電力電子技術實驗報告答案

1、試驗一 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路試驗一、試驗目的 (1)加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。 (2)把握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調試方法。二、試驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源把握屏該把握屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2DJK03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“鋸齒波同步移相觸發(fā)電路”等模塊。3雙蹤示波器自備三、試驗線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的原理圖如圖1-11所示。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測、鋸齒波形成、移相把握、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其工作原理可參見1-3節(jié)和電力電子技術教材中的相關內容。四、試驗內容(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調試

2、。(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點波形的觀看和分析。五、預習要求(1)閱讀本教材1-3節(jié)及電力電子技術教材中有關鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的內容，弄清鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理。(2)把握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路脈沖初始相位的調整方法。六、思考題(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路有哪些特點?(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍與哪些參數有關?(3)為什么鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的脈沖移相范圍比正弦波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍要大?七、試驗方法(1)將DJK01電源把握屏的電源選擇開關打到“直流調速”側,使輸出線電壓為200V（不能打到“溝通調速”側工作，由于DJK03-1的正常工作電源電壓為220V

3、±10%，而“溝通調速”側輸出的線電壓為240V。假如輸入電壓超出其標準工作范圍，掛件的使用壽命將削減，甚至會導致掛件的損壞。在“DZSZ-1型電機及自動把握試驗裝置”上使用時，通過操作把握屏左側的自藕調壓器，將輸出的線電壓調到220V左右，然后才能將電源接入掛件），用兩根導線將200V溝通電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1電源開關，這時掛件中全部的觸發(fā)電路都開頭工作，用雙蹤示波器觀看鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀看孔的電壓波形。同時觀看同步電壓和“1”點的電壓波形，了解“1”點波形形成的緣由。觀看“1”、“2”點的電壓波形，了解鋸齒波寬度和“1

4、”點電壓波形的關系。調整電位器RP1，觀測“2”點鋸齒波斜率的變化。觀看“3”“6”點電壓波形和輸出電壓的波形，登記各波形的幅值與寬度，并比較“3”點電壓U3和“6”點電壓U6的對應關系。(2)調整觸發(fā)脈沖的移相范圍將把握電壓Uct調至零(將電位器RP2順時針旋到底)，用示波器觀看同步電壓信號和“6”點U6的波形，調整偏移電壓Ub(即調RP3電位器)，使=170°，其波形如圖3-2所 (3)調整Uct（即電位器RP2）使=60°，觀看并記錄U1U6及輸出 “G、K”脈沖電壓的波形，標出其幅值與寬度，并記錄在下表中(可在示波器上直接讀出，讀數時應將示波器的“V/DIV”和“t

5、/DIV”微調旋鈕旋到校準位置)。八、試驗報告(1)整理、描繪試驗中記錄的各點波形.1點波形2點波形3點波形4點波形5點波形6點波形GK波形 (2)總結鋸齒波同步移相觸發(fā)電路移相范圍的調試方法，假如要求在Uct=0的條件下，使=90°，如何調整?(3)爭辯、分析試驗中消滅的各種現象。九、留意事項參照試驗一和試驗二的留意事項。試驗二 單相橋式全控整流電路試驗一、試驗目的(1)加深理解單相橋式全控整流。(2)爭辯單相橋式變流電路整流的全過程。二、試驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源把握屏該把握屏包含“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

6、“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。4DJK10 變壓器試驗該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流” 等模塊。5D42三相可調電阻6雙蹤示波器自備7萬用表自備三、試驗線路及原理圖3-3為單相橋式整流帶電阻電感性負載，其輸出負載R用D42三相可調電阻器，將兩個900接成并聯形式，電抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流電壓、電流表均在DJK02面板上。觸發(fā)電路接受DJK03-1組件掛箱上的“鋸齒波同步移相觸發(fā)電路”。四、試驗內容(1)單相橋式全控整流電路帶電阻電感負載。五、預習要求閱讀電力電子技術教材中有關單相橋式全控整

7、流電路的有關內容。六、思考題實現有源逆變的條件是什么?在本試驗中是如何保證能滿足這些條件?七、試驗方法(1)觸發(fā)電路的調試將DJK01電源把握屏的電源選擇開關打到“直流調速”側使輸出線電壓為200V，用兩根導線將200V溝通電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1電源開關，用示波器觀看鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀看孔的電壓波形。將把握電壓Uct調至零(將電位器RP2逆時針旋到底)，觀看同步電壓信號和“6”點U6的波形，調整偏移電壓Ub(即調RP3電位器)，使=180°。將鋸齒波觸發(fā)電路的輸出脈沖端分別接至全控橋中相應晶閘管的門極和陰極，留意不要把相序

8、接反了，否則無法進行整流和逆變。將DJKO2上的正橋和反橋觸發(fā)脈沖開關都打到“斷”的位置,并使Ulf和Ulr懸空，確保晶閘管不被誤觸發(fā)。圖3-8 單相橋式整流試驗原理圖 (2)單相橋式全控整流按圖3-8接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，保持Ub偏移電壓不變(即RP3固定)，漸漸增加Uct（調整RP2），在=0°、30°、60°、90°、120°時，用示波器觀看、記錄整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄電源電壓U2和負載電壓Ud的數值于下表中。 30° 60° 90° 120°U2

9、216.4216.6218.6222.5Ud（記錄值）182.2146.310345Ud（計算值）18407146.298.3747計算公式:UdO.9U2(1+cos)/2八、試驗報告(1)畫出= 30°、60°、90°、120°時Ud和UVT的波形。 （參考教材P47）(2)畫出電路的移相特性Ud=f()曲線。九、留意事項(1)在本試驗中，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,應將所用晶閘管對應的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關撥向“斷”的位置，并將Ulf及Ulr懸空，避開誤觸發(fā)。(2)為了保證從逆變到整流不發(fā)生過流，其回路的

10、電阻R應取比較大的值，但也要考慮到晶閘管的維持電流，保證牢靠導通。 (1)畫出=30°、60°、90°、120°時Ud和UVT的波形。=30°Ud的波形 =60°Ud的波形=90°Ud的波形=120°Ud的波形 =30°Uvt的波形 =60°Uvt的波形=90°Uvt的波形=120°Uvt的波形 試驗三和試驗四 三相橋式全控整流及有源逆變電路試驗一、試驗目的(1)加深理解三相橋式全控整流及有源逆變電路的工作原理。(2)了解KC系列集成觸發(fā)器的調整方法和各點的波形。二、試驗所需

11、掛件及附件序號型 號備注1DJK01 電源把握屏該把握屏包含“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 給定及試驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。5DJK10 變壓器試驗該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流”。6D42三相可調電阻7雙蹤示波器自備8萬用表自備三、試驗線路及原理試驗線路如圖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DJKO2-1中的集成觸發(fā)電路，由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片組成，可輸出經高頻

12、調制后的雙窄脈沖鏈。集成觸發(fā)電路的原理可參考1-3節(jié)中的有關內容，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教材的有關內容。 圖3-13 三相橋式全控整流電路試驗原理圖在三相橋式有源逆變電路中，電阻、電感與整流的全都，而三相不控整流及心式變壓器均在DJK10掛件上，其中心式變壓器用作升壓變壓器，逆變輸出的電壓接心式變壓器的中壓端Am、Bm、Cm,返回電網的電壓從高壓端A、B、C輸出，變壓器接成Y/Y接法。圖中的R均使用D42三相可調電阻，將兩個900接成并聯形式；電感Ld在DJK02面板上，選用700mH，直流電壓、電流表由DJK02獲得。圖3-14 三相橋式有源逆變電路試驗原理圖四、

13、試驗內容(1)三相橋式全控整流電路。(2)三相橋式有源逆變電路。(3)在整流或有源逆變狀態(tài)下，當觸發(fā)電路消滅故障(人為模擬)時觀測主電路的各電壓波形。五、預習要求(1)閱讀電力電子技術教材中有關三相橋式全控整流電路的有關內容。(2)閱讀電力電子技術教材中有關有源逆變電路的有關內容，把握實現有源逆變的基本條件。(3)學習本教材1-3節(jié)中有關集成觸發(fā)電路的內容，把握該觸發(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?在本試驗中主電路三相電源的相序可任意設定嗎?(2)在本試驗的整流及逆變時，對角有什么要求?為什么?七、試驗方法(1)DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調試

14、 打開DJK01總電源開關，操作“電源把握屏”上的“三相電網電壓指示”開關，觀看輸入的三相電網電壓是否平衡。將DJK01“電源把握屏”上“調速電源選擇開關”撥至“直流調速”側。用10芯的扁平電纜，將DJK02的“三相同步信號輸出”端和DJK02-1“三相同步信號輸入”端相連,打開DJK02-1電源開關，撥動 “觸發(fā)脈沖指示”鈕子開關，使“窄”的發(fā)光管亮。觀看A、B、C三相的鋸齒波，并調整A、B、C三相鋸齒波斜率調整電位器（在各觀測孔左側），使三相鋸齒波斜率盡可能全都。將DJK06上的“給定”輸出Ug直接與DJK02-1上的移相把握電壓Uct相接，將給定開關S2撥到接地位置（即Uct=0），調整

15、DJK02-1上的偏移電壓電位器，用雙蹤示波器觀看A相同步電壓信號和“雙脈沖觀看孔” VT1的輸出波形，使=150°(留意此處的表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0°是從自然換流點開頭計算，前面試驗中的單相晶閘管電路的0°移相角表示從同步信號過零點開頭計算，兩者存在相位差，前者比后者滯后30°)。適當增加給定Ug的正電壓輸出，觀測DJK02-1上“脈沖觀看孔”的波形，此時應觀測到單窄脈沖和雙窄脈沖。用8芯的扁平電纜，將DJK02-1面板上“觸發(fā)脈沖輸出”和“觸發(fā)脈沖輸入”相連，使得觸發(fā)脈沖加到正反橋功放的輸入端。將DJK02-1面板上的Ulf端接地，用2

16、0芯的扁平電纜，將DJK02-1的“正橋觸發(fā)脈沖輸出”端和DJK02“正橋觸發(fā)脈沖輸入”端相連，并將DJK02“正橋觸發(fā)脈沖”的六個開關撥至“通”，觀看正橋VT1VT6晶閘管門極和陰極之間的觸發(fā)脈沖是否正常。(2)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，調整給定電位器，增加移相電壓，使角在30°150°范圍內調整，同時，依據需要不斷調整負載電阻R,使得負載電流Id保持在0.6A左右(留意Id不得超過0.65A)。用示波器觀看并記錄=30°、60°及90

17、6;時的整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄相應的Ud數值于下表中。306090U2126126126Ud(記錄值)25614942Ud/U2Ud(計算值)2551474395計算公式:Ud=2.34U2cos (060O) Ud=2.34U21+cos(a+) (60o120o)(3)三相橋式有源逆變電路按圖3-14接線，將DJK06上的 “給定”輸出調到零(逆時針旋到底)，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，調整給定電位器，增加移相電壓，使角在30°90°范圍內調整，同時，依據需要不斷調整負載電阻R,使得電流Id保持在0.6A左右(留意Id不得超過0.

18、65A)。用示波器觀看并記錄=30°、60°、90°時的電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形，并記錄相應的Ud數值于下表中。306090U2636363Ud(記錄值)-125-720Ud/U2Ud(計算值)-127。6-73。70計算公式:Ud=2.34U2cos(180O-)(4)故障現象的模擬當=60°時，將觸發(fā)脈沖鈕子開關撥向“斷開”位置，模擬晶閘管失去觸發(fā)脈沖時的故障，觀看并記錄這時的Ud、UVT波形的變化狀況。八、試驗報告(1)畫出電路的移相特性Ud =f()。(2)畫出觸發(fā)電路的傳輸特性 =f(Uct)。(3)畫出=30°、60&#

19、176;、90°、時的整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形。 =30°Ud波形 =60°Ud波形=90°Ud波形 =30°UVT的波形=60°UVT的波形=90°UVT的波形=30°Ud波形 =60°Ud波形=90°Ud波形=30°UVT波形 =60°UVT波形=90°UVT波形=60°失去一路脈沖時Ud波形 (4)簡潔分析模擬的故障現象。九、留意事項(1)可參考試驗六的留意事項 (1)、(2)(2)為了防止過流，啟動時將負載電阻R調至最大阻值位置。(

20、3)三相不控整流橋的輸入端可加接三相自耦調壓器，以降低逆變用直流電源的電壓值。(4)有時會發(fā)覺脈沖的相位只能移動120°左右就消逝了，這是由于A、C兩相的相位接反了，這對整流狀態(tài)無影響，但在逆變時，由于調整范圍只能到120°，使試驗效果不明顯，用戶可自行將四芯插頭內的A、C相兩相的導線對調，就能保證有足夠的移相范圍。試驗五和試驗六 直流斬波電路原理試驗一、試驗目的(1)加深理解斬波器電路的工作原理。(2)把握斬波器主電路、觸發(fā)電路的調試步驟和方法。(3)生疏斬波器電路各點的電壓波形。二、試驗所需掛件及附件三、試驗線路及原理本試驗接受脈寬可調的晶閘管斬波器，主電路見下頁。其中

21、VT1為主晶閘管，VT2為幫助晶閘管,C和L1構成振蕩電路,它們與VD2、VD1、L2組成VT1的換流關斷電路。當接通電源時，C經L1、VD1、L2及負載充電至+Ud0，此時VT1、VT2均不導通，當主脈沖到來時，VT1導通，電源電壓將通過該晶閘管加到負載上。當幫助脈沖到來時，VT2導通，C通過VT2、L1放電，然后反向充電，其電容的極性從+Ud0變?yōu)?Ud0，當充電電流下降到零時，VT2自行關斷，此時VT1連續(xù)導通。VT2關斷后，電容C通過VD1及VT1反向放電，流過VT1的電流開頭減小，當流過VT1的反向放電電流與負載電流相同的時候，VT1關斷；此時，電容C連續(xù)通過VD1、L2、VD2放電

22、，然后經L1、VD1、L2及負載充電至+Ud0，電源停止輸出電流，等待下一個周期的觸發(fā)脈沖到來。VD3為續(xù)流二極管，為反電勢負載供應放電回路。斬波主電路原理圖從以上斬波器工作過程可知，把握VT2脈沖消滅的時刻即可調整輸出電壓的脈寬,從而可達到調整輸出直流電壓的目的。VT1、VT2的觸發(fā)脈沖間隔由觸發(fā)電路確定。斬波器觸發(fā)電路和原理可參見試驗一內容。試驗接線如下圖所示，電阻R用D42三相可調電阻，用其中一個900的電阻；勵磁電源和直流電壓、電流表均在把握屏上。直流斬波器試驗線路圖四、試驗內容(1)直流斬波器觸發(fā)電路調試。(2)直流斬波器接電阻性負載。(3)直流斬波器接電阻電感性負載（選做）。五、預習要求(1)閱讀電力電子技術教材中有關斬波器的內容，弄清脈寬可調斬波器的工作原理。(2)學習教材中有關斬波器及其觸發(fā)電路的內容，把握斬波器及其觸發(fā)電路的工作原理及調試方法。六、思考題(1)直流斬波器有哪幾種調制方式?本試驗中的斬波器為何種調制方式?(2)本試驗接受的斬波器主電路中電容C起什么作用?七、試驗方法(1)斬波器觸發(fā)電路調試調整DJK05面板上的電位器RP1、RP2，RP1調整鋸齒波的上下電平位置，而RP2為調整鋸齒波的頻率。先調整RP2，將頻率調整到200Hz300Hz之間，然后在保證三角波不