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1、电力电子技术实验教程(审) 作者： 日期：2 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 II 页电 工 电 子 实 验 中 心实 验 指 导 书 电力电子技术实验教程二零零九 年 三 月高等学校电工电子实验系列电力电子技术实验教程主编 王利华 周荣富攀枝花学院电气信息工程学院电工电子实验中心内 容 简 介内 容 简 介本书是根据高等院校理工科本(专)科的电力电子技术实验课程的基本要求编写的。全书包含三个部分。第一部分对基本实验的目的、内容、原理、实验仪器和实验方法进行了阐述。第二部分对DKSZ-1电机控制系统实验装置进行了简述。第三部分是对实验装置控制组件介绍。本书可作为我校电类和非电类专业本科生、
2、专科生实验教学用书，还可作为从事电力电子技术的工程技术人员的参考书。2前 言前 言电力电子技术是电气工程学科的基础课程，由电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统及其控制三部分组成，是电力电子装置、开关电源技术、自动控制系统、变频调速应用、柔性输电系统等课程的先行课程。同时，也是电气信息类其他相关专业的重要基础课之一。电力电子技术作为21 世纪解决能源危机的必备技术之一而受到重视。本书依据应用型人才培养目标，遵循“面向就业，突出应用”的原则，注重教材的“科学性、实用性、通用性、新颖性”，力求做到学科体系完整、理论联系实际、夯实基础知识、突出时代气息，具备科学性及新颖性，并强调知识的渐进性，兼顾
3、知识的系统性，注重培养学生的实践能力。本书着重讲授各种电能变换电路的基本工作原理、电路结构、电气性能、波形分析方法和参数计算等。通过对本课程的学习，学生能理解并掌握电力电子技术领域的相关基础知识，培养其分析问题、解决问题的能力，了解电力电子学科领域的发展方向。本书由三部分组成。第一部分为基础实验。该部分主要介绍电力电子技术的实验内容原理。第二部分为DKSZ-1电机控制系统实验装置介绍。第三部分为实验装置控制组件介绍。在本书的编写过程中，为了突出其实效性，注意体现以下特点：（1）理论性与实践性相结合的原则；（2）深入浅出、循序渐进的原则；（3）典型示例，举一反三原则。全书由攀枝花学院电气信息工程
4、及电工电子省级实验示范中心王利华、周荣富老师主编，2005级自动化张明禹同学参加了本书的编写工作。由于作者水平有限，书中错误之处在所难免，恳请广大师生及读者提出宝贵意见及建议。 编 者 2009年3月于攀枝花目 录目 录内 容 简 介I前 言II第一章 实验项目1实验一 单结晶体管触发电路1实验二 正弦波同步移相触发电路实验4实验三 锯齿波同步移相触发电路实验6实验四 单相桥式全控整流及有源逆变电路实验8实验五 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验11实验六 单相并联逆变电路实验15实验七 直流斩波电路实验18实验八 单相交流调压电路实验21实验九 单相桥式半控整流电路实验（综合实验）24实验十
5、 三相交流调压电路实验（综合实验）27第二章 DKSZ-1电机控制系统实验装置292-1技术特性292-2主控制屏DK01介绍332-3控制柜介绍38第三章 实验装置控制组件介绍413-1 DK02组件挂箱(给定、零速封锁电路)413-2 DK03组件挂箱(速度、电流变换器)453-3 DK04组件挂箱(逻辑无环流调速系统)493-4 DK06组件挂箱(变频调速系统)533-5 DK07组件挂箱（换流电容箱）643-6 DK08组件挂箱（吸收、保护电路）653-7 DK10组件挂箱（直流斩波电路）663-8 DK11组件挂箱(晶阐管触发电路)683-9 DK12组件挂箱(单相交流调压、并联逆变
6、触发电路)733-10 DK14组件挂箱(三相组式变压器)763-11 DK15组件挂箱(可变电容箱)77参 考 文 献78实验一 单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验第一章 实验项目实验一 单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验一、实验目的1 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用2 掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法3 对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析4 了解续流二极管的作用二、实验内容1 单结晶体管触发电路的调试。2 单结晶体管触发电路各点波形的观察。3 单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/Uz=f()的特性的测定。4 单相半波
7、整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。三、实验线路及原理图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路单结晶体管触发电路的工作原理及线路图在第二章中介绍。将单结晶体管触发电路的输出端G和K端接至晶闸管的门极和阴极,即可构成如图1-1所示的实验线路。四、实验设备及仪器1 主控制屏DK012 DK11组件挂箱3 1.9K，0.65A双臂滑线电阻器4 二踪示波器5 万用表五、实验方法1 单结晶体管触发电路的调试将DK11组件挂箱左上角的同步变压器原边绕组接入230V的交流电压,将“触发选择开关”拨至“单结管”,这样同步变压器副边60V交流同步电压已通过内部连接线接到单结晶体管触发电路的输入
8、端。接通主电路开关Sl,用示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相可变电位器RP1,观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在20180范围内移相?2 单结晶体管触发电路各点波形的记录将单结晶体管触发电路的各点波形描绘下来,并与图3-31的各波形进行比较。3 单相半波可控整流电路带电阻性负载触发电路调试正常后,按图1-l电路图接线,负载为双臂滑线电阻(串联接法)。合上电源,用示波器观察负载电压Ud、晶闸管UT两端电压UVT的的波形,调节移相电位器RPl，观察=30、60、90、120、150、180时Ud、UVT的波形,并
9、测定直流输出电压Ud和电源电压U2。4 单相半波可控整流电路带电阻、电感性负载（1）将负载改接成电阻、电感性负载(由滑线电阻器与平波电抗器串联而成)。不接续流二极管VD ,在不同阻抗角(改变Rd数值)情况下,观察并记录=30、60、90、120时的Ud及UVT的波形。（2）接入续流二极管VD ,重复上述实验,观察续流二极管的作用。六、实验报告1 画出电阻性和电阻、电感性负载，=90时,触发电路的各波形和Ud、UVT波形。2 画出电阻性负载时Ud/ U2f()曲线，并与 （1-1）进行比较。3 分析实验中出现的现象，写出体会。七、注意事项1 二踪示波器两探头的地线端应接在电路的同电位点,以防两探
10、头的地线造成被测量电路短路事故。（探头地线与示波器外壳连接,使用时应注意安全）。2 如欲调整单结晶体管触发电路的参数，可用加长板将DK12挂箱内的印刷电路板引到实验台上。3 单相半波可控整流电路的触发电路也可选用正弦波或锯齿波触发电路。4 所做的实验，触发脉冲是从外部接入DK0l面板上的晶闸管的门极和阴极,应将所用晶闸管装置的I组触发脉冲或II组触发脉冲的开关拨向断开时,也可将Ublf或Ublr悬空。(DK01面板上连线内部已连接好)。7实验二 正弦波同步移相触发电路实验实验二 正弦波同步移相触发电路实验一、实验目的1 熟悉正弦波同步触发电路的工作原理和各元件的作用。2 掌握正弦波同步触发电路
11、的调试步骤和方法。二、实验内容1 正弦波同步触发电路的调试。2 正弦波同步触发电路各点波形的观察。三、实验线路及原理图1-2 正弦波同步移相触发电路原理图正弦波同步触发电路的原理线路如图1-2所示。电路分脉冲形成、同步移相、脉冲放大等环节,具体工作原理可参见电力电子技术教材。四、实验设备及仪器1 主控制屏DK012 DK11挂箱3 二踪示波器4 万用表五、实验方法1 将DK11面板右上角的土15V电源开关拨向开,将正弦波同步触发电路的输出端G、K端接至某晶闸管的门极和阴极。把230V交流电压接到DKll左上角的同步变压器的原边绕组,将触发选择开关拨至正弦波位置。2 接通电源,用示波器观察各观察
12、孔的电压波形。3 确定脉冲的初始相位。当Uct0时,要求接近于180。调节Ub(调RP2),使Uct波形与图1-3 b)中的U1波形相同,这时正好有脉冲输出,接近于180。4 保持Ub不变,逐渐增大Uct,用示波器观察U1及输出脉冲Ug的波形,注意Uct增加时脉冲的移动情况,并估计移相范围。5 调节Uct（调RP1）,使=60,观察并记录面板上观察孔15及输出脉冲电压波形。图1-3 初始脉冲相位的确定六、实验报告1 画出=60时，观察孔15及输出脉冲电压的波形。2 指出Uct增加时，应如何变化？移相范围大约等于多少度?指出同步电压的哪一段为脉冲移相范围。3 分析RP3对输出脉冲宽度的影响，原因
13、如何？七、注意事项参照本教材实验一的注意事项实验三 锯齿波同步移相触发电路实验实验三 锯齿波同步移相触发电路实验一、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 掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。二、实验内容1 锯齿波同步触发电路的调试。2 锯齿波同步触发电路各点波形的观察和分析。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3-34所示。锯齿波同步移相触发电路主要由锯齿波形成、同步移相、脉冲形成和放大等环节组成,其工作原理可参见电力电子技术教材。四、实验设备及仪器1 主控制屏DK012 DK11挂箱3 二踪示波器4 万用表五、实验方法1 将DK11面板左上角的同步变压器原边绕组接230V交流电压,选择触发开关拨向锯齿波,面板左下角的士15V开关拨向开,其上面的开关拨向触发电路。将输出
