電力電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書doc

1、電力電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院2009年4月學(xué)生實驗守則一、學(xué)生進(jìn)入實驗室必須服從管理，遵守實驗室的規(guī)章制度。保持實驗室的安靜和整潔，愛護(hù)實驗室的一切設(shè)施，不做與實驗無關(guān)的事情。二、實驗課前要按照教師要求認(rèn)真預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書，復(fù)習(xí)教材中于實驗有關(guān)的內(nèi)容，熟悉與本次實驗相關(guān)的在理論知識，同時寫出實驗預(yù)習(xí)報告，并經(jīng)教師批閱后方可進(jìn)行實驗。三、實驗課上要遵守操作規(guī)程，線路連接好后，先自行檢查，后須經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，才可接通電源進(jìn)行實驗。如果需更改線路，也要經(jīng)過教師檢查后才能接通電源繼續(xù)實驗。四、學(xué)生實驗前對實驗所用儀器設(shè)備要了解其操作規(guī)程和使用方法，實驗過程中按照要求記錄實驗數(shù)據(jù)。實驗中有

2、儀器損壞情況，應(yīng)立即報告指導(dǎo)教師檢查處理。凡因不預(yù)習(xí)或不按照使用方法誤操作而造成設(shè)備損壞后，除書面檢查外，還要按照規(guī)定進(jìn)行賠償。五、注意實驗安全，不要帶電連接、更改或拆除線路。實驗中遇到事故應(yīng)立即關(guān)斷電源并報告教師處理。六、實驗完成后，實驗數(shù)據(jù)必須經(jīng)教師簽閱后，方可拆除實驗線路。并將儀器、設(shè)備、凳子等按照規(guī)定放好，經(jīng)教師同意后方可離開實驗室。七、實驗室儀器設(shè)備不能擅自搬動、調(diào)換，更不能擅自帶出實驗室。八、因故缺課的同學(xué)可以向?qū)嶒炇疑暾堃淮窝a(bǔ)做機(jī)會。無故缺課、無故遲到十五分鐘以上或者早退的不予補(bǔ)做，該實驗無成績。實驗一 整流電路仿真實驗1、 單相半波可控整流電路（輸出端有續(xù)流二極管）要求電源電壓

3、，頻率50hz，控制角，負(fù)載為阻感負(fù)載， 。試通過仿真分析h ，mh ，h對電路輸出的影響附：該電路仿真所用模塊：電源模塊：位于simpowersystems/electrical sources中；器件模塊 ：位于simpowersystems/power electronics中，器件參數(shù)設(shè)置如圖1所示： 圖1脈沖發(fā)生器：位于simulink/sources中；阻感負(fù)載：位于simpowersystems/elements中，其中電容參數(shù)設(shè)置為：inf；電壓/電流測量模塊：位于simpowersystems/measurements中；示波器：位于simulink/sinks中。2、 單相

4、全控橋電路仿真要求電源電壓，頻率50hz，控制角，負(fù)載為阻感負(fù)載，選擇不同的電感觀察電流連續(xù)和電流斷續(xù)兩種情況下輸出電壓、輸出電流及交流側(cè)電流（電源電流）波形。附：橋式電路可用模塊，位于simpowersystems/power electronics中。單相電路將橋臂參數(shù)如圖2：圖23、 單相半控橋電路仿真電源電壓，頻率50hz，阻感負(fù)載，h，要求觀察，時輸出電壓、晶閘管端電壓和整流二極管端電壓波形。4、三相橋式全控整流電路仿真變壓器二次側(cè)相電壓有效值v，頻率50hz。1）電阻負(fù)載，要求觀察，時輸出電壓、晶閘管端電壓波形；2）阻感負(fù)載，h，要求觀察，時輸出電壓、晶閘管端電壓波形；3）阻感負(fù)載

5、，h，要求觀察時，整流變壓器二次側(cè)電流波形圖，并對其進(jìn)行諧波分析。附：6脈沖發(fā)生器模塊：位于simpowersystems/extra library/control blocks中； 諧波分析模塊：powergui位于simpowersystems下，進(jìn)行諧波分析時，雙擊該模塊選擇fft analysis。被分析的變量需保存到workspace中，即將觀察該變量的示波器參數(shù)設(shè)置如下：變量名自定。實驗二 單相橋式半控整流電路實驗一、實驗?zāi)康?1)加深對單相橋式半控整流電路帶電阻性、電阻電感性負(fù)載時各工作情況的理解。(2)了解續(xù)流二極管在單相橋式半控整流電路中的作用，學(xué)會對實驗中出現(xiàn)的問題加以分

6、析和解決。二、實驗所需掛件及附件序號型 號備 注1djk01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵磁電源”等幾個模塊。2djk02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”以及“電感”等幾個模塊。3djk03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“鋸齒波同步觸發(fā)電路”模塊。4djk06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。5d42三相可調(diào)電阻6雙蹤示波器自備7萬用表自備三、實驗線路及原理本實驗線路如圖3-1所示，兩組鋸齒波同步移相觸發(fā)電路均在djk03-1掛件上，它們由同一個同步變壓器保持與輸入的電壓同步，觸發(fā)信號加到共陰極的兩個晶閘管，圖中的r用d42三相可調(diào)電阻，將兩個 900接成并聯(lián)形

7、式，二極管vd1、vd2、vd3及開關(guān)s1均在djk06掛件上，電感l(wèi)d在djk02面板上，有100mh、200mh、700mh三檔可供選擇，本實驗用700mh，直流電壓表、電流表從djk02掛件獲得。圖3-1 單相橋式半控整流電路實驗線路圖四、實驗內(nèi)容(1)單相橋式半控整流電路帶電阻性負(fù)載。(2)單相橋式半控整流電路帶電阻電感性負(fù)載。五、預(yù)習(xí)要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單相橋式半控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。(2)了解續(xù)流二極管在單相橋式半控整流電路中的作用。六、思考題(1)單相橋式半控整流電路在什么情況下會發(fā)生失控現(xiàn)象?(2)在加續(xù)流二極管前后，單相橋式半控整流電路中晶閘管兩端的電壓波形如

8、何?七、實驗方法 (1)單相橋式半控整流電路帶電阻性負(fù)載：按原理圖3-7接線，主電路接可調(diào)電阻r，將電阻器調(diào)到最大阻值位置，按下“啟動”按鈕，用示波器觀察負(fù)載電壓ud、晶閘管兩端電壓uvt和整流二極管兩端電壓uvd1的波形，調(diào)節(jié)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路上的移相控制電位器rp2，觀察并記錄在不同角時ud、uvt的波形，測量相應(yīng)電源電壓u2和負(fù)載電壓ud的數(shù)值，記錄于下表中。 30° 60° 90° u2ud(記錄值)ud/u2ud(計算值)計算公式: ud = 0.9u2(1+cos)/2描繪=600、900時ud、uvt的波形。 =600 =900(2)單相橋式半控

9、整流電路帶電阻電感性負(fù)載 斷開主電路后，將負(fù)載換成將平波電抗器ld(70omh)與電阻r串聯(lián)。不接續(xù)流二極管vd3，接通主電路，用示波器觀察不同控制角時ud的波形，并測定相應(yīng)的u2、ud數(shù)值，記錄于下表中： 30° 60° 90°u2ud(記錄值)ud/u2ud(計算值)不接續(xù)流二極管vd3時，描繪=600、900時ud、uvt的波形 =600 =900接上續(xù)流二極管vd3，接通主電路，觀察不同控制角時ud 的波形，八、實驗報告(1)畫出電阻性負(fù)載，電阻電感性負(fù)載時ud/u2=f()的曲線。(2)畫出電阻性負(fù)載，電阻電感性負(fù)載，角分別為30°、60

10、76;、90°時的ud的波形。 (3)說明續(xù)流二極管對消除失控現(xiàn)象的作用。九、注意事項(1)參照實驗四的注意事項。(2)在本實驗中，觸發(fā)脈沖是從外部接入djko2面板上晶閘管的門極和陰極，此時,應(yīng)將所用晶閘管對應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，并將ulf及ulr懸空，避免誤觸發(fā)。(3)帶直流電動機(jī)做實驗時，要避免電樞電壓超過其額定值，轉(zhuǎn)速也不要超過1.2倍的額定值，以免發(fā)生意外，影響電機(jī)功能。(4)帶直流電動機(jī)做實驗時，必須要先加勵磁電源，然后加電樞電壓，停機(jī)時要先將電樞電壓降到零后，再關(guān)閉勵磁電源。實驗三 三相橋式全控整流電路實驗一、實驗?zāi)康?1)加深理解三相橋

11、式全控整流的工作原理。(2)了解kc系列集成觸發(fā)器的調(diào)整方法和各點的波形。二、實驗所需掛件及附件序號型 號備注1djk01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2djk02 晶閘管主電路 3djk02-1三相晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“觸發(fā)電路”,“正反橋功放”等幾個模塊。4djk06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。5djk10 變壓器實驗該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流”。6d42三相可調(diào)電阻7雙蹤示波器自備8萬用表自備三、實驗線路及原理實驗線路如圖3-13及圖3-14所示。主電路由三相全控整流電路及作為逆變直流電源的三相不控整流電路組成，觸發(fā)電路為dj

12、ko2-1中的集成觸發(fā)電路，由kco4、kc4l、kc42等集成芯片組成，可輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的雙窄脈沖鏈。集成觸發(fā)電路的原理可參考1-3節(jié)中的有關(guān)內(nèi)容，三相橋式整流及逆變電路的工作原理可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。 圖3-13 三相橋式全控整流電路實驗原理圖四、實驗內(nèi)容三相橋式全控整流電路。五、預(yù)習(xí)要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)三相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。(2)學(xué)習(xí)本教材中有關(guān)集成觸發(fā)電路的內(nèi)容，掌握該觸發(fā)電路的工作原理。六、思考題(1)如何解決主電路和觸發(fā)電路的同步問題?在本實驗中主電路三相電源的相序可任意設(shè)定嗎?(2)在本實驗的整流時，對角有什么要求?為什么?七、實驗方法 (

13、1)三相橋式全控整流電路 按圖3-13接線，將djk06上的 “給定”輸出調(diào)到零(逆時針旋到底)，使電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，調(diào)節(jié)給定電位器，增加移相電壓，使角在30°150°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，用示波器觀察并記錄=30°、60°及90°時的整流電壓ud和晶閘管兩端電壓uvt的波形，并記錄相應(yīng)的ud數(shù)值于下表中。306090u2ud(記錄值)ud/u2ud(計算值)計算公式:ud=2.34u2cos (060o) ud=2.34u21+cos(a+) (60o120o)描繪=300、600時ud、uvt的波形。=900時ud的波形。 (2)故障現(xiàn)象的模擬當(dāng)=60°時，將觸發(fā)脈沖鈕子開關(guān)撥向“斷開”位置，模擬晶閘管失去觸發(fā)脈沖時的故障，觀察并記錄這時的ud波形的變化情況。八、實驗報告(1)畫出電路的移相特性ud =f()。(2)畫出=30°、60