括 S
4、CR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT 五种 和负载电阻 R串联后接至直流电源的两端, 由 DJK06上的给定为新器件供应触发电压信号,给定电压从零开头调剂,直至器件触发导通,从而可测得在上述过程中器件的 V/A特性;图中的电阻 R用 DJK09 上的可调电阻负载,将两个 90 的电阻接成串联形式,最大可通过电流为 1.3A;直流电压和电流表可从 DJK01电源掌握屏上获得,五种电力电子器件均在 DJK07挂箱上;直流电源从电源掌握屏的输出接 DJK09上的单相调压器, 然后调压器输出接 DJK09上整流及滤波电路, 从而得到一个输出可以由调压器调剂的直流电压源;试验线路的具体接线如图
5、1-1 所示:图 1-1 新器件特性试验原理图名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湖南工学院教案用纸 p2四、试验内容 1 晶闸管( SCR)特性试验, 2 可关断晶闸管( GTO)特性试验;3 功率场效应管 (MOSFET)特性试验, 4 大功率晶体管 (GTR)特性试验;5 绝缘双极性晶体管( IGBT)特性试验;五、试验方法 1 按图 1-1 接线,第一将晶闸管( SCR)接入主电路,在试验开头时,将 侧,S2 拨到“ 给 DJK06上的给定电位器 RP1沿逆时针旋究竟, S1拨到“ 正给定”定” 侧,单相调压
6、器逆时针调究竟, DJK09上的可调电阻调到阻值为最大的位置;打开 DJK06的电源开关,按下掌握屏上的“ 启动” 按钮,然后缓慢调剂调压器,同时监视电压表的读数,当直流电压升到40V 时,停止调剂单相调压器 在以后的其他试验中,均不用调剂 ;调剂给定电位器 RP1,逐步增加给定电压,监视电压表、电流表的读数,当电压表指示接近零(表示管子完全导通),停止调剂,记录给定电压 Ug调剂过程中回路电流 Id 以及器件的管压降 Uv;Ug Id Uv 2 按下掌握屏的“ 停止” 按钮,将晶闸管换成可关断晶闸管(GTO),重复上述步骤,并记录数据;UgI dUv3 按下掌握屏的“ 停止” 按钮,换胜利率
7、场效应管(骤,并记录数据;UgI dUvMOSFET),重复上述步名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湖南工学院教案用纸 p34 按下掌握屏的“ 停止” 按钮,换成大功率晶体管(并记录数据;UgI dUvGTR),重复上述步骤,5 按下掌握屏的“ 停止” 按钮,换成绝缘双极性晶体管(IGBT),重复上述 步骤,并记录数据;UgI dUv六、试验报告 依据得到的数据,绘出各器件的输出特性;七、留意事项 1 为保证功率器件在试验过程中防止功率击穿,应保证管子的功率损耗 即功率器件的管压降与器件流过的电流乘积 小于 8W;
8、2 为使 GTR特性试验更典型,其电流掌握在 0.4A 以下;3 在本试验中, 完成的是关于器件的伏安特性的试验项目,老师可以依据 自己的实际需要调整试验项目,如可增加测量器件的导通时间等试验项目;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湖南工学院教案用纸 p4试验二、锯齿波同步移相触发电路试验试验(本)一、试验目的 1 加深懂得锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用; 2 把握锯齿波同步移相触发电路的调试方法;二、试验所需挂件及附件序号型号备注等1 DJK01 电源掌握屏该掌握屏包含 “ 三相电源输出”几个模块
9、;2 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含 “ 锯齿波同步移相触发电路” 等模块;3 双踪示波器三、试验线路及原理锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11 所示;锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相掌握、脉冲形成、脉冲放大等环节组成,其工作 原理可参见 1-3 节和电力电子技术教材中的相关内容;四、试验内容 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看和分析;五、试验方法 1 将DJK01电源掌握屏的电源挑选开关打到 “ 直流调速”侧, 使输出线电压为200V(不能打到“ 沟通调速” 侧工作,由于 220V 10%,而“ 沟通调速” 侧输出的线
10、电压为DJK03-1的正常工作电源电压为 240V;假如输入电压超出其标准工作范畴,挂件的使用寿命将削减,甚至会导致挂件的损坏;在“DZSZ-1型电机及自动掌握试验装置”上使用时, 通过操作掌握屏左侧的自藕调压器,将输出的线电压调到 220V左右,然后才能将电源接入挂件) ,用两根导线将 200V沟通电压接到DJK03-1的“ 外接 220V” 端,按下“ 启动” 按钮,打开 DJK03-1电源开关,这时挂件中全部的触发电路都开头工作, 用双踪示波器观看锯齿波同步触发电路各观名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湖南工
11、学院教案用纸 p5察孔的电压波形;同时观看同步电压和“1” 点的电压波形,明白“1” 点波形形成的缘由;观看“1” 、“2” 点的电压波形,明白锯齿波宽度和“1” 点电压波形的关系;调剂电位器 RP1,观测“2” 点锯齿波斜率的变化;观看“3” “ 6” 点电压波形和输出电压的波形,登记各波形的幅值与宽度,并比较“3” 点电压 U3 和“ 6” 点电压 U6 的对应关系;2 调剂触发脉冲的移相范畴将掌握电压 Uct 调至零 将电位器 RP2顺时针旋究竟 ,用示波器观看同步电压信号和“6” 点 U6的波形,调剂偏移电压 Ub 即调RP3电位器 ,使 =170 ,其波形如图 2-1 所示;图2-1
12、 锯齿波同步移相触发电路3 调剂 Uct(即电位器 RP2)使 =60 ,观看并记录 U1U6及输出 “ G、K”脉冲电压的波形, 标出其幅值与宽度, 并记录在下表中 可在示波器上直接读出,读数时应将示波器的“U1V/DIV” 和“t/DIV ” 微调旋钮旋到校准位置 ;U2U3U4U5U6幅值 V 宽度 ms 六、试验报告1 整理、描画试验中记录的各点波形,并标出其幅值和宽度;2 总结锯齿波同步移相触发电路移相范畴的调试方法,假如要求在 Uct =0的条件下,使 =90 ,如何调整 . 3 争论、分析试验中显现的各种现象;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页精选学
13、习资料 - - - - - - - - - 湖南工学院教案用纸 p6试验三、三相沟通调压电路试验(本)一、试验目的 1 明白三相沟通调压触发电路的工作原理; 2 加深懂得三相沟通调压电路的工作原理;3 明白三相沟通调压电路带不同负载时的工作特性;二、试验所需挂件及附件序号型号备注,“ 励1 DJK01 电源掌握屏该掌握屏包含“ 三相电源输出”磁电源” 等几个模块;2 DJK02 晶闸管主电路该挂件包含“ 触发电路”, “ 正桥功等3 DJK02-1 三相晶闸管触发电路放” ,“ 反桥功放”等几个模块;该挂件包含 “ 给定”以及“ 开关”4 DJK06 给定及试验器件模块;5 D42 三相可调电
14、阻6 双踪示波器7 万用表三、试验线路及原理沟通调压器应采纳宽脉冲或双窄脉冲进行触发;试验装置中使用双窄脉冲;试验线路如图 3-1 所示;图中晶闸管均在 DJK02上,用其正桥,将 其所用的沟通表均在 DJK01掌握屏的面板上;四、试验内容 1 三相沟通调压器触发电路的调试;2 三相沟通调压电路带电阻性负载;D42三相可调电阻接成三相负载,名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湖南工学院教案用纸 p7图 3-1 三相沟通调压试验线路图五、试验方法1DJK02和DJK02-1上的“ 触发电路” 调试打开 DJK01总电源
15、开关,操作“ 电源掌握屏” 上的“ 三相电网电压指示”开关,观看输入的三相电网电压是否平稳;将 DJK01“ 电源掌握屏” 上“ 调速电源挑选开关” 拨至“ 直流调速” 侧;用 10芯的扁平电缆,将DJK02的“ 三相同步信号输出” 端和 DJK02-1“ 三相同步信号输入” 端相连 , 打开 DJK02-1电源开关,拨动 关,使“ 窄” 的发光管亮;“ 触发脉冲指示” 钮子开观看 A、B、C三相的锯齿波, 并调剂 A、B、C三相锯齿波斜率调剂电位器 (在 各观测孔左侧),使三相锯齿波斜率尽可能一样;将 DJK06上的“ 给定” 输出 Ug直接与 DJK02-1上的移相掌握电压 Uct相接,将
16、 给定开关 S2拨到接位置置(即 Uct =0),调剂 DJK02-1上的偏移电压电位器,用双 踪示波器观看 A相同步电压信号和“ 双脉冲观看孔” VT1的输出波形,使 =180 ;适当增加给定 Ug的正电压输出,观测 DJK02-1上“ 脉冲观看孔” 的波形,此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲;将 DJK02-1面板上的 Ulf 端接地,用 20芯的扁平电缆,将 DJK02-1的“ 正桥 触发脉冲输出” 端和 DJK02“ 正桥触发脉冲输入” 端相连,并将 DJK02“ 正桥触发脉冲” 的六个开关拨至“ 通” ,观看正桥VT1 VT6晶闸管门极和阴极之间的触发名师归纳总结 - - - - - -
17、 -第 9 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湖南工学院教案用纸 p8脉冲是否正常;2 三相沟通调压器带电阻性负载使用正桥晶闸管 VT1VT6,按图 3-23 连成三相沟通调压主电路, 其触发脉冲己通过内部连线接好,只要将正桥脉冲的 6个开关拨至“ 接通” ,“Ulf ” 端接地即可;接上三相平稳电阻负载,接通电源,用示波器观看并记录 =30 、60 、90 、120 、150 时的输出电压波形,并记录相应的输出电压有效值,填入下表:306090120 150 U 六、试验报告1 整理并画出试验中记录的波形,作不同负载时的 2 争论、分析试验中显现的各种问题;U
18、=f 的曲线;名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湖南工学院教案用纸 p9试验四、直流斩波电路的性能争论(专、本)一、试验目的1熟识直流斩波电路的工作原理,2熟识各种直流斩波电路的组成及其工作特点,3明白 PWM 掌握与驱动电路的原理及其常用的集成芯片;二、试验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源掌握屏该 掌握屏包含“ 三相 电源输出” ,“ 励磁电源” 等几个模块;2 DJK09 单相调压与可调负载3 DJK20 直流斩波电路自备4 D42 三相可调电阻5 慢扫描示波器6 万用表自备三、试验线路及原理1
19、、主电路 、降压斩波电路 Buck Chopper 降压斩波电路 Buck Chopper的原理图及工作波形如图 4-1 所示;图中 V 为 全控型器件,选用 IGBT ;D 为续流二极管; 由图 3-27b 中 V 的栅极电压波形 UGE可知,当 V 处于通态时,电源Ui 向负载供电, UD=Ui;当 V 处于断态时,负载电流经二极管 D 续流,电压 UD近似为零,至一个周期 T 终止,再驱动 V 导通,重复上一周期的过程;负载电压的平均值为:UotontontoffUitonUiaUiT式中 ton为 V 处于通态的时间, toff 为 V 处于断态的时间, T 为开关周期,为导通占空比,
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- 2022 电力 电子技术 实验 教案
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