电力电子技术实验教案.pdf

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1、 课 程 教 案 课程名称：电力电子技术实验 任课教师：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：20132014 学年第二学期 湖 南 工 学 院 课程基本信息 课程 名称 电力电子技术实验 课程代码 总计：学时 讲课：学时 实验：12 学时上机：学时 课程设计：周 学 分 类别 必修课（）选修课（）理论课（）实验课（）任课 教师 张振飞 职称 高级实验师 授课 对象 专业班级：电气专 1201-1202、电气本 1105 共 3 个班 课 程 简 介 （不超过1000字）(1)课程性质、地位：本课程为实验课，是自动化、电子信息和

2、电气本等电专业的专业基础课程实验(2)课程目标、主要内容 本课程的目标是提高学生在本课程领域的实践动手能力，在此基础上加深对理论课程的理解。主要内容有：实验一、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT 特性实验（专、本）实验二、锯齿波同步移相触发电路实验实验（本）实验三、三相交流调压电路实验（本）实验四、直流斩波电路的性能研究（专、本）实验五、单相桥式半控整流电路实验（专、本）实验六、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验（专、本）基本 教材 和主 要参 考资 料 自编 湖南工学院教案用纸 p1 实验一、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT 特性实验（专、本）一、实验目的(1)掌握

3、各种电力电子器件的工作特性。(2)掌握各器件对触发信号的要求。二、实验所需挂件及附件 序号 型 号 备 注 1 DJK01 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2 DJK06 给定及实验器件 该挂件包含“二极管”以及“开关”。3 DJK07 新器件特性实验 4 DJK09 单相调压与可调负载 5 万用表 三、实验线路及原理 将电力电子器件(包括 SCR、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 上的给定为新器件提供触发电压信号，给定电压从零开始调节，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

4、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 电源控制屏上获得，五种电力电子器件均在 DJK07 挂箱上；直流电源从电源控制屏的输出接 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节的直流电压源。实验线路的具体接线如图 1-1 所示：图 1-1 新器件特性实验原理图 湖南工学院教案用纸 p2 四、实验内容(1)晶闸管（SCR）特性实验，(2)可关断晶闸管（GTO）特性实验。(3)功率场效应管（MOSFET）特性实验，(4)大功率晶体管

5、（GTR）特性实验。(5)绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。五、实验方法(1)按图 1-1 接线，首先将晶闸管（SCR）接入主电路，在实验开始时，将DJK06 上的给定电位器 RP1 沿逆时针旋到底，S1 拨到“正给定”侧，S2 拨到“给定”侧，单相调压器逆时针调到底，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，按下控制屏上的“启动”按钮，然后缓慢调节调压器，同时监视电压表的读数，当直流电压升到 40V 时，停止调节单相调压器(在以后的其他实验中，均不用调节)；调节给定电位器 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

6、全导通），停止调节，记录给定电压 Ug 调节过程中回路电流 Id 以及器件的管压降 Uv。Ug Id Uv (2)按下控制屏的“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。Ug Id Uv (3)按下控制屏的“停止”按钮，换成功率场效应管（MOSFET），重复上述步骤，并记录数据。Ug Id Uv 湖南工学院教案用纸 p3(4)按下控制屏的“停止”按钮，换成大功率晶体管（GTR），重复上述步骤，并记录数据。Ug Id Uv (5)按下控制屏的“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。Ug Id Uv 六、实验报告 根据得到的数据，绘

7、出各器件的输出特性。七、注意事项(1)为保证功率器件在实验过程中避免功率击穿，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。(2)为使 GTR 特性实验更典型，其电流控制在0.4A以下。(3)在本实验中，完成的是关于器件的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，如可增加测量器件的导通时间等实验项目。湖南工学院教案用纸 p4 实验二、锯齿波同步移相触发电路实验实验（本）一、实验目的 (1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。(2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。二、实验所需挂件及附件 序号 型 号 备 注 1 DJK01

8、电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。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、实验线路及原理 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、移相控制、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、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和分析。五、实验方法(1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1

9、的正常工作电源电压为220V10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制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交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观 湖南工学院教案用纸 p5 察孔的电压波形。同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。观察“1

10、”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电 压波形的关系。调节电位器 RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。观察“3”“6”点电压波形和输出电压的波形，记下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)调节触发脉冲的移相范围 将控制电压Uct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，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RP3电位器)，使=170，其波形如图2-1所示。图2-1锯齿波同步移相触发电路 (3)调节Uct（即电位器RP2）使=60，观察并记录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

11、(可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置)。U1 U2 U3 U4 U5 U6 幅值(V)宽度(ms)六、实验报告(1)整理、描绘实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围的调试方法，如果要求在Uct=0的条件下，使=90，如何调整?(3)讨论、分析实验中出现的各种现象。湖南工学院教案用纸 p6 实验三、三相交流调压电路实验（本）一、实验目的(1)了解三相交流调压触发电路的工作原理。(2)加深理解三相交流调压电路的工作原理。(3)了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。二、实验所需挂件及附件 序号

12、型 号 备 注 1 DJK01 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2 DJK02 晶闸管主电路 3 DJK02-1 三相晶闸管触发电路 该挂件包含“触发电路”,“正桥功放”，“反桥功放”等几个模块。4 DJK06 给定及实验器件 该挂件包含“给定”以及“开关”等模块。5 D42 三相可调电阻 6 双踪示波器 7 万用表 三、实验线路及原理 交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。实验装置中使用双窄脉冲。实验线路如图 3-1 所示。图中晶闸管均在 DJK02 上，用其正桥，将 D42 三相可调电阻接成三相负载，其所用的交流表均在 DJK01 控制屏的面板上。四、

13、实验内容(1)三相交流调压器触发电路的调试。(2)三相交流调压电路带电阻性负载。湖南工学院教案用纸 p7 图 3-1 三相交流调压实验线路图 五、实验方法(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试 打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”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“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B

14、、C三相锯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。将DJK06上的“给定”输出Ug直接与DJK02-1上的移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地位置（即Uct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔”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“脉冲观察孔”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

15、拨至“通”，观察正桥VT1VT6晶闸管门极和阴极之间的触发 湖南工学院教案用纸 p8 脉冲是否正常。(2)三相交流调压器带电阻性负载 使用正桥晶闸管 VT1VT6，按图3-23 连成三相交流调压主电路，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。接上三相平衡电阻负载，接通电源，用示波器观察并记录=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:30 60 90 120 150 U 六、实验报告(1)整理并画出实验中记录的波形，作不同负载时的U=f()的曲线。(2)讨论、分析实验中出现的各种问题。湖南工学院教案

16、用纸 p9 实验四、直流斩波电路的性能研究（专、本）一、实验目的(1)熟悉直流斩波电路的工作原理，(2)熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点，(3)了解 PWM 控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。二、实验所需挂件及附件 序号 型 号 备 注 1 DJK01 电源控制屏 该控制屏包含“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 4 D42 三相可调电阻 5 慢扫描示波器 自备 6 万用表 自备 三、实验线路及原理 1、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

17、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 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 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，简称占空比或导通比(=ton/T)。由此可知，输出到负载的电压平均值 UO最大为 Ui，若减小占空比，则 UO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

18、。iionioffononoaUUTtUtttU 湖南工学院教案用纸 p10 VDLCUo-+-+UEGCRi11UD+-(a)电路图 (b)波形图 图 4-1 降压斩波电路的原理图及波形、升压斩波电路(Boost Chopper)升压斩波电路(Boost Chopper)的原理图及工作波形如图 4-2 所示。电路也使用一个全控型器件 V。由图 3-28b 中 V 的栅极电压波形 UGE可知，当 V 处于通态时，电源 Ui向电感 L1充电，充电电流基本恒定为 I1,同时电容 C1上的电压向负载供电，因 C1值很大，基本保持输出电压 UO为恒值。设 V 处于通态的时间为 ton，此阶段电感 L1

19、上积蓄的能量为 UiI1ton。当 V 处于断态时 Ui和 L1共同向电容 C1充电，并向负载提供能量。设 V 处于断态的时间为 toff，则在此期间电感L1释放的能量为(UO-Ui)I1ton。当电路工作于稳态时，一个周期 T 内电感 L1积蓄的能量与释放的能量相等，即：UiI1ton=(UO-Ui)I1toff 上式中的 T/toff1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。VDLCUo-+-+EGCUi11RI1+-UD(a)电路图 UGEUDtttUOtontoffTUiioffioffoffonoUtTUtttU 湖南工学院教案用纸 p11 (b)波形图 图 4-2 升压斩

20、波电路的原理图及波形、升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)的原理图及工作波形如图 4-3 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 Ui经 V 向电感 L1供电使其贮存能量，同时 C1维持输出电压 UO基本恒定并向负载供电。此后，V 关断，电感 L1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01/2 时为降压，当 1/21 时为升压。VDLC-+UEGCi11Uo+-RUD+-(a)电路图 UGEUD

21、tttUO(b)波形图 图 4-3 升降压斩波电路的原理图及波形 U GE U D t t t U O iiononioffonoUaaUtTtUttU1 湖南工学院教案用纸 p12、Cuk 斩波电路 Cuk 斩波电路的原理图如图 4-4 所示。电路的基本工作原理是：当可控开关V 处于通态时，UiL1V 回路和负载 RL2C2V 回路分别流过电流。当 V处于断态时，UiL1C2D 回路和负载 RL2D 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01/2 时为降压，当 1/21 时为升压。VDLC-+UEGLC

22、CUo+-Ri1221 图 4-4 Cuk 斩波电路原理图、Sepic 斩波电路 Sepic 斩波电路的原理图如图 3-31 所示。电路的基本工作原理是：可控开关V 处于通态时，UiL1V 回路和 C2VL2回路同时导电，L1和 L2贮能。当V 处于断态时，UiL1C2DR 回路及 L2DR 回路同时导电，此阶段 Ui和 L1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01/2 时为降压，当 1/21 时为升压。VDLC-+UEGLCCUo-+Ri1221 图 4-4 Sepic

23、斩波电路原理图 iiononioffonoUaaUtTtUttU1iiononioffonoUaaUtTtUttU1 湖南工学院教案用纸 p13、Zeta 斩波电路 Zeta 斩波电路的原理图如图 4-5 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 Ui经开关 V 向电感 L1贮能。当 V 处于断态后，L1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，L1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：ioUaaU1 VDLC-+UEGLCCUo-+Ri1212 图 4-5 Zeta 斩波电路原理图 若改变导通比，则

24、输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当01/2 时为降压，当 1/21 时为升压。2、控制与驱动电路 控制电路以 SG3525 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，其内部电路结构及各引脚功能如图 4-6 所示，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、分频器和保护电路等。调节 Ur 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。详细的工作原理与性能指标可参阅相关的资料。图 4-6 SG

25、3525 芯片的内部结构与所需的外部组件 湖南工学院教案用纸 p14 四、实验内容（1）控制与驱动电路的测试（2）六种直流斩波器的测试 五、实验方法 1、控制与驱动电路的测试(1)启动实验装置电源，开启 DJK20 控制电路电源开关。(2)调节 PWM 脉宽调节电位器改变 Ur，用双踪示波器分别观测 SG3525 的第11 脚与第 14 脚的波形，观测输出 PWM 信号的变化情况，并填入下表。Ur(V)1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5 11(A)占空比(%)14(B)占空比(%)PWM 占空比(%)(3)用示波器分别观测 A、B 和 PWM 信号的波形，记录其波形、频率和

26、幅值，并填入下表。观测点 A(11 脚)B(14 脚)PWM 波形类型 幅值 A(V)频率 f(Hz)(4)用双踪示波器的两个探头同时观测 11 脚和 14 脚的输出波形，调节 PWM脉宽调节电位器，观测两路输出的 PWM 信号，测出两路信号的相位差，并测出两路 PWM 信号之间最小的“死区”时间。2、直流斩波器的测试(使用一个探头观测波形)斩波电路的输入直流电压 Ui由三相调压器输出的单相交流电经 DJK20 挂箱上的单相桥式整流及电容滤波后得到。接通交流电源，观测 Ui波形，记录其平均值(注：本装置限定直流输出最大值为 50V，输入交流电压的大小由调压器调节输出)。湖南工学院教案用纸 p1

27、5 按下列实验步骤依次对六种典型的直流斩波电路进行测试。(1)切断电源，根据 DJK20 上的主电路图，利用面板上的元器件连接好相应的斩波实验线路，并接上电阻负载，负载电流最大值限制在 200mA 以内。将控制与驱动电路的输出“V-G”、“V-E”分别接至 V 的 G 和 E 端。(2)检查接线正确，尤其是电解电容的极性是否接反后，接通主电路和控制电路的电源。(3)用示波器观测 PWM 信号的波形、UGE的电压波形、UCE的电压波形及输出电压 Uo 和二极管两端电压 UD的波形，注意各波形间的相位关系。(4)调节 PWM 脉宽调节电位器改变 Ur，观测在不同占空比()时，记录 Ui、UO和的数

28、值于下表中，从而画出 UO=f()的关系曲线。Ur(V)1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5 占空比(%)Ui(V)Uo(V)六、实验报告(1)分析图 3-33 中产生 PWM 信号的工作原理。(2)整理各组实验数据绘制各直流斩波电路的 Ui/UO-曲线，并作比较与分析。(3)讨论、分析实验中出现的各种现象。湖南工学院教案用纸 p16 实验五、单相桥式半控整流电路实验（专、本）一、实验目的（1）加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。（2）了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用，学会对实验中出现的问题加以分析和解决。二、实验所需挂件及附件

29、序号 型 号 备 注 1 DJK01 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2 DJK02 晶闸管主电路 该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。3 DJK03-1 晶闸管触发电路 该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。4 DJK06 给定及实验器件 该挂件包含“二极管”以及“开关”等几个模块。5 D42 三相可调电阻 6 双踪示波器 7 万用表 三、实验线路及原理 本实验线路如图5-1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用D42三相可调电阻，将两个 900

30、接成并联形式，二极管VD1、VD2、VD3及开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验用700mH，直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。湖南工学院教案用纸 p17 图5-1 单相桥式半控整流电路实验线路图 四、实验内容(1)锯齿波同步触发电路的调试。(2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。(3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。五、实验方法(1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJ

31、K03-1电源开关，用双踪示波器观察“锯齿波同步触发电路”各观察孔的波形。(2)锯齿波同步移相触发电路调试：其调试方法与实验三相同。令Uct=0时（RP2电位器顺时针转到底），170o。(3)单相桥式半控整流电路带电阻性负载：按原理图3-7接线，主电路接可调电阻R，将电阻器调到最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管两端电压UVT和整流二极管两端电压UVD1的波形，调节锯齿波同步移相触发电路上的移相控制电位器RP2，观察并记录在不同角时Ud、UVT、UVD1的波形，测量相应电源电压 U2和负载电压Ud的数值，记录于下表中。湖南工学院教案用纸 p18 30 60 90 1

32、20 150 U2 Ud(记录值)Ud/U2 Ud(计算值)计算公式:Ud=0.9U2(1+cos)/2(4)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载 断开主电路后，将负载换成将平波电抗器Ld(70OmH)与电阻R串联。不接续流二极管VD3，接通主电路，用示波器观察不同控制角时Ud、UVT、UVD1、Id的波形，并测定相应的U2、Ud数值，记录于下表中：30 60 90 U2 Ud(记录值)Ud/U2 Ud(计算值)在=60时，移去触发脉冲(将锯齿波同步触发电路上的“G3”或“K3”拔掉)，观察并记录移去脉冲前、后Ud、UVT1、UVT3、UVD1、UVD2、Id的波形。接上续流二极管VD3，接通

33、主电路，观察不同控制角时Ud、UVD3、Id 的波形，并测定相应的U2、Ud数值，记录于下表中：30 60 90 U2 Ud(记录值)Ud/U2 Ud(计算值)湖南工学院教案用纸 p19 在接有续流二极管 VD3 及=60时，移去触发脉冲(将锯齿波同步触发电路上的“G3”或“K3”拔掉)，观察并记录移去脉冲前、后 Ud、UVT1、UVT3、UVD2、UVD1 和 Id 的波形。六、实验报告(1)画出电阻性负载，电阻电感性负载时Ud/U2=f()的曲线。(2)画出电阻性负载，电阻电感性负载，角分别为30、60、90时的Ud、UVT的波形。湖南工学院教案用纸 p20 实验六、三相桥式全控整流及有源

34、逆变电路实验（专、本）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、实验所需挂件及附件 序号 型 号 备 注 1 DJK01 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2 DJK02 晶闸管主电路 3 DJK02-1 三相晶闸管触发电路 该挂件包含“触发电路”,“正桥功放”，“反桥功放”等几个模块。4 DJK06 给定及实验器件 该挂件包含“二极管”以及“开关”等几个模块。5 DJK10 变压器实验 该挂件包含“逆变变压器”以及“三相不控整流”。6 D42 三相可调电阻 7 双踪示波器 自备

35、8 万用表 自备 三、实验线路及原理 实验线路如图6-1及图6-2所示。主电路由三相全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，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、KC4l、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1-3节中的有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。图中的 R 用 D42 三相可调电阻，将两个 900接成并联形式；电感 Ld在 DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02 获得。湖南工学院教案用纸 p21 在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而

36、三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，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Am、Bm、Cm,返回电网的电压从高压端A、B、C输出，变压器接成Y/Y接法。图3-10 三相桥式全控整流电路实验原理图 图3-11 三相桥式有源逆变电路实验原理图 四、实验内容(1)三相桥式全控整流电路。(2)三相桥式有源逆变电路。(3)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障（人为模拟）时观测主电路的各电压波形。湖南工学院教案用纸 p22 五、实验方法(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试 打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观

37、察输入的三相电网电压是否平衡。将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”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“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯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。将DJK06上的“给定”输出Ug直接与DJK02-1上的移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地位置（即Uct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察

38、孔”VT1的输出波形，使=150。适当增加给定Ug的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”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”，观察正桥VT1VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。(2)三相桥式全控整流电路 按图3-13接线，将DJK06上的“给定”输出调到零(逆时针旋到底)，使电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使角在30150范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻R,使得负载电流Id保持在0.6A左右(注意Id不得超过0.65A)。用示波器观察并记录=30、60、90时的整流电压Ud和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录相应的Ud数值于下表中。湖南工学院教案用纸 p23 30 60 90 U2 Ud(记录值)Ud/U2 Ud(计算值)计算公式:Ud=2.34U2cos (060O)Ud=2.34U21+cos(a+3)(60o120o)六、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、120、150时的整流电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波形。