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1、电力电子技术实验指导书作者:日期:实验一单相半波可控整流电路实验一、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) 掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。(2) 掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。(3) 了解续流二极管的作用。二、实验所需设备(1) DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置。其所需挂件如下： DJK01电源控制屏 DJK02晶闸管主电路 DJK03晶闸管触发电路 DJK06给定及实验器件 D42三相可调电阻(2) 双踪示波器三、实验内容(1) 锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。(2) 单相半波整流电路带电阻
2、性负载时Ud/U2=f( a )特性的测定。(3) 单相半波整流电路带电阻电感性负载时Ud/U2=f( a )特性的测定。(4) 续流二极管作用的观察。四、预习要求(1) 阅读本教材电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。(2) 复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。(3) 掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。五、思考题(1) 锯齿波同步移相触发电路有哪些特点？(2) 锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关？(3) 单相半波可控整流电路接电感性负载时会
3、出现什么现象？如何解决？六、实验方法1. 锯齿波同步移相触发电路调试(1) 将DJK01上的钥匙式三相“电源总开关”置于“开”的位置，操作控制屏左上角切换开关观察输 入的三相电网电压是否平衡。(2) 将DJK01上的电源选择开关打到“直流调速”侧(不能打到“交流调速”侧)。用两根导线将 DJK0啲A、B (200V)交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮。(3) 打开DJK03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。(注意：必须将双踪示波器两个探头的地线接触发电路的公共点，将探头
4、分别接被测信号，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。) 观察“ 1”、“ 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，记下各波形并标出幅值(可在示波器上直接读出)。比较“ 3”点电压U3和“6”点电压U6的对应关系。(4) 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“ 1”和“ 5”点的波形，调节偏 移电压Ub(即调RP3电位器)，使a =180,其波形如图1-1所示。调节UCt (即电位器RP2)使a =60, 观
5、察并记录U1U6及输出 “G K”脉冲电压的波形。2. 单相半波可控整流电路接电阻性负载DJK03同步移电賂(a)(b)图1 2单相半波可控整流电路原理图触发电路调试正常后，按上图1 2 (a)单相半波可控整流电路原理图接线。(1) JK03挂件上的锯齿波同步移相触发电路的输出端“ G和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中 的任意一个晶闸管的门极和阴极， 并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭，同时将未用晶闸管的触发脉冲 的开关拨向“断”的位置，防止误触发。(2) 直流电压表及直流电流表从 DJK02挂件上得到。(3) 电阻负载R用 D42E相可调电阻，将两个 900 Q接成并联形式。(4) 将相
6、应的触发脉冲的钮子开关接通。按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压UvT勺波形，调节电位器RP1,观察a =30、60、90、120、150时Ud、U/t的波形，并测量直流输出电压 Ud和电源电压U2,记录于下表中，与计算值比较。a306090120 150 U2Ud (记录值)Ud/U2Ud (计算值)3. 单相半波可控整流电路接电阻电感性负载(选做)(1 )切断电源，将电阻负载 R改成电阻电感性负载(由电阻器与平波电抗器Ld串联而成)。见图12 (b)，电感Ld在 DJK02面板上，有100mH 200mH 700m圧档可供选择，本实验中选用 700mH将电 阻器调
7、在最大阻值位置，暂不接续流二极管 VD1,在不同阻抗角(阻抗角 $ =tg -1( 3 L/R)，保持电感量 不变，改变R的电阻值,注意电流不要超过1A)情况下，观察a =30、60、90、120时的直流输出电压值Ud及U/t的波形。(2)接入续流二极管VD1,二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，重复上述实验，观察续流二极管的作用，以及U/D1波形的变化，并与计算值比较。a306090120 150 ItUd (记录值)Ud/U2Ud (计算值)七、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。(2) 总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法。(3) 画出a =90
8、时，电阻性负载和电阻电感性负载的Ud、U/t波形。画出电阻性负载时Ud/U2=f( a )的实验曲线，并与计算值 Ud的对应曲线相比较。(5) 分析实验中出现的现象，写出体会。实验二三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、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、实验所需设备(1)DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置。其所需挂件如下： DJK01电源控制屏 DJK02晶闸管主电路 DJK02-1三相晶闸管触发电路 DJK06给定及实验器件 DJK10变压器实验 D42三相可调电阻(2)双踪示波器三、实验内容
9、(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。四、预习要求(1) 阅读电力电子技术教材中有关三相桥式全控整流电路的有关内容。(2) 阅读教材中有关有源逆变电路的有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件。(3) 学习电力电子技术教材中有关集成触发电路的内容，掌握该触发电路的工作原理。五、思考题(1) 如何解决主电路和触发电路的同步问题？主电路三相电源的相序可任意设定吗？(2) 在本实验的整流及逆变时，对a角有什么要求？为什么？六、实验方法1. DJK02和DJK02-1 上的触发电路调试(1) 打开
10、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。(2) 将DJK01 “电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。(3) 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。(4) 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。(5) 将DJK06h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
11、拨到接 地位置(即Ubt=0)，调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相锯齿波电压信号和“单 脉冲观察孔” VT1的输出波形，使a =150。(6) 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。（7）将DJK02-1面板上的Uf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VT1 VT6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三和电源输出32.ArI I 2 3
12、 3 4 4 GKGKGKGKGKGK图2-1三相桥式全控整流电路实验原理图触发电路调试正常后，按图2- 1三相桥式全控整流电路实验原理图接线。（1） R用 D42三相可调电阻，将两个 900 Q接成并联形式，直流电压、电流表由DJK02获得。（2）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a角在30120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I d保持在0.6A左右（注意I d不得超过0.65A）。用示 波器观察并记录a =0、60、90时的整流电压Ud和晶闸管两端电压UVt的波形，并记
13、录相应 的Ud数值于下表中。a0?60?90?aUd（记录值）Ud/ QUd（计算值）计算公式：Ud=2.34U2COS a(0600)Ud=2.34U21+cos(a+ ) (600 120)33. 三相桥式有源逆变电路112 2 33115560发路JUr图2-2三相桥式有源逆变电路实验原理图(1) 按图2 2三相桥式有源逆变电路实验原理图接线，电阻的接法与整流的一致，电感Ld在DJK02面板上，选用700mH(2) 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
14、，变压器接成 Y/Y 接法。(3) 将DJK06上的“给定”输出调到零(逆时针旋到底)，将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3角在3090范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻 R,使得电流I d保持在0.6A左右(注意Id不得超过0.65A)。用示波器观察 3 =30、 60、90时的电压Ud和晶闸管两端电压 UVT的波形。4. 故障现象的模拟当电路正常工作时，将触发脉冲钮子开关拨向“断开”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Ud、UVt波形的变化情况。七、实验报告(1) 画出电路的移相特性Ud =f( a )。(2) 画出触发电路的传输特性a =f(U ct)。 画出a =0、60、90时的整流电压 Ud和晶闸管两端电压 UVT的波形。(4) 分析模拟的故障现象。
