電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)打印的

1、實(shí)驗(yàn)一 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1) 熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。 (2) 掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。 二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件 序號(hào) 型 號(hào) 備 注 1 DJK01 電源控制屏 該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。 2 DJK03 晶閘管觸發(fā)電路 該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”等模塊。 3 雙蹤示波器 自備 三、實(shí)驗(yàn)線路及原理 圖1-8 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路原理圖由同步變壓器副邊輸出60V的交流同步電壓，經(jīng)VD1半波整流，再經(jīng)穩(wěn)壓管V1、V2進(jìn)行削波，從而得到梯形波電壓，其過(guò)零點(diǎn)與電源電壓的過(guò)零點(diǎn)同步，梯形波通過(guò)R7及等效可變電阻V5向電容

2、C1充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到單結(jié)晶體管的峰值電壓Up時(shí)，單結(jié)晶體管V6導(dǎo)通，電容通過(guò)脈沖變壓器原邊放電，脈沖變壓器副邊輸出脈沖。同時(shí)由于放電時(shí)間常數(shù)很小，C1兩端的電壓很快下降到單節(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓Uv使V6關(guān)斷，C1再次充電，周而復(fù)始，在電容c1兩端呈現(xiàn)鋸齒波形，在脈沖變壓器副邊輸出尖脈沖。在一個(gè)梯形波周期內(nèi)，V6可能導(dǎo)通、關(guān)斷多次，但對(duì)晶閘管的觸發(fā)只有第一個(gè)輸出脈沖起作用。電容C1的充電時(shí)間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP1改變C1的充電時(shí)間，控制第一個(gè)尖脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)脈沖的移相控制。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的個(gè)點(diǎn)波形略。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。 (2) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電

3、路各點(diǎn)電壓波形的觀察。 五、思考題 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中 C1 的數(shù)值有什么關(guān)系 ? 答：在一個(gè)梯形波周期內(nèi)，V6可能導(dǎo)通、關(guān)斷多次，但對(duì)晶閘管的觸發(fā)只有第一個(gè)輸出脈沖起作用。電容C1的充電時(shí)間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP1改變C1的充電時(shí)間，控制第一個(gè)尖脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)脈沖的移相控制。(2) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍能否達(dá)到 180°? 答：能六、實(shí)驗(yàn)方法 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的觀測(cè) 將 DJK01 電源控制屏的電源選擇開(kāi)關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè) , 使輸出線 電壓為 200V （不能打到“交流調(diào)速”側(cè)工作，因?yàn)?DJK03 的正常工作電源電壓為

4、 220V ± 10% ，而“交流調(diào)速”側(cè)輸出的線電壓為 240V 。如果輸入電壓超出其標(biāo)準(zhǔn)工作范圍，掛件的使用壽命將減少，甚至?xí)?dǎo)致掛件的損壞。在“ DZSZ-1 型電機(jī)及自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置”上使用時(shí)，通過(guò)操作控制屏左側(cè)的自藕調(diào)壓器，將輸出的線電壓調(diào)到 220V 左右，然后才能將電源接入掛件），用兩根導(dǎo)線將 200V 交流電壓接到 DJK03 的“外接 220V ”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開(kāi) DJK03 電源開(kāi)關(guān)，這時(shí)掛件中所有的觸發(fā)電路都開(kāi)始工作，用雙蹤示波器觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，經(jīng)半波整流后“ 1 ”點(diǎn)的波形，經(jīng)穩(wěn)壓管削波得到“ 2 ”點(diǎn)的波形，調(diào)節(jié)移相電位器 RP1 ，觀察“

5、 4 ”點(diǎn)鋸齒波的周期變化及“ 5 ”點(diǎn)的觸發(fā)脈沖波形；最后觀測(cè)輸出的“ G 、 K ”觸發(fā)電壓波形，其能否在 30° 170° 范圍內(nèi)移相 ? (2) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的記錄 當(dāng) 30 o 、 60 o 、 90 o 、 120 o 時(shí)，將單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的各觀測(cè)點(diǎn)波形描繪下來(lái)，并與圖 1-9 的各波形進(jìn)行比較。 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 畫(huà)出 =60°時(shí)，單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)輸出的波形及其幅值.答：如圖所示。八、注意事項(xiàng) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上

6、，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過(guò)示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。 九、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn),加深了課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí).第一次做這種實(shí)驗(yàn),運(yùn)用示波器的時(shí)候以為和其他的一樣,剛開(kāi)始并沒(méi)有看注意事項(xiàng),導(dǎo)致波形觀察不是很清楚.后來(lái)采用了兩個(gè)示波器觀察.實(shí)驗(yàn)二 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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

7、作用。(2)掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件三、實(shí)驗(yàn)線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的原理圖見(jiàn)DJK03-1掛件介紹中鋸齒波同步移相觸發(fā)電路原理圖。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測(cè)、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其工作原理可參見(jiàn)DJK03-1掛件介紹部分和電力電子技術(shù)教材中的相關(guān)內(nèi)容。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的觀察和分析。五、思考題(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路有哪些特點(diǎn)?答：鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測(cè)、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路

8、的移相范圍與哪些參數(shù)有關(guān)?答：與電容C1、電位器RP1、電位器RP2、電位器RP3等參數(shù)有關(guān)。六、實(shí)驗(yàn)方法(1)將DJK01電源控制屏的電源選擇開(kāi)關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè),使輸出線電壓為200V（不能打到“交流調(diào)速”側(cè)工作，因?yàn)镈JK03-1的正常工作電源電壓為220V±10%，而“交流調(diào)速”側(cè)輸出的線電壓為240V。如果輸入電壓超出其標(biāo)準(zhǔn)工作范圍，掛件的使用壽命將減少，甚至?xí)?dǎo)致掛件的損壞。在“DZSZ-1型電機(jī)及自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置”上使用時(shí)，通過(guò)操作控制屏左側(cè)的自藕調(diào)壓器，將輸出的線電壓調(diào)到220V左右，然后才能將電源接入掛件），用兩根導(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接2

9、20V”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開(kāi)DJK03-1電源開(kāi)關(guān)，這時(shí)掛件中所有的觸發(fā)電路都開(kāi)始工作，用雙蹤示波器觀察鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀察孔的電壓波形。同時(shí)觀察同步電壓和“1”點(diǎn)的電壓波形，了解“1”點(diǎn)波形形成的原因。觀察“1”、“2”點(diǎn)的電壓波形，了解鋸齒波寬度和“1”點(diǎn)電壓波形的關(guān)系。調(diào)節(jié)電位器RP1，觀測(cè)“2”點(diǎn)鋸齒波斜率的變化。觀察“3”“6”點(diǎn)電壓波形和輸出電壓的波形，記下各波形的幅值與寬度，并比較“3”點(diǎn)電壓U3和“6”點(diǎn)電壓U6的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(2)調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的移相范圍將控制電壓Uct調(diào)至零(將電位器RP2順時(shí)針旋到底)，用示波器觀察同步電壓信號(hào)和“6”點(diǎn)U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub(

10、即調(diào)RP3電位器)，使=170°，其波形如下圖所示。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路(3)調(diào)節(jié)Uct（即電位器RP2）使=60°，觀察并記錄U1U6及輸出“G、K”脈沖電壓的波形，標(biāo)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(shù)時(shí)應(yīng)將示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微調(diào)旋鈕旋到校準(zhǔn)位置)。U1U2U3U4U5U6幅值（V）0.480.340.110.340.80.038寬度（ms）2020207.2510七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)整理、描繪實(shí)驗(yàn)中記錄的各點(diǎn)波形，并標(biāo)出其幅值和寬度。答：數(shù)據(jù)見(jiàn)表格。(2)總結(jié)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路移相范圍的調(diào)試方法，如果要求在Uct=0的條件

11、下，使=90°，如何調(diào)整?答：調(diào)節(jié)RP3電位器即可。八、注意事項(xiàng)(1) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過(guò)示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。(2)由于正弦波觸發(fā)電路的特殊性，我們?cè)O(shè)計(jì)移相電路的調(diào)節(jié)

12、范圍較小，如需將調(diào)節(jié)到逆變區(qū)，除了調(diào)節(jié)RP1外，還需調(diào)節(jié)RP2電位器。(3)由于脈沖“G”、“K”輸出端有電容影響，故觀察輸出脈沖電壓波形時(shí)，需將輸出端“G”和“K”分別接到晶閘管的門極和陰極（或者也可用約100左右阻值的電阻接到“G”、“K”兩端，來(lái)模擬晶閘管門極與陰極的阻值），否則無(wú)法觀察到正確的脈沖波形。九、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路1、2由同步檢測(cè)、鋸齒波形成、移相控制、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)使我更加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，并基本掌握掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。實(shí)驗(yàn)三 單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1) 掌握單結(jié)晶體管觸

13、發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。 (2) 掌握單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作。 (3) 了解續(xù)流二極管的作用。 二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件 序號(hào) 型 號(hào) 備 注 1 DJK01 電源控制屏 該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)模塊。 2 DJK02 三相變流橋路 該掛件包含“晶閘管”，以及“電感”等幾個(gè)模塊。 3 DJK03 晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn) 該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”模塊。 4 DJK06 給定負(fù)載及吸收電路 該掛件包含“二極管”以及“開(kāi)關(guān)”等幾個(gè)模塊。 5 DK04 滑線變阻器 串聯(lián)形式： 0.65A ， 2k 并聯(lián)形式： 1.3A ， 500 6 雙蹤示波

14、器 自備 7 萬(wàn)用表 自備 三、實(shí)驗(yàn)線路及原理 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及線路圖已在 1-3 節(jié)中作過(guò)介紹。將 DJK03 掛件上的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸出端“ G ”和“ K ”接到 DJK02 掛件面板上的反橋中的任意一個(gè)晶閘管的門極和陰極，并將相應(yīng)的觸發(fā)脈沖的鈕子開(kāi)關(guān)關(guān)閉（防止誤觸發(fā)），圖中的 R 負(fù)載用 DK04 滑線變阻器接成并聯(lián)形式。二極管 VD1 和開(kāi)關(guān) S1 均在 DJK06 掛件上，電感 L d 在 DJK02 面板上，有 100mH 、 200mH 、 700mH 三檔可供選擇，本實(shí)驗(yàn)中選用 700mH 。直流電壓表及直流電流表從 DJK02 掛件上得到。  

15、   圖 3-3 單相半波可控整流電路 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。 (2) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)電壓波形的觀察并記錄。 (3) 單相半波整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí) U d /U 2 = f() 特性的測(cè)定。 (4) 單相半波整流電路帶電阻電感性負(fù)載時(shí)續(xù)流二極管作用的觀察。 五、思考題 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中電容 C1 的數(shù)值有什么關(guān)系 ? 答：在一個(gè)梯形波周期內(nèi)，V6可能導(dǎo)通、關(guān)斷多次，但對(duì)晶閘管的觸發(fā)只有第一個(gè)輸出脈沖起作用。電容C1的充電時(shí)間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP1改變C1的充電時(shí)間，控制第一個(gè)尖脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)脈沖的移相控制

16、。六、實(shí)驗(yàn)方法 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試 將 DJK01 電源控制屏的電源選擇開(kāi)關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè)，使輸出線電壓為 200V ，用兩根導(dǎo)線將 200V 交流電壓接到 DJK03 的“外接 220V ”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開(kāi) DJK03 電源開(kāi)關(guān)，用雙蹤示波器觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中整流輸出的梯形波電壓、鋸齒波電壓及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路輸出電壓等波形。調(diào)節(jié)移相電位器 RP1 ，觀察鋸齒波的周期變化及輸出脈沖波形的移相范圍能否在 30° 170° 范圍內(nèi)移動(dòng) ? (2) 單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載 觸發(fā)電路調(diào)試正常后，按圖 3-3 電路圖接線。將滑線變阻器調(diào)在

17、最大阻值位置，按下“啟動(dòng)”按鈕，用示波器觀察負(fù)載電壓 U d 、晶閘管 VT 兩端電壓 U VT 的波形，調(diào)節(jié)電位器 RP1 ，觀察 =30° 、 60° 、 90° 、 120° 、 150° 時(shí) U d 、 U VT 的波形，并測(cè)量直流輸出電壓 U d 和電源電壓 U 2 ，記錄于下表中。 計(jì)算公式：U d =0.45U 2 (1+cos )/2 30°60°90°120°150°U 2200200200200200U d （記錄值）-75-65-35-25-5U d /U 20.3750.

18、3250.175-0.125-0.025U d （計(jì)算值）83.9767.54522.56.03 (3) 單相半波可控整流電路接電阻電感性負(fù)載 將負(fù)載電阻 R 改成電阻電感性負(fù)載（由滑線電阻器與平波電抗器 L d 串聯(lián)而成）。暫不接續(xù)流二極 管 VD1 ，在不同阻抗角 阻抗角 =tg -1 ( L/R) ，保持電感量不變，改變 R 的電阻值 , 注意電流不要超過(guò) 1A 情況下，觀察并記錄 =30° 、 60° 、 90° 、 120° 時(shí)的直流輸出電壓值 U d 及 U VT 的波形。 30°60°90°120°1

19、50°U 2200200200200200U d ( 記錄值）-15-15- 15-15-15U d /U 20.0750.0750.0750.0750.075U d （計(jì)算值）83.9767.54522.56.03接入續(xù)流二極管 VD1 ，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察續(xù)流二極管的作用 , 以及 U VD1 波形的變化。 計(jì)算公式 : U d = 0.45U 2 (l 十 cos)/2 30°60°90°120°150°U 2200200200200200U d （記錄值）-240-240-240-240-240U d /U 21.2

20、1.21.21.21.2U d （計(jì)算值）83.9767.54522.56.03七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 (1) 畫(huà)出 =90° 時(shí)，電阻性負(fù)載和電阻電感性負(fù)載的 U d 、 U VT 波形。答：波形圖略。 (2) 畫(huà)出電阻性負(fù)載時(shí) U d /U 2 =f() 的實(shí)驗(yàn)曲線，并與計(jì)算值 U d 的對(duì)應(yīng)曲線相比較。(3) 分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，寫(xiě)出體會(huì)。答:做這種實(shí)驗(yàn)十分不好控制,要注意各方面的影響。 八、注意事項(xiàng) (1) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過(guò)示波器外殼發(fā)生電氣短路

21、。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。 (2) 在本實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)電路選用的是單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，同樣也可以用鋸齒波同步移相觸發(fā)電路來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。 (3) 在實(shí)驗(yàn)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(shí) , 應(yīng)將所用晶閘管對(duì)應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開(kāi)關(guān)撥向“斷”的位置，并將 U lf 及 U lr 懸空，避免誤觸發(fā)。 (4

22、) 為避免晶閘管意外損壞，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： 在主電路未接通時(shí)，首先要調(diào)試觸發(fā)電路，只有觸發(fā)電路工作正常后，才可以接通主電路。 在接通主電路前，必須先將控制電壓 U ct 調(diào)到零，且將負(fù)載電阻調(diào)到最大阻值處；接通主電路后，才可逐漸加大控制電壓 U ct ，避免過(guò)流。 要選擇合適的負(fù)載電阻和電感，避免過(guò)流。在無(wú)法確定的情況下，應(yīng)盡可能選用大的電阻值。 由于晶閘管具有一定的維持電流，故要使晶閘管可靠工作，其通過(guò)的電流不能太小，否則會(huì)造成晶閘管時(shí)斷時(shí)續(xù)，在本實(shí)驗(yàn)裝置中，要保證晶閘管正常工作，負(fù)載電流必須大于 50mA 以上。 (5) 在實(shí)驗(yàn)中要注意同步電壓與觸發(fā)相位的關(guān)系，例如在單結(jié)晶體管觸發(fā)電

23、路中，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的位置是在同步電壓的上半周，而在鋸齒波觸發(fā)電路中，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的位置是在同步電壓的下半周，所以在主電路接線時(shí)應(yīng)充分考慮到這個(gè)問(wèn)題，否則實(shí)驗(yàn)就無(wú)法順利完成。 (6) 使用電抗器時(shí)要注意其通過(guò)的電流不要超過(guò) 1A 。 九、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，我進(jìn)一步地熟悉了單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的原理及改變觸發(fā)延遲角的調(diào)節(jié)方法。單相半波可控整流電路電阻負(fù)載，改變觸發(fā)時(shí)刻，Ud和id波形隨之改變，整流輸出電壓為極性不變但瞬時(shí)值變化的脈動(dòng)直流，其波形只在U2正半周出現(xiàn)，而對(duì)于阻感性負(fù)載，交流電源一方面供給電阻消耗的能量，另一方面供給電感吸收的磁場(chǎng)能量。到U2由正變負(fù)的過(guò)零點(diǎn)處，id已經(jīng)處于減小的過(guò)程

24、中，但尚未降到零。由于電感的存在延遲了VT的關(guān)斷時(shí)刻，使ud波形出現(xiàn)負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載時(shí)相比其平均值Ud下降。實(shí)驗(yàn)四 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握各種電力電子器件的工作特性。(2)掌握各器件對(duì)觸發(fā)信號(hào)的要求。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。2DJK06 給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含“二極管”等幾個(gè)模塊。3DJK07 新器件特性實(shí)驗(yàn)4DJK09 單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載5萬(wàn)用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理將電力電子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五種)和負(fù)載電阻R串聯(lián)后接

25、至直流電源的兩端，由DJK06上的給定為新器件提供觸發(fā)電壓信號(hào)，給定電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，直至器件觸發(fā)導(dǎo)通，從而可測(cè)得在上述過(guò)程中器件的V/A特性；圖中的電阻R用DJK09 上的可調(diào)電阻負(fù)載，將兩個(gè)90的電阻接成串聯(lián)形式，最大可通過(guò)電流為1.3A；直流電壓和電流表可從DJK01電源控制屏上獲得，五種電力電子器件均在DJK07掛箱上；直流電源從電源控制屏的輸出接DJK09上的單相調(diào)壓器，然后調(diào)壓器輸出接DJK09上整流及濾波電路，從而得到一個(gè)輸出可以由調(diào)壓器調(diào)節(jié)的直流電壓源。實(shí)驗(yàn)線路的具體接線如下圖所示：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)晶閘管（SCR）特性實(shí)驗(yàn)。(2)可關(guān)斷晶閘管（GTO）特性實(shí)驗(yàn)。(3)功率場(chǎng)效

26、應(yīng)管（MOSFET）特性實(shí)驗(yàn)。(4)大功率晶體管（GTR）特性實(shí)驗(yàn)。(5)絕緣雙極性晶體管（IGBT）特性實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)方法(1)按圖3-26接線，首先將晶閘管（SCR）接入主電路，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，將DJK06上的給定電位器RP1沿逆時(shí)針旋到底，S1撥到“正給定”側(cè)，S2撥到“給定”側(cè)，單相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，DJK09上的可調(diào)電阻調(diào)到阻值為最大的位置；打開(kāi)DJK06的電源開(kāi)關(guān)，按下控制屏上的“啟動(dòng)”按鈕，然后緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器，同時(shí)監(jiān)視電壓表的讀數(shù)，當(dāng)直流電壓升到40V時(shí)，停止調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器(在以后的其他實(shí)驗(yàn)中，均不用調(diào)節(jié))；調(diào)節(jié)給定電位器RP1，逐步增加給定電壓，監(jiān)視電壓表、電流表的讀數(shù)，當(dāng)電壓

27、表指示接近零（表示管子完全導(dǎo)通），停止調(diào)節(jié)，記錄給定電壓Ug調(diào)節(jié)過(guò)程中回路電流Id以及器件的管壓降Uv。Ug0.81.712.773.54.62Id0.050.040.030.020.01Uv-97-84-64-49-26(2)按下控制屏的“停止”按鈕，將晶閘管換成可關(guān)斷晶閘管（GTO），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。Ug03.513.613.653.76Id-0.05-0.05-0.04-0.03-0.01Uv9684695829(3)按下控制屏的“停止”按鈕，換成功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。Ug04.794.844.945.01Id-0.05-0.04-0.03-0

28、.02-0.01Uv9373633627(4)按下控制屏的“停止”按鈕，換成大功率晶體管（GTR），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。Ug00.140.150.160.17Id-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01Uv9778543627(5)按下控制屏的“停止”按鈕，換成絕緣雙極性晶體管（IGBT），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。Ug05.035.065.115.19Id-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01Uv9770574523六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，繪出各器件的輸出特性。 圖一 晶閘管SCR輸出特性 圖二 GTO輸出特性 圖三 GTO輸出特性 圖四 MOSFET輸出特性

29、圖五 IGBT輸出特性七、注意事項(xiàng)(1) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過(guò)示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。(2)為保證功率器件在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中避免功率擊穿，應(yīng)保證管子的功率損耗(即功率器件的管壓降與器件流過(guò)

30、的電流乘積)小于8W。(3)為使GTR特性實(shí)驗(yàn)更典型，其電流控制在0.4A以下。(4)在本實(shí)驗(yàn)中，完成的是關(guān)于器件的伏安特性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，老師可以根據(jù)自己的實(shí)際需要調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如可增加測(cè)量器件的導(dǎo)通時(shí)間等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。八、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)不同的電力電子器件，因其制造工藝上的不同，其導(dǎo)通即關(guān)斷過(guò)程存在一定的差異，通過(guò)對(duì)其工作特性曲線的分析可以發(fā)現(xiàn)：GTR和GTO是雙極性電流驅(qū)動(dòng)器件，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通流能力強(qiáng)，但開(kāi)關(guān)速度較低，所需驅(qū)動(dòng)功率大；而電力是單極型電壓驅(qū)動(dòng)器件，開(kāi)關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小。綜合了GTR和的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性。 DJDK-1型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝

31、置認(rèn)識(shí)一、DJK01 電源控制屏電源控制屏主要為實(shí)驗(yàn)提供各種電源，如三相交流電源、直流勵(lì)磁電源。 1 、三相電網(wǎng)電壓指示 三相電網(wǎng)電壓指示主要用于檢測(cè)輸入的電網(wǎng)電壓是否有缺相，操作交流電壓表下面的切換開(kāi)關(guān)，觀測(cè)三相電網(wǎng)各線間電壓是否平衡。 2、定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀 平時(shí)作為時(shí)鐘使用，具有設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能，它還可以自動(dòng)記錄由于接線操作錯(cuò)誤所導(dǎo)致的告警次數(shù)。 3、控制部分 它的主要功能是控制電源控制屏的各項(xiàng)功能，它由電源總開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)按鈕及停止按鈕組成。當(dāng)打開(kāi)電源總開(kāi)關(guān)時(shí)，紅燈亮；當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，紅燈滅，綠燈亮，此時(shí)控制屏的三相主電路及勵(lì)磁電源都有輸出。 4、三相主電路輸出 三

32、相主電路輸出可提供三相交流200V3A或240V3A電源。輸出的電壓大小由“調(diào)速電源選擇開(kāi)關(guān)”控制，當(dāng)開(kāi)關(guān)置于“直流調(diào)速”側(cè)時(shí)，A、B、C輸出線電壓為200V，可完成電力電子實(shí)驗(yàn)以及直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)；當(dāng)開(kāi)關(guān)置于“交流調(diào)速”側(cè)時(shí)，A、B、C輸出線電壓為240V，可完成交流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速及串級(jí)調(diào)速等實(shí)驗(yàn)。在A、B、C三相處裝有黃、綠、紅發(fā)光二極管，用以指示輸出電壓。同時(shí)在主電源輸出回路中還裝有電流互感器，電流互感器可測(cè)定輸出電流的大小，供電流反饋和過(guò)流保護(hù)使用，面板上的TAl、TA2、TA3三處觀測(cè)點(diǎn)用于觀測(cè)三路輸出電壓信號(hào)。 5、勵(lì)磁電源 在按下啟動(dòng)按鈕后將勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)撥向“開(kāi)”，則勵(lì)磁電源輸出為22

33、0V的直流電壓，并有發(fā)光二極管指示輸出是否正常，勵(lì)磁電源由05A熔絲做短路保護(hù)。勵(lì)磁電源僅為直流電機(jī)提供勵(lì)磁電流，由于勵(lì)磁電源的容量有限，一般不要作為大電流的直流電源使用。 6、面板儀表 面板下部設(shè)置有+300V數(shù)字式直流電壓表和5A數(shù)字式直流電流表，精度為05級(jí)，能為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電壓及電流指示。面板上部設(shè)置有500V真有效值交流電壓表和5A真有效值交流電流表，精度為05級(jí)，供交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。 二、各掛件功能介紹（一）DJK02掛件（三相變流橋路） 該掛件裝有12只晶閘管、直流電壓和電流表等。該掛件由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：1、三相同步信號(hào)輸出端 2、正、反橋脈沖輸入端 3、正、反橋鈕子

34、開(kāi)關(guān) 4、正、反橋主電路 5、電抗器 6、直流電壓表及直流電流表 （二）DJK02-1掛件(三相晶閘管觸發(fā)電路) 該掛件裝有三相晶閘管觸發(fā)電路和正反橋功放電路等。1、移相控制電壓Uct輸入及偏移電壓Ub觀測(cè)及調(diào)節(jié) 2、觸發(fā)脈沖指示 3、三相同步信號(hào)輸入端 4、鋸齒波斜率調(diào)節(jié)與觀測(cè)孔 5、控制電路 6、正、反橋功放電路 7、正橋控制端Ulf及反橋控制端Ulr 8、正、反橋脈沖輸出端 （三）DJK03-1掛件（晶閘管觸發(fā)電路） 晶閘管裝置的正常工作與其觸發(fā)電路的正確、可靠的運(yùn)行密切相關(guān)，門極觸發(fā)電路必須按主電路的要求來(lái)設(shè)計(jì)，為了能可靠觸發(fā)晶閘管應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求: 1、觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的功率，觸發(fā)

35、脈沖的電壓和電流應(yīng)大于晶閘管要求的數(shù)值，并保留足夠的裕量。 2、為了實(shí)現(xiàn)變流電路輸出的電壓連續(xù)可調(diào)，觸發(fā)脈沖的相位應(yīng)能在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路電源必須同步，兩者頻率應(yīng)該相同，而且要有固定的相位關(guān)系，使每一周期都能在同樣的相位上觸發(fā)。 DJK03-1掛件是晶閘管觸發(fā)電路專用實(shí)驗(yàn)掛箱。其中有單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I和II，單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路以及西門子TCA785集成觸發(fā)電路。（四）DJK05掛件（直流斬波電路） DJK05掛件為直流斬波電路掛箱，分為斬波器主電路和斬波器觸發(fā)電路兩大部分。（五）DJK07掛件（新器件特性實(shí)驗(yàn)） 該掛

36、件裝有SCR(單向晶閘管)、MOSFET(功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣雙極性晶體管)、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、GTR(大功率晶體管) 五種功率器件。與DJK06等掛件配合使用，可完成SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR的特性實(shí)驗(yàn)，測(cè)定新器件的特性曲線；與DJK12等掛件配合使用，可完成MOSFET、IGBT、GTO、GTR的驅(qū)動(dòng)及保護(hù)實(shí)驗(yàn)。面板圖如2-15所示。（六）DJK09掛件(單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載) 該掛件由可調(diào)電阻、整流與濾波、單相自耦調(diào)壓器組成，面板如圖2-15所示?？烧{(diào)電阻由兩個(gè)同軸90/1.3A 瓷盤電阻構(gòu)成，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄調(diào)節(jié)電阻值的大小，單個(gè)電阻回路中有1.5A熔絲保護(hù)。 整流與濾波的作用是將交流電源通過(guò)二