課程實訓及實驗

1、第9章 課程實訓及實驗 第9章 課程實驗 實驗一實驗一 晶閘管的簡易測試及導通關斷條件實驗晶閘管的簡易測試及導通關斷條件實驗實驗二實驗二 單相橋式半控整流電路的研究單相橋式半控整流電路的研究實驗三實驗三 三相橋式全控整流電路的研究三相橋式全控整流電路的研究實驗四實驗四 三相交流調壓電路的研究三相交流調壓電路的研究 第9章 課程實訓及實驗 電力電子實驗是電力電子變流技術課程的重要組成部分，是該門課程的輔助內容。由于教材中各電路的原理已闡述詳盡，故在實驗內容中著重介紹實驗方法，通過實驗使學生能運用所學理論知識來分析研究實驗中所出現(xiàn)的各種問題，得出相應的結論，從而培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

2、實實 驗驗第9章 課程實訓及實驗 1. 1. 實驗目的實驗目的(1) 掌握晶閘管的簡易測試方法。 (2) 驗證晶閘管的導通條件及判斷方法。 實驗一實驗一 晶閘管的簡易測試及導通關斷條件實驗晶閘管的簡易測試及導通關斷條件實驗第9章 課程實訓及實驗 2. 實驗線路實驗線路 圖 9-11 晶閘管導通關斷條件實驗線路 213 k10 F/50 VS1S24.5 VA36 V/40 W30 V第9章 課程實訓及實驗 3. 3. 實驗設備實驗設備(1) 晶閘管導通關斷實驗板一塊。 (2) 30 V直流穩(wěn)壓電源一臺， 萬用表一塊。 (3) 晶閘管（好、 壞）各一支。 第9章 課程實訓及實驗 1) 鑒別晶閘管

3、好壞 用萬用表R1 k電阻擋測量兩只晶閘管的陽極(A)與陰極(K)之間、 門極(G)與陽極(A)之間的正、反向電阻。 用萬用表R10 電阻擋測量兩只晶閘管的門極(G)與(K)陰極之間的正、反向電阻，將所測得數據填入表9-14，并鑒別被測晶閘管好壞。 4. 實驗內容及步驟實驗內容及步驟第9章 課程實訓及實驗 2) 晶閘管的導通條件 (1）實驗線路如圖9-11所示，將開關S1、S2處于斷開狀態(tài)。 (2） 加30 V正向陽極電壓，門極開路或接-3.5 V電壓，觀察晶閘管是否導通，燈泡是否亮。 (3） 加30 V反向陽極電壓，門極開路或接-3.5 V(+3.5 V)電壓，觀察晶閘管是否導通，燈泡是否亮

4、。 (4）陽極、門極都加正向電壓，觀察晶閘管是否導通，燈泡是否亮。 (5）燈亮后去掉門極電壓，觀察燈泡是否繼續(xù)亮；再在門極加-3.5 V的反向門極電壓，觀察燈泡是否繼續(xù)亮。 (6） 將以上結果填入表9-15中。 第9章 課程實訓及實驗 3) 晶閘管關斷條件實驗 (1）實驗線路如圖9-11所示，將開關S1、S2處于斷開狀態(tài)。 (2）陽極、門極都加正向電壓，使晶閘管導通，燈泡亮。 斷開控制極電壓，觀察燈泡是否亮。斷開陽極電壓，觀察燈泡是否亮。 (3）重新使晶閘管導通，燈泡亮。而后閉合開關S1，斷開門極電壓，然后接通S2，看燈泡是否熄滅。 (4） 在1、2端換接上0.22 F/50 V的電容再重復步

5、驟(3）， 觀察燈泡是否熄滅。 第9章 課程實訓及實驗 5. 5. 實驗結果實驗結果 表表9-14 9-14 晶閘管好壞的判斷（電阻單位歐姆）晶閘管好壞的判斷（電阻單位歐姆） 第9章 課程實訓及實驗 表表9-15 9-15 晶閘管導通條件（陽極晶閘管導通條件（陽極A A與陰極與陰極K K之間為之間為30 V30 V電壓）電壓） 第9章 課程實訓及實驗 6. 6. 實驗報告要求實驗報告要求(1) 總結晶閘管導通的條件和晶閘管關斷條件。 (2) 總結簡易判斷晶閘管好壞的方法。 第9章 課程實訓及實驗 1. 1. 實驗目的實驗目的 (1) 熟悉單結晶體管觸發(fā)電路的工作原理及電路中各元件的作用。 (2

6、) 熟悉觸發(fā)電路中各點的波形及脈沖移動的方法。 (3) 對電阻負載、 電感負載的工作情況及波形進行全面的分析。 實驗二實驗二 單相橋式半控整流電路的研究單相橋式半控整流電路的研究第9章 課程實訓及實驗 2. 2. 實驗設備實驗設備 實驗設備有JZB-型電力電子變流技術實驗裝置、滑線變阻器或燈板、電抗器、示波器和萬用表。 3. 3. 實驗線路實驗線路 1) 實驗原理圖 主電路及觸發(fā)電路如圖9-12所示。 第9章 課程實訓及實驗 圖9-12 單相半控橋式整流電路實驗原理圖及觸發(fā)電路圖S2VD1LdRabRdudV1VDABR1R2RPCV2R3DR4R5CVDW60 VTBS1220 V220 V

7、V1VD2V3續(xù)流二極管VD4第9章 課程實訓及實驗 4. 4. 實驗步驟實驗步驟 1) 實驗準備 (1） 熟悉電力電子實驗柜， 找出單結晶體管觸發(fā)電路所在位置。 (2） 找出測試點與測量插孔之間的對應關系。 2) 晶閘管觸發(fā)電路的測試 接通單結晶體管觸發(fā)電路的電源，即同步變壓器TB的A相副邊電源，如圖9-12 所示。用示波器逐一觀察觸發(fā)電路中整流輸出點A、削波點B、鋸齒點C、單結晶體管輸出點D及脈沖變壓器輸出脈沖波形, 并將實驗結果填入表9-16。 第9章 課程實訓及實驗 3) 電阻負載 (1）按圖9-13接好主電路，在兩個晶閘管的門極接上觸發(fā)脈沖，并在主電路的輸出端接上電阻負載。 (2）用

8、示波器逐一觀察負載兩端電壓ud、晶閘管兩端電壓uV及整流二極管兩端的電壓uVD波形, 并將實驗結果填入表9-17中。 (3）調節(jié)移相電位器RP，用示波器觀察并記錄不同角時的ud、uV、id的波形; 測量電源電壓U2及負載電壓Ud的數值， 驗證Ud 0.9U2(1+cos)/2的關系，并將測量的結果記錄于表9-17中。 (4） 用雙蹤示波器觀察ud與脈沖電壓ug之間的相位系。 第9章 課程實訓及實驗 圖9-13 單相半控橋式整流實驗接線圖V1g1V3g2三相變壓器TRKA2B2C2O2主電路電源A1AB1BC1CKMOVD2VD4VA輸出第9章 課程實訓及實驗 4) 電阻電感負載 (1）切斷電源

9、，在主電路輸出端換接上電阻電感負載（將電阻與一個電抗器串聯(lián)）。 (2）不接續(xù)流二極管，接通電源，用示波器觀察不同導通角時ud、uV、id的波形，同時測量U2及Ud的數值，并與Ud0.9U2(1+cos)/2進行比較分析，將測量的結果記錄于表9-17中。 (3）接上續(xù)流二極管（可在實驗柜中的六個整流二極管中任選一個）， 重復上述步驟。第9章 課程實訓及實驗 表表9-16 9-16 單結晶體管觸發(fā)電路中各點的波形單結晶體管觸發(fā)電路中各點的波形 第9章 課程實訓及實驗 接線注意： (1） 示波器在同時使用兩探頭測量時， 必須將兩探頭的地線端接在電路的同一電位點上，否則會因兩探頭地線造成被測電路短路事

10、故。 (2） 主電路的電源和觸發(fā)電路的電源必須都用同一相電源， 建議都使用A相電源。 第9章 課程實訓及實驗 5. 實驗結果實驗結果 表表9-17 9-17 主電路各元件電流、電壓波形主電路各元件電流、電壓波形第9章 課程實訓及實驗 6. 實驗報告要求實驗報告要求 (1) 分析實驗記錄中的波形與理論分析的波形是否一致。 (2) 分析總結導通角與負載電壓U2的關系是否滿足Ud0.9U2(1+cos)/2， 該關系與負載的性質是否有關系。 (3) 分析續(xù)流二極管對負載電壓、 電流波形有何影響， 它的作用是什么。 第9章 課程實訓及實驗 1. 1. 實驗目的實驗目的 (1) 熟悉三相橋式電路的接線，

11、觀察電阻負載、電阻電感負載及反電動勢負載時輸出電壓、電流的波形。 (2) 理想觸發(fā)器定相原理， 掌握測試晶閘管整流裝置的步驟和方法。 實驗三實驗三 三相橋式全控整流電路的研究三相橋式全控整流電路的研究第9章 課程實訓及實驗 2. 2. 實驗電路實驗電路 圖 9-14 三相橋式全控整流實驗主電路 g1a2xTb2yc2zXAYBZCD, yn11KMS380 Vg4V4g3g6V6g5g2V2RV1V3V5第9章 課程實訓及實驗 圖 9-15 三相橋式全控整流實驗控制電路 CF1 15 V a 15 VX Yg1kCF2 15 V c 15 VX Yg2kCF3 15 V b 15 VX Yg3

12、kCF4 15 V a 15 VX Yg4kCF5 15 V c 15 VX Yg5kCF6 15 V b 15 VX Yg6kA380 a aB380 b bC380 c c 15 V3.3 k3.3 k 15 VUbUp第9章 課程實訓及實驗 3. 3. 實驗設備實驗設備 實驗設備有JZB-型電力電子變流技術實驗裝置、直流電動機-發(fā)電機組、三相整流變壓器、電抗器、滑線變阻器、 燈板、 雙蹤示波器以及萬用表。 4. 4. 實驗原理實驗原理 三相全控橋式整流電路輸出電壓Ud2.33U2cos, 負載額定電壓為220 V時，U2選110 V較為合適。 在 采 用 圖 9 - 1 4 所 示 的

13、編 號 時 ， 晶 閘 管 導 通 按V6V1V2V3V4V5V6順序循環(huán)。為保證每一瞬間兩只晶閘管同時導通，本實驗采用了鋸齒波同步的雙脈沖觸發(fā)電路，其雙脈沖電路的接線見圖9-16。 第9章 課程實訓及實驗 圖 9-16 雙脈沖電路的接線圖 XY1#XY2#XY3#XY4#XY5#XY6#第9章 課程實訓及實驗 脈沖發(fā)出順序按1、2、3、4、5、6、1循環(huán)， 間隔為60，每個觸發(fā)電路在一周內發(fā)兩個脈沖, 間隔也為60。 由鋸齒波同步觸發(fā)電路可知，在同步電壓負半周時形成鋸齒波，因此要求同步電壓uV與被觸發(fā)晶閘管陽極電壓在相位上相差180，這樣可以得出晶閘管元件觸發(fā)電路的同步電壓， 如表9-18所

14、示。第9章 課程實訓及實驗 表表9-18 9-18 晶閘管元件觸發(fā)電路的同步電壓晶閘管元件觸發(fā)電路的同步電壓 第9章 課程實訓及實驗 5. 5. 實驗內容及步驟實驗內容及步驟 1) 實驗準備 (1） 熟悉實驗裝置的電路結構，找出本實驗使用的直流電源、同步變壓器、鋸齒波同步觸發(fā)電路和晶閘管主電路, 檢查一下實驗設備是否齊全。 (2） 測定交流電源的相序。 (3） 確定主變壓器與同步變壓器的極性，并將主變壓器接成D,yn11，同步變壓器接成D,yn11,yn5聯(lián)結組, 如圖9-15所示。 (4） 按圖9-15將觸發(fā)電路接好， X、 Y端暫不接脈沖信號。 第9章 課程實訓及實驗 (5）合上S，接通各

15、直流電源，逐個檢查每塊觸發(fā)板工作是否正常， 然后用雙蹤示波器依次測量相鄰兩塊觸發(fā)板的鋸齒波電壓波形，調節(jié)斜率電位器Rp， 使鋸齒波的斜率一致， 間隔為60，見圖9-17。 這種調試方法稱為鋸齒波排隊法。 (6）測量觸發(fā)板的輸出脈沖，由于Y端未接，觸發(fā)板輸出為單脈沖，用雙蹤示波器測量相鄰兩塊觸發(fā)板的輸出脈沖， 看是否相隔60，如不是，可稍調斜率電位器RP來實現(xiàn)脈沖對稱。 脈沖排隊的波形見圖9-18。 (7） 按圖9-16將各觸發(fā)板X、 Y端聯(lián)起來，使其輸出雙脈沖， 用雙蹤示波器觀察雙脈沖的波形， 見圖9-19。 第9章 課程實訓及實驗 圖9-17 鋸齒波排隊電路 ubt0第9章 課程實訓及實驗

16、圖9-18 單脈沖排隊波形 1#3#5#1#360tugugt2#4#6#606060606000第9章 課程實訓及實驗 圖9-19 雙脈沖排隊波形tt2#2#1#1#ugug60360#1#200第9章 課程實訓及實驗 2) 電阻負載 (1） 觸發(fā)電路正常后，把控制電壓旋鈕調到零，然后調節(jié)Up，使120。仔細檢查線路無誤后，按圖9-14接好主電路并接通電源。調節(jié)控制電壓Uc，觀察輸出電壓ud的波形，并將30、60、90時輸出電壓ud 、晶閘管V1兩端電壓uV1的波形以及ud 、Uc的數值記錄于表9-19中。 表表9-19 9-19 電阻負載實驗記錄電阻負載實驗記錄 第9章 課程實訓及實驗 (

17、2）去掉一只晶閘管的脈沖，觀察輸出電壓ud的波形及不觸發(fā)的晶閘管兩端的電壓波形，比較不觸發(fā)的晶閘管兩端電壓與正常觸發(fā)的晶閘管兩端電壓有什么不同，將結果記錄于表9-20中， 分析這些波形。 表表9-20 9-20 電阻負載線路不正常時的實驗記錄電阻負載線路不正常時的實驗記錄 第9章 課程實訓及實驗 3) 3) 電阻電感負載電阻電感負載 (1） 按停止按鈕，切斷主電路，在輸出端換上電阻電感負載。 然后按啟動按鈕接通主電路電源，記錄30、60、 90時輸出電壓ud、電流id、電抗器兩端電壓uLd的波形于表9-21 中。 表表9-21 9-21 電阻電感負載實驗記錄電阻電感負載實驗記錄 第9章 課程實

18、訓及實驗 (2)改變Rd的數值，觀察輸出電流Id的脈動情況，并記錄Rd阻值最大與最小時id波形于表9-22中。 表表9-22 9-22 反電動勢負載實驗記錄反電動勢負載實驗記錄 第9章 課程實訓及實驗 4) 反電動勢負載 (1)按停止按鈕，切斷電源，在輸出端換接上電動機負載。 (2)接通主電路電源，帶上一定負載，調控制電壓旋鈕， 使Ud由零逐漸上升到額定值，用示波器觀察并記錄不同角時輸出電壓Ud 、電流id及電動機電樞兩端電壓um的波形，記錄Uz（直流發(fā)電機輸出電壓）與Ud的數值，驗證Udf(Uz)關系。 (3) 斷開電源，接入平波電抗器Ld，重復上述實驗，觀察并記錄不同角時輸出電壓ud、電流

19、id及電動機電樞兩端電壓um的波形，記錄Uz與Ud的數值，驗證Ud f(Uz)關系。將以上結果記錄入表9-22中。 第9章 課程實訓及實驗 (4)直流電動機機械特性實驗。切斷電源，使控制電壓Uc電位器旋鈕調到零位，使直流發(fā)電機空載。接通電源，逐漸調節(jié)控制電壓，使輸出電壓Ud為額定值，記錄電動機電流Id及轉速n，再逐漸增加負載到額定值， 中間記錄n點，做出機械特性n=f(Id)曲線。 將結果記錄入表9-23中。 表9-23 直流電動機的機械特性實驗記錄 第9章 課程實訓及實驗 6. 6. 實驗結果實驗結果實驗結果填入表9-19表9-23。7. 7. 實驗報告要求實驗報告要求(1) 分析實驗中出現(xiàn)

20、的現(xiàn)象， 回答實驗中提出的問題。 (2) 整理實驗中記錄的波形。 (3) 總結調試三相橋式整流電路的步驟和方法。 (4) 畫出電阻負載時的輸入-輸出特性Ud=f(Uc)關系曲線。 (5) 繪出電動機機械特性n=f(Id)曲線。 第9章 課程實訓及實驗 1. 1. 實驗目的實驗目的 (1) 熟悉三相交流調壓電路的工作原理。 (2) 了解三相三線制和三相四線制交流調壓電路在電阻負載、 電阻電感負載時輸出電壓、電流的波形及移相特性。 實驗四實驗四 三相交流調壓電路的研究三相交流調壓電路的研究第9章 課程實訓及實驗 CF1鋸齒波觸發(fā)電路板15 Va15 VCF215 Vc15 VCF315 Vb15

21、VCF415 Va15 VCF515 Vc15 VCF615 Vb15 VAaaBbbCccd1g1d3g3d5g530 V15 VUbUpTSAg1V1R1R1Ld1KMS ATRBg3V3R2R2Ld2BCg5V5R3R3Ld3NC380 V圖9-20 三相交流調壓電路 2. 實驗電路實驗電路第9章 課程實訓及實驗 3. 3. 實驗設備實驗設備實驗設備有變阻器、 電抗器、 雙蹤示波器和萬用表。 第9章 課程實訓及實驗 4. 4. 實驗原理實驗原理 星形帶中線的三相交流調壓電路實際上就是三個單相交流調壓電路的組合， 其工作原理和波形均與單相交流調壓相同。 對三相三線制交流調壓電路，由于沒有中線，每相電流必須與另一相構成回路。與三相全控橋一樣，三相三線制調壓電路應采用寬脈沖或雙窄脈沖觸發(fā)。與三相整流電路不同的是，控制角=0為相應相電壓過零點，而不