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1、版权所有，禁止网络传播1 电力电子技术电力电子技术 实验指导书 （成教学生成教学生专专用用） 广东工业大学自动化学院广东工业大学自动化学院 二二 0 一二年十月一二年十月 版权所有，禁止网络传播2 目录 实验一 三相桥式全控整流电路实验-1 实验二 电压型三相桥式逆变电路实验-9 实验要求及注意事项： 一、双踪示波器的操作： 1、探针： （1）必须接地、两个探针共地。 （2）衰减倍数选择 X10 位置，读数时需要乘以 10。 2、定基准线：拨到 GND，调节 position上下移动基准线。 3、波形的移动：position水平移动，position上下移动。 4、波形的调整： （1）TIME
2、/DIV 调整所显示波形的周波数。 （2）VOLTS/DIV 对波形的幅值纵向压缩。 （微调要顺时针旋到底） （3）SWP VAR 对波形横向压缩，使半个周波占三大格。 （每大格为 60 度，每小 格为 12 度） 。 （4）MODE 选择 CHOP，可同时观测两个通道的波形。 5、波形的观测与读数： （1）拨到 DC 位置。 （2）正确选择参考点并将参考点接地线。 （例 U Ucb，c 为测量点，b 点为参考点） （3）根据 TIME/DIV 档位读出频率。 （4）根据 VOLTS/DIV 档位读出幅值。 （注意乘以衰减倍数 10） 二、示波器其他旋钮都已设置为最佳状态，不准随意调节。 三、
3、四人为一组，一名小组长负责指挥与协调，其他三人分别负责示波器读数、 电路接线、数据记录和波形绘制。 四、实验报告格式可参考本指导书，但是还必须包括封面、实验结论与体会，并 完成思考题。 每人交一份实验报告， 可手写或单面打印， 但不得复制或完全相同。 五、提交报告时间：另行通知。 版权所有，禁止网络传播1 实验项目名称: 实验一三相桥式全控整流电路实验 实验项目性质: 普通实验 所属课程名称: 电力电子技术 实验计划学时: 3 一、实验目的 1、了解晶闸管器的工作原理。 2、熟悉三相桥式全控整流电路的结构和工作原理。 （教材教材 56-60 页页） 3、掌握触发电路的定相方法。 二、实验内容和
4、要求 1、预习有关的知识、理论和技术，按规定的步骤进行实验。 2、确定主回路电压与同步电压相序，同步电压超前主电路电压 60。 3、三相桥式全控整流电路输出电压、电动机负载的研究。 三、 实验主要仪器设备和材料 1、SQZ-1 型三相桥式全控整流电路实验装置。 2、双踪示波器。 四、 实验方法、步骤及结果测试 1、实验原理 SQZ-1 型三相桥式全控整流电路实验装置面板示意图见图 1-1，原理图见图 1-2。从图 1-2 可以看出：主要由主电路、输入放大器、集成触发电路等组成。 RP1 RP2 +15V -15V OFFON+15V S1 S2 A +15V +15V Xa +V G2 G3
5、K1 K2 X1 X2 X3 X4 X6 X5 SA3 G1 G4 G5 G6 K3 K4 K5 K6 RP3 B RP4 C RP5 VT1VT3VT5 VT4VT6 VT2 G1G3G5 G4G6G2 EL SA1 PV PA a c L 2A D1 X1 X2 D3 M D2 SA2 b SQZ-1 Uco 图 1-1 SQZ-1 型三相桥式全控整流电路实验装置面板示意图 版权所有，禁止网络传播2 （1）在目前各种整流电路中，最广泛应用的是三相桥式全控整流电路。1）三 相桥式全控整流电路在任何时刻，必须有两个晶闸管同时导通，才能形成导电回 路，一个在共阴组，另一个在共阳组。2）按晶闸管的
6、编号顺序每隔 60电角触 发一个晶闸管导通，不断循环。3）常用双脉冲触发，即触发一个晶闸管导通时， 同时给前一编号的晶闸管补发一个脉冲触发，保证共阴极组、共阳极组，各有一 个晶闸管同时导通时，形成负载电流的通路。 X O VT1 VT3VT5 VT4VT6 VT2 G1G3G5 G4G6G2 EL SA1 R101* 1 PV PA a b c L F1 D1 D3 M D2 V2V1 RP4 RP3 RP5 D3 D1 D2 R1 R2R3 R4 -15V C1 R5R6 R7 min min Up U G RP1 RP2 R1 R2 +15V -15V S2 S1 +15V 1 2 3 A
7、 TCA 785 XaRP3 X1 X4 G1 K1 G4 K4 B TCA 785XaRP4 X3 X6 G3 K3 G6 K6 C TCA 785XaRP5 X5 X2 G5 K5 G2 K2 SA2 图 1-2三相桥式全控整流电路 版权所有，禁止网络传播3 （2）输入放大器见图 1-2，输入放大电路是一个正偏移、带深度负反馈和上 下限幅的两级放大器。其作用是将控制信号进行功率放大和限幅。并将正-负极 性的控制信号转换成正极性控制信号，适应触发电路对控制信号的要求。 （3）触发电路见图 1-2、图 1-3，采用西门子公司生产的一种锯齿波集成移相 触发器 TCA785。它集同步检测、移相、脉
8、冲形成和保护于一体。其主要性能：1） 外接直流电压VV189。2）同步电压V2（其峰值应小于外接直流电压）3） 移相范围 1800。4）输出电流mA450。5）脉冲均衡度 5 . 1。 6）脉冲 前沿S1。工作时，同步电压从 5 脚加入。经同步过零检测到同步寄存器控制 锯齿波信号发生器，产生锯齿波。改变 10 脚上的电容或 9 脚上的电阻，即可改 变锯齿波的斜率。锯齿波与 11 脚的控制信号比较后产生脉冲。触发角的大小 取决于 11 脚的控制电压大小。14、15 脚分别为输出端。脉冲宽度由外接在 12 脚上的电容决定。6 脚为零电平时，封锁脉冲输出。 （4）确定同步电压、主电路电压顺相序，初始
9、相位角 90后。调负给定电 位器 RP2， 可改变移相控制电压VUco80， 改变可控整流输出电压 d U的大小。 C205 C201R207 RP201 1316 R201 5 6 14 15 C5204 C203 R202 10 11 12 1 9 A201 TCA785 -Sb C202 D201 D202 1 4 C210 C5206R208 RP202 1316 R203 5 6 14 15 C209 C208 R204 10 11 12 1 9 A202 TCA785 -Sc C207 D203D204 +15V 3 6 C215 C211R209 RP203 1316 R205
10、5 6 14 15 C214 150 C213 R206 10 11 12 1 9 A203 TCA785 -Sa C212 D205 D206 +15V 5 2 Ucom* +15V R220 X c X b X a R220 R221 A R222 D220 D221 D222 +15V A204 4071B A205 4071B +15V +15V 1 2 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 1# 12 13 2# 3# 14 14 41 2 34# 5 5#4 5 6 6 6# 712 13 8 9 10 SA3 图 1-3 TCA785 组成的三相全控桥触发电路 2、实验方
11、法、步骤及结果测试 （1）将实验装置的电源开关拨向ON位置，电源指示灯亮。 检查主电路电压与同步电压的相位的关系：以 GND 为参考点（主变压器 TR 的二次绕组中点 O 在箱内巳经与 GND 相连） ，用示波器检查主电路电压cba、； 同步电压 A 相、B 相、C 相应为互隔 120的正弦波，顺相序。主电路 a u滞后 A 相 同步电压 60电角。请记录于图 1-4 中。 版权所有，禁止网络传播4 uaG ND AG ND 2 0 0 t t 图 1-4 主电路电压与同步电压的相序 （2）整定锯齿波最高点为 8V 以 GND 为参考点，用示波器观察 cba XXX、检测点的波形，分别调斜率电
12、 位器543RPRPRP、，当锯齿波斜率升到平顶时，即为V15，占示波器 Y 轴 3 大格即 15 小格，每小格对应V1。然后，再调543RPRPRP、，使 cba XXX、 的锯齿波的最高点均为V8占示波器 Y 轴 8 小格 。 请将波形记录于图 1-5 中 （注 意相位关系） 。 XcGND 20t 2V 4V 6V 8V XbGND 20t 2V 4V 6V 8V XaGND 20t 2V 4V 6V 8V 图 1-5三相锯齿波波形 版权所有，禁止网络传播5 （3） 观察61XX波形，注意对齐相位，并标出其脉宽（ms） 、幅值（V） 和周期（ms） ，记录于图 1-6 中(按动3SA可决
13、定 # 1 脉冲的丢失或恢复)。 X 6 G ND 20t X 5 G ND 20t X 4 G ND 20t X 3 G ND 20t X 2 G ND 20t X 1 G ND 20t 图 1- 6六路双脉冲波形 （4）定相： 工业中大量应用晶闸管三相全控桥直流调速系统。常要求实现再生制动。移 相控制电压VUco0时， 使移相控制角 90，大电感性负载三相全控桥的输 出电压VUUd090cos34. 2 2 ，电动机不转。小电感性负载，电动机会低速爬 行，称为定相。本实验中，设定 9012时，工作在整流状态 ，当 12090时，工作在逆变状态。 # 6触发脉冲定相时，所在的位置如图 1-7
14、 所示。 版权所有，禁止网络传播6 9 o 108 u2L 2+1/2 o 30 o =90 o mim =60 abacbc o ba bc mim =12 cbca o =0 o =0 o =90 1#6# G6 b 1#6# G6 b 1#6# G6 b c b o X 12 t t t t 图 1-7 # 6触发脉冲定相时所在的位置 注意注意：90 ， 即将 6#脉冲前沿调到负过零点之前半大格 （30 度） ； 60 min ， 即将 6#脉冲前沿调到负过零点处； 0 min 12，即将 6#脉冲前沿调到正过零点之 后 1 大格+1 小格处（60 度+12 度） 。 三相相或线电压正半
15、周的交点为 0的起算点，往右计算角的大小；其 负半周的交点为 0的起算点，往左计算角，。 1）将 minmin 21、RPRP电位器逆逆时针时针调到尽头，2S拨到系统公共端 GND。 2）用万用电表检测VUVVUVUco155 . 100 minmin 、。 （此步不做此步不做） 3）设定 90： 以主电路的 b 为参考点，用示波器的两探头同时检测6Gc、两点；调偏移电 位器）（ bp UU，使 # 6触发脉冲移到 90，见图 1-7。 版权所有，禁止网络传播7 4）设定最小逆变控制角 60 min ： 将 S1、 S2 拨到上方， 顺时针调正给定电位器1RP到尽头， 使 co U正给定最大。 调 min 电位器，使 # 6触发脉冲移到 60，见图 1-7。 5）设定最小控制角 0 min 12： 将 S1 拨到下方，S2 拨到上方，顺时针调负给定电位器2RP，使 co U负给定最 大）（V8。 调 min 电位器， 使 # 6触发脉冲移定到最小控制角 0 min 12， 见图 1-7。 上述的定相方法适用于工厂的晶闸管三相全控桥直流调速设备， 不用给出主 电路电压和同步电压的相位关系，操作简单，但主电路有高电压，应注意安全。 （5
