電力電子實驗指導書飛

1、 電力電子及電氣傳動實驗指導書實驗一 單結晶體管觸發(fā)電路實驗一實驗目的1熟悉單結晶體管觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。2掌握單結晶體管觸發(fā)電路的調試步驟和方法。二實驗內容1單結晶體管觸發(fā)電路的調試。2單結晶體管觸發(fā)電路各點波形的觀察。三實驗線路及原理將單結晶體管觸發(fā)電路的輸出端電源線接通。四實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏2NMCL33組件3NMCL05E組件4NMCL03組件5雙蹤示波器（自備）6萬用表（自備）五注意事項1雙蹤示波器有兩個探頭，可以同時測量兩個信號，但這兩個探頭的地線都與示波器的外殼相連接，所以兩個探頭的地線不能同時接在某一電路的不同兩點上，否則將使這兩點通過示波器發(fā)生電

2、氣短路。為此，在實驗中可將其中一根探頭的地線取下或外包以絕緣，只使用其中一根地線。當需要同時觀察兩個信號時，必須在電路上找到這兩個被測信號的公共點，將探頭的地線接上，兩個探頭各接至信號處，即能在示波器上同時觀察到兩個信號，而不致發(fā)生意外。2為保護整流元件不受損壞，需注意實驗步驟：（1）在主電路不接通電源時，調試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時，接通主電路電源，然后逐漸加大Uct，使整流電路投入工作。（3）正確選擇負載電阻或電感，須注意防止過流。在不能確定的情況下，盡可能選擇較大的電阻或電感，然后根據(jù)電流值來調整。（4）晶閘管具有一定的維持電流IH，只有流過晶閘管的電流大于I

3、H，晶閘管才可靠導通。實驗中，若負載電流太小，可能出現(xiàn)晶閘管時通時斷，所以實驗中，應保持負載電流不小于100mA。（5）本實驗中，因用NMCL05E組件中單結晶觸發(fā)電路控制晶閘管，注意須斷開NMCL33的內部觸發(fā)脈沖。六實驗方法1單結晶體管觸發(fā)電路調試及各點波形的觀察將NMCL05E面板左上角的同步電壓輸入接SMCL-02的U、V輸出端，“觸發(fā)電路選擇”撥至“單結晶”。按照實驗接線圖正確接線，但由單結晶體管觸發(fā)電路連至晶閘管VT1的脈沖UGK不接（將NMCL05E面板中G、K接線端懸空），而將觸發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端相連，以便觀察脈沖的移相范圍。SMCL-02的“三相交流電源”開關撥

4、向“直流調速”。合上主電源，即按下主控制屏綠色“閉合”開關按鈕，這時候主控制屏U、V、W端有電壓輸出， NMCL05E內部的同步變壓器原邊接有220V，原邊輸出分別為60V（單結晶觸發(fā)電路）、30V（正弦波觸發(fā)電路）、7V（鋸齒波觸發(fā)電路）。合上NMCL05E面板的右下角船形開關，用示波器觀察觸發(fā)電路單相半波整流輸出（“1”），梯形電壓（“3”），鋸齒波電壓（“4”）及單結晶體管輸出電壓（“5”、“6”）和脈沖輸出（“G”、“K”）等波形。調節(jié)移相可調電位器RP，觀察輸出脈沖的移相范圍能否在30°180°范圍內移。注：由于在以上操作中，脈沖輸出未接晶閘管的控制極和陰極，所以

5、在用示波器觀察觸發(fā)電路各點波形時，特別是觀察脈沖的移相范圍時，可用導線把觸發(fā)電路的地端（“2”）和脈沖輸出“K”端相連。但一旦脈沖輸出接至晶閘管，則不可把觸發(fā)電路和脈沖輸出相連，否則造成短路事故，燒毀觸發(fā)電路。采用正弦波觸發(fā)電路、鋸齒波觸發(fā)電路或其它觸發(fā)電路，同樣需要注意，謹慎操作。七實驗內容1畫出觸發(fā)電路在=90°時的各點波形。八思考1為何要觀察觸發(fā)電路第一個輸出脈沖的位置？說明：（由于公司產品型號升級，接線圖中的主電源輸出接NMCL-32統(tǒng)一改成SMCL-02，以下實驗類同）。實驗二 單相半波可控整流電路實驗一實驗目的1對單相半波可控整流電路在電阻負載及電阻電感負載時工作情況作全

6、面分析。2了解續(xù)流二極管的作用。二實驗內容1單相半波整流電路帶電阻性負載時特性的測定。2單相半波整流電路帶電阻電感性負載時，續(xù)流二極管作用的觀察。三實驗線路及原理將單結晶體管觸發(fā)電路的輸出端“G”“K”端接至晶閘管VT1的門陰極，即可構成如圖1-1所示的實驗線路。四實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏2NMCL33組件3NMCL05E組件4NMCL03組件5雙蹤示波器（自備）6萬用表（自備）五注意事項1雙蹤示波器有兩個探頭，可以同時測量兩個信號，但這兩個探頭的地線都與示波器的外殼相連接，所以兩個探頭的地線不能同時接在某一電路的不同兩點上，否則將使這兩點通過示波器發(fā)生電氣短路。為此，在實驗中可將其

7、中一根探頭的地線取下或外包以絕緣，只使用其中一根地線。當需要同時觀察兩個信號時，必須在電路上找到這兩個被測信號的公共點，將探頭的地線接上，兩個探頭各接至信號處，即能在示波器上同時觀察到兩個信號，而不致發(fā)生意外。2為保護整流元件不受損壞，需注意實驗步驟：（1）在主電路不接通電源時，調試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時，接通主電路電源，然后逐漸加大Uct，使整流電路投入工作。（3）正確選擇負載電阻或電感，須注意防止過流。在不能確定的情況下，盡可能選擇較大的電阻或電感，然后根據(jù)電流值來調整。（4）晶閘管具有一定的維持電流IH，只有流過晶閘管的電流大于IH，晶閘管才可靠導通。實驗中

8、，若負載電流太小，可能出現(xiàn)晶閘管時通時斷，所以實驗中，應保持負載電流不小于100mA。（5）本實驗中，因用NMCL05E組件中單結晶觸發(fā)電路控制晶閘管，注意須斷開NMCL33的內部觸發(fā)脈沖。六實驗方法1單結晶體管觸發(fā)電路調試及各點波形的觀察將NMCL05E面板左上角的同步電壓輸入接SMCL-02的U、V輸出端，“觸發(fā)電路選擇”撥至“單結晶”。按照實驗接線圖正確接線，但由單結晶體管觸發(fā)電路連至晶閘管VT1的脈沖UGK不接（將NMCL05E面板中G、K接線端懸空），而將觸發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端相連，以便觀察脈沖的移相范圍。SMCL-02的“三相交流電源”開關撥向“直流調速”。合上主電源，

9、即按下主控制屏綠色“閉合”開關按鈕，這時候主控制屏U、V、W端有電壓輸出， NMCL05E內部的同步變壓器原邊接有220V，原邊輸出分別為60V（單結晶觸發(fā)電路）、30V（正弦波觸發(fā)電路）、7V（鋸齒波觸發(fā)電路）。合上NMCL05E面板的右下角船形開關，用示波器觀察觸發(fā)電路單相半波整流輸出（“1”），梯形電壓（“3”），鋸齒波電壓（“4”）及單結晶體管輸出電壓（“5”、“6”）和脈沖輸出（“G”、“K”）等波形。調節(jié)移相可調電位器RP，觀察輸出脈沖的移相范圍能否在30°180°范圍內移。注：由于在以上操作中，脈沖輸出未接晶閘管的控制極和陰極，所以在用示波器觀察觸發(fā)電路各點波

10、形時，特別是觀察脈沖的移相范圍時，可用導線把觸發(fā)電路的地端（“2”）和脈沖輸出“K”端相連。但一旦脈沖輸出接至晶閘管，則不可把觸發(fā)電路和脈沖輸出相連，否則造成短路事故，燒毀觸發(fā)電路。采用正弦波觸發(fā)電路、鋸齒波觸發(fā)電路或其它觸發(fā)電路，同樣需要注意，謹慎操作。2單相半波可控整流電路帶電阻性負載斷開觸發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端的連接，“G”、“K”分別接至NMCL33的VT1晶閘管的控制極和陰極，注意不可接錯。負載Rd接可調電阻，可把NMCL03兩電阻盤并聯(lián)，并調至阻值最大。合上主電源，調節(jié)脈沖移相電位器RP，分別用示波器觀察a=30°、60°、90°、120&#

11、176;時負載電壓Ud，晶閘管VT1的陽極、陰極電壓波形UVt。并測定Ud及電源電壓U2，驗證 U2,ud30°60°90°120°UdU23單相半波可控整流電路帶電阻電感性負載，無續(xù)流二極管串入平波電抗器，在不同阻抗角（改變Rd數(shù)值）情況下，觀察并記錄a=30O、60O、90O、120O 時的Ud、id及Uvt的波形。注意調節(jié)Rd時，需要監(jiān)視負載電流，防止電流超過Rd允許的最大電流及晶閘管允許的額定電流。4單相半波可控整流電路帶電阻，電感性負載，有續(xù)流二極管。接入續(xù)流二極管，重復“3”的實驗步驟。七實驗內容1畫出觸發(fā)電路在=90°時的各點波形

12、。2畫出電阻性負載，=90°時，Ud=f（t），Uvt=f（t），id=f（t）波形。3分別畫出電阻、電感性負載，當電阻較大和較小時，Ud=f（t）、UVT=f（t），id=f（t）的波形（=90°）。4畫出電阻性負載時Ud/U2=f（a）曲線，并與進行比較。5分析續(xù)流二極管的作用。八思考1本實驗中能否用雙蹤示波器同時觀察觸發(fā)電路與整流電路的波形？為什么？2本實驗電路中如何考慮觸發(fā)電路與整流電路的同步問題？說明：（由于公司產品型號升級，接線圖中的主電源輸出接NMCL-32統(tǒng)一改成SMCL-02，以下實驗類同）。實驗三 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗一實驗目的1加深理解鋸齒波同步

13、移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。2掌握鋸齒波同步觸發(fā)電路的調試方法。二實驗內容 1鋸齒波同步觸發(fā)電路的調試。2鋸齒波同步觸發(fā)電路各點波形觀察，分析。 三實驗線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路主要由脈沖形成和放大，鋸齒波形成，同步移相等環(huán)節(jié)組成，其工作原理可參見“電力電子技術”有關教材。四實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏2NMCL33組件3NMCL05E組件4NMCL03組件5二蹤示波器（自備）6萬用表（自備）五實驗方法 1將NMCL05E面板上左上角的同步電壓輸入接SMCL-02的U、V端。2合上主電路電源開關，用示波器觀察各觀察孔的電壓波形，示波器的地線接于“7”端。同時觀察“1”、“

14、2”孔的波形，了解鋸齒波寬度和“1”點波形的關系。觀察“3”“5”孔波形及輸出電壓UG1K1的波形，調整電位器RP1，使“3”的鋸齒波剛出現(xiàn)平頂，記下各波形的幅值與寬度，比較“3”孔電壓U3與U5的對應關系。3調節(jié)脈沖移相范圍將SMCL-01的“G”輸出電壓調至0V，即將控制電壓Uct調至零，用示波器觀察U2電壓（即“2”孔）及U5的波形，調節(jié)偏移電壓Ub（即調RP），使a=180O。調節(jié)SMCL-01的給定電位器RP1，增加Uct，觀察脈沖的移動情況，要求Uct=0時，a=180O，Uct=Umax時，a=30O，以滿足移相范圍a=30O180O的要求。4調節(jié)Uct，使a=60O，觀察并記錄

15、U1U5及輸出脈沖電壓UG1K1，UG2K2的波形，并標出其幅值與寬度。用導線連接“K1”和“K3”端，用雙蹤示波器觀察UG1K1和UG3K3的波形，調節(jié)電位器RP3，使UG1K1和UG3K3間隔1800。六實驗報告1整理，描繪實驗中記錄的各點波形，并標出幅值與寬度。2總結鋸齒波同步觸發(fā)電路移相范圍的調試方法，移相范圍的大小與哪些參數(shù)有關？3如果要求Uct=0時，a=90O，應如何調整？4討論分析其它實驗現(xiàn)象。實驗四 單相橋式半控整流電路實驗一實驗目的1研究單相橋式半控整流電路在電阻負載，電阻電感性負載及反電勢負載時的工作。2 NMCL05E鋸齒波觸發(fā)電路的工作。3進一步掌握雙蹤示波器在電力電

16、子線路實驗中的使用特點與方法。二實驗線路及原理見圖1-2。三實驗內容1單相橋式半控整流電路供電給電阻性負載。2單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負載（帶續(xù)流二極管）。4單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負載（斷開續(xù)流二極管）。四實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏2NMCL33組件3NMCL05E組件4NMCL03組件5二蹤示波器（自備）6萬用表（自備）五注意事項1實驗前必須先了解晶閘管的電流額定值（本裝置為5A），并根據(jù)額定值與整流電路形式計算出負載電阻的最小允許值。2為保護整流元件不受損壞，晶閘管整流電路的正確操作步驟（1）在主電路不接通電源時，調試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電

17、壓Uct=0時，接通主電源。然后逐漸增大Uct，使整流電路投入工作。（3）斷開整流電路時，應先把Uct降到零，使整流電路無輸出，然后切斷總電源。3注意示波器的使用。4NMCL33的內部脈沖需斷開。六實驗方法1將NMCL05E面板左上角的同步電壓輸入接SMCL-02的U、V輸出端。合上主電路電源開關。觀察NMCL05E鋸齒波觸發(fā)電路中各點波形是否正確，確定其輸出脈沖可調的移相范圍。并調節(jié)偏移電阻RP2，使Uct=0時，=150°。2單相橋式晶閘管半控整流電路供電給電阻性負載：按圖1-2接線，并短接平波電抗器L。調節(jié)電阻負載RD（可選兩電阻并聯(lián)，最大電流為0.8A）至最大。（a）SMCL

18、-01的給定電位器RP1逆時針調到底，使Uct=0。合上主電路電源， 調節(jié)NMCL-31的給定電位器RP1，使=90°，測取此時整流電路的輸出電壓Ud=f（t），輸出電流id=f（t）以及晶閘管端電壓UVT=f（t）波形，并測定交流輸入電壓U2、整流輸出電壓Ud，驗證。若輸出電壓的波形不對稱，可分別調整鋸齒波觸發(fā)電路中RP1，RP3電位器。（b）采用類似方法，分別測取=60°，=30°時的Ud、id、Uvt波形。3單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負載（a）接上續(xù)流二極管，接上平波電抗器。SMCL-01的給定電位器RP1逆時針調到底，使Uct=0。合上主電源。（b）調節(jié)Uct，使=90°，測取輸出電壓Ud=f（t），整流電路輸出電流id=f（t）以及續(xù)流二極管電流iVD=f（t）波形，并分析三者的關系。調節(jié)電阻RD，觀察id波形如何變化，注意防止過流。（c）調節(jié)Uct，使分別等于60°、90°時，測取Ud，iL，id，i