《三相桥式全控整流及有源逆变电路实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三相桥式全控整流及有源逆变电路实验（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一实验目的1. 熟悉 MCL-31A,MCL-33 组件。2熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。3了 解集成触发器的调整方法及各点波形。二实验内容1三相桥式全控整流电路 2三相桥式有源逆变电路3观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。三实验线路及原理实验线路如图 49 所示。主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。触发电路为数字集成电路，可输出经高频 调制后的双窄脉冲链。三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见 “电力电子技术”的有关教材。四实验所需挂件及附件序号1型号MCL32A电源控制屏备注该控制屏包含“三相电源输出”， “励磁电源”等几个
2、模块。2MCL-31A低压电源和仪表该挂件包含“给定电源和15V低压电源”等模块。3MCL-33晶闸管主电路和触发电路等该 挂件包含“晶闸管”、“二极管”“电感”、“触发电路”等几个模块。 4MEL03 三相可调电阻 56MEL-02 芯式变压器双踪示波器和万用表自备五实验方法1按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。(1) 打开MCL-31A电源开关，给定电压有电压显示。(2) 用示波器观察MCL-33的脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o 的幅度相同的双脉冲。(3) 检查相序，用示波器观察“1”，“2”脉冲观察孔，“1”脉冲 超前“2”脉冲 600，则相序正确，否则，应调整
3、输入电源。(4) 用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V2V 的脉冲。注：将面板上的Ublf (当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶 闸管 VT1VT6 时)接地，将 I 组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”(5) 将给定器输出 Ug 接至 MCL-33 面板的 Uct 端，调节偏移电压 Ub 在 Uct=0 时，使=1500。2三相桥式全控整流电路按图4一9接线，S拨向左边短接线端，将Rd调至最大(450)。合上主电源，调节Uct，使在30o90o范围内，用示波器观察记录 =30O、60O、90O时，整流电压ud二f (t)，晶闸管两端电压uVT二f (t)的波形，并记 录相应
4、的Ud和交流输入电压U2数值。3三相桥式有源逆变电路断开电源开关后，将S拨向右边的不控整流桥，调节Uct，使仍为 150O左右。合上主电源，调节Uct，观察=900、1200、1500时，电路中ud、 uVT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。4电路模拟故障现象观察。在整流状态时，断开某一晶闸管元件的 触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察并记录此时的ud 波形。说明：如果采用的组件为MCL33，则触发电路是KJ004集成电路， 具体应用可参考相关教材。六实验报告1. 画出电路的移相特性Ud二f ()曲线2. 作出整流电路的输入一输出特性Ud/U2二f (a)3. 画出三相桥式
5、全控整流电路时，角为300、600、900时的ud、 uVT波形4.画出三相桥式有源逆变电路时，B角为1500、1200、900时 的 ud、uVT 波形 5.简单分析模拟故障现象实验四采用自关断器件的单相交流调压电路研究一. 实验目的1.掌握采用自关断器件的单相交流调压电路的工作原理、特点、波 形分析与使用场合。2熟悉PWM专用集成电路SG3525的组成、功能、工 作原理与使用方法。二. 实验内容1. PWM专用集成电路SG3525性能测试。2.控制电路相序与驱动波 形测试。3.带与不带滤波环节时的负载与 M0S 管两端电压波形测试。4. 滤波环节性能测试。5.在不同占空比条件下，负载端电压
6、、负载端谐 波与输入电流的位移因数测试。0wtU(t)(a)三.实验系统组成及工作原理 U(t)随着自关断器件的迅速发展，采用晶闸管移相控制的交流调压设备， 已逐渐被采用自关断器件(GTR、M0SFET、IGBT等)的交流斩波调压所代 替，与移相控制相比，斩波调压具有下列优点：（1）谐波幅值小，且最 低次谐波频率高，故可采用小容量滤波元件；（2）功率因数高，经滤波 后，功率因数接近于 1。（3）对其他用电设备的干扰小。0wt（b）U（t）0（c）wt 图 5-9 因此，斩波调压是一种很有发展前途的调压方 法，可用于马达调速、调温、调光等设备。本实验系统以调光为例，进行 斩波调压研究。斩波调压的
7、主回路由MOSFET及其反并联的二极管组成双 向全控电子斩波开关。当MOS管分别由脉宽调制信号控制其通断时，则负 载电阻RL 上的电压波形如图59b所示（输出端不带滤波环节时），显 然，负载上的电压有效值随脉宽信号的占空比而变，当输出端带有滤波环 节时的负载端电压波形如图 59c 所示。脉宽调制信号由专用集成芯片 SG3525 产生，有关 SG3525 的内部结构 功能、工作原理与使用方法等可参阅双闭环可逆直流脉宽调速系统实验。控制系统中由变压器T、比较器和或非门等组成同步控制电路以确保 交流电源的2端为正时，MOS管VT1导通；而当交流电源的1端为正时， MOS 管 VT2 导通。四实验设备
8、和仪器1MCL-11 实验挂箱 2万用表3双踪示波器五实验方法1认真阅读实验指导书，掌握采用自关断器件的单相交流调压电路 的工作原理、特点、波形分析与使用场合。2SG3525 性能测试（1）锯齿波周期与幅值测量（分开关S2合上与断开两种情况）。测 量“18”端。（2）输出最大与最小占空比。测量“16”端。3控制电路 相序与驱动波形测试将电位器RP左旋到底，“1”、“2”之间施加220交流电压，用双 踪示波器观察并记录下列各点波形：（1）“13”、“14”与地端间波形，应仔细测量该波形是否对称互 补；（2）“12”、“15”与地端间波形；（3）“9”与“10”及“11”与“10”端间波形。4不带
9、滤波环节 时的负载与 MOS 管两端电压波形测试（1）将主电路的“3”与“6”端相连，开关S2放在断开位置，合上 电源后将电位器RP右旋到大致中间的位置。（2）测量并记录负载与 MOS 管两端电压波形。5带滤波环节时的负 载与 MOS 管两端电压波形测试（1）将主电路的“3”与“4”及“5”与“6”端相连，电位器RP仍 旋在上述位置。（2）测量并记录负载与 MOS 管两端电压波形。34L561AC220V21AVD1VD28CFU1ARVT1VT2S1T7910111516 隔离及驱动电 路 1213111613141718S215SG352565R2712 断+15V 断通 9RPR1S2C
10、1C2 通图 510采用自关断器件的单相交流调压电路6.不同占空比D时的负载端 电压测试与灯泡亮度比较（1）主电路接线同上。（2）将电位器RP从左至右旋转45个位置，分别观察并记录 SG3525输出13端脉冲的占空比、负载端电压U大小与波形以及灯泡亮度 的变化。DU （伏）7.不同载波频率时的滤波效果比较在 S2 合上与断开两种情况下，观察并记录负载两端波形。8不同占 空比 D 时的负载端谐波大小的测试分别观察并记录 RP 左旋到底与右旋到底时的负载端波形，从而判断 出占空比 D 大小对负载端谐波大小的影响。9输入电流的位移因数测试（1）将主电路的“3”与“6”端相连，断开“3”与“4”、“5
11、”与 “6”的相连。（2）在不同占空比条件下，用双踪示波器同时观察并记录 “2”与“1”端和“2”与“7”端间波形。六实验报告1在开关 S2 断开与合上条件下，画出 SG3525 的 5 脚的锯齿波并注明周期、幅值以及最小与最大占空比值。2画出控制电路各点的波形。3画出不带与带滤波环节时的负载端与 MOS 管两端电压波形。4根 据实测数据，画出负载电压 UL 与占空比 D 之间的关系曲线。5画出不同载波频率时的负载两端波形曲线，并说明在相同滤波环 节条件下，不同载波频率对滤波效果的影响。6说明占空比大小对负载端谐波大小的影响。7列出不同占空比条件下所测得的输入电流位移因数近似值，并说 明斩控式
12、交流调压对提高功率因数的物理原因，以及这种调压方式特别适 用于何种应用场合。8试说明采用自关断器件的交流斩波调压系统的优缺点及使用场合。七思考题1为了减小起动时的负载电流冲击，以延长灯泡寿命，可采用软起 动的方法使灯泡两端电压逐渐上升，你能否设计一个简单使用的方案？2若同步变压器 T 原副边极性接反了，系统能否正常工作？为什么？3对于某些输出电压需要稳定的应用场合，你能否在实验系统的基础上增加少量元器件，以满足该要求？八注意事项在合上交流电源开关之前，应检查+ 15V电源开关S1是否处于断开状态。实验五直流斩波电路的性能研究一实验目的熟悉降压斩波电路(BuckChopper)和升压斩波电路(B
13、ootChopper)的工作原理，掌握这两种基本斩波电路的工作状态及波形情况。二实验内容1SG3525 芯片的调试。2降压斩波电路的波形观察及电压测试。3升压斩波电路的波形观察及电压测试。三实验设备及仪器1. 电力电子教学实验台主控制屏。2. MCL-16组件。四实验方法1. SG3525的调试。原理框图见图511。将扭子开关S1打向“直流 斩波” S2电源开关打向“ON”，将“3”和“4”端用导线短接，用示波 器观“1”端输出电压波形应为锯齿波，记录其波形的频率和幅值。扭子 开关S2扳向“OFF”，用线分别连接“5”、“6”、“9”，示波器观察“5”端波形，并记录其形、频率、幅度，调节“脉冲
14、宽度调电位器，记 录其最大占空比和最小占比。Dma某二Dmin=2.实验接线图见图512。 （1）切断 MCL-16 主电源，分将“主电源 2”的“1”端和“直流波电路” 的“1”端相连，“主电源的“2”端和“直流斩波电路”的“2”相连， 将“PWM波形发生”的“7”、“8”端分别和直流斩波电路VT1的G1S1 端相连，“直流斩波电路”的“4”、“5”端串联MEL-03电阻箱两组 900Q/0.41A的电阻并联起来，时针旋转调至阻值最大约450Q），和流安 培表（将量程切换到2A挡）。（2）检查接线正确后，接通控电路和主电 路的电源（注意：先接通1侧，端C察并2（a）主电源导用波 节” VT1
15、1G123S1L14 空 VD15 别（b）降压斩波电路斩 L26G278VD2102”端 VT29S2C2（将11顺直（c）升压斩波电路图5-12直流斩波电路制控制电路电 源后接通主电路电源），改变脉冲占空比，每改变一次，分别观察PWM信 号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输出电压、u0波形，输出电流i0的 波形，记录PWM信号占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0（3）改变负 载R的值（注意：负载电流不能超过1A），重复上述内容2。（4）切断 主电路电源，断开“主电路2”和“降压斩波电路”的连接，断开“PWM 波形发生”与 VT1 的连接，分别将“直流斩波电路”的“6”和“主电路 2”的“1”相连，“直流斩波电路”的“7”和“主电路2”的“2”端相 连，将VT2的G2S2分别接至“PWM波形发生”的“7”和“8”端，直流 斩波电路的“10”、“11”端，分别串联 MEL-03 电阻箱（两组分别并联，然后串联在一起顺时针旋转调至阻值最大约900Q ）和直流安培表（将量 程切换到 2A 挡）。检查接线正确后，接通主电路和控制电路的电源。改变脉冲占空比 D 每改变一次，分别：观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输 出电压、u0波形，输出电流i0的波形，记录PWM信号
