晶閘管簡易測試及導(dǎo)通關(guān)斷條件實驗

1、實驗一 晶閘管的簡易測試及導(dǎo)通關(guān)斷條件實驗1. 實驗?zāi)康模?. 掌握晶閘管的簡易測試方法；2. 驗證晶閘管的導(dǎo)通條件及關(guān)斷方法。2. 實驗電路見圖 1-1 。1. 實驗設(shè)備：1.自制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷實驗板2.030V直流穩(wěn)壓電源3.萬用表4.1.5VX 3 干電池5.好壞晶閘管2. 實驗內(nèi)容及步驟：1. 鑒別晶閘管好壞見圖1-2所示，將萬用表置于 RX 1位置，用表筆測量 G K之間的正反向電阻，阻值應(yīng)為幾歐幾十歐。 一般黑表筆接G,紅表筆接K時阻值較小。由于晶閘管芯片一般采用短路發(fā)射極結(jié)構(gòu)（即相當于在門極與 陰極之間并聯(lián)了一個小電阻），所以正反向阻值差別不大，即使測出正反向阻值相等也是正常的

2、。接著將萬用表調(diào)至RX 10K檔，測量G A與K、A之間的阻值，無論黑表筆與紅表筆怎樣調(diào)換測量，阻值均應(yīng)為無 窮大，否則，說明管子已經(jīng)損壞。1. 檢測晶閘管的觸發(fā)能力檢測電路如圖所示。外接一個4.5V電池組，將電壓提高到 67.5V （萬用表內(nèi)裝電池不同）。將萬用表置于0.251A檔，為保護表頭，可串入一只R=4.5V/I檔Q的電阻（其中：I檔為所選擇萬用表量程的電流值）。電路接好后，在S處于斷開位置時，萬用表指針不動；然后閉合S（ S可用導(dǎo)線代替），使門極加上正向觸發(fā)電壓，此時，萬用表指針應(yīng)明顯向右偏，并停在某一電流位置，表明晶閘管已經(jīng)導(dǎo)通。接著斷開開關(guān)S，萬用表指針應(yīng)不動，說明晶閘管觸發(fā)性

3、能良好。1. 檢測晶閘管的導(dǎo)通條件：1.首先將S1S3斷開，閉合S4,加上30V正向陽極電壓，然后讓門極開路或接一 4.5V 電壓，觀看晶閘管是否導(dǎo)通，燈泡是否亮。2. 加30V反向陽極電壓，門極開路、接4.5V或接+ 4.5V電壓，觀察晶閘管是否導(dǎo)通，燈泡是否亮。3. 陽極、門極都加正向電壓，觀看晶閘管是否導(dǎo)通，燈泡是否亮。4. 燈亮后去掉門極電壓，看燈泡是否亮；再加一4.5V反向門極電壓，看燈泡是否繼續(xù)亮，為什么？2. 晶閘管關(guān)斷條件實驗1. 接通正30V電源，再接通4.5V正向門極電壓使晶閘管導(dǎo)通，燈泡亮，然后斷開門極電壓。2. 去掉30V陽極電壓，觀察燈泡是否亮。3. 接通30V正向陽

4、極電壓及正向門極電壓使燈亮，然后閉合S1,斷開門極電壓。然后接通S2,看燈泡是否熄滅。4. 再把晶閘管導(dǎo)通，斷開門極電壓，然后閉合S3,再立即打開S3,觀察燈泡是否熄滅。5. 斷開S4,再使晶閘管導(dǎo)通，斷開門極電壓。逐漸減小陽極電壓，當電流表指針由某值突然降到零時刻值就是被測晶閘管的維持電流。此時若再升高陽極電壓，燈泡也不再發(fā)亮，說明晶閘管已經(jīng)關(guān)斷。1 .實驗報告要求：總結(jié)導(dǎo)通條件及關(guān)斷條件。2總結(jié)簡易判斷晶閘管好壞的方法。1-1晶厳管辱通與關(guān)斷峯井實雅電菇圖1-2判別晶閘管好壞圖1-3檢測晶閘管觸發(fā)能力實驗二 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗一、實驗?zāi)康?1) 加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作

5、原理及各元件的作用。(2) 掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。、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。2DJK03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、實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，其工作原理可參見電力電子技術(shù)教材中的相關(guān)內(nèi)容。VD9VDItgVD7°G2四、實驗內(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)電路各點波形的觀察和分析。五、預(yù)習(xí)要求(1

6、) 閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的內(nèi)容，弄清鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理。(2) 掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路脈沖初始相位的調(diào)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(shù)有關(guān)？(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、實驗方法(1) 在“ DZSZ-1型電機及自動控制實驗裝置”上使用時，通過操作控制屏左側(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”按鈕

7、，打開 DJK03電源開關(guān)，這時掛件中所 有的觸發(fā)電路都開始工作，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。同時觀察同步電壓和“ 1 ”點的電壓波形，了解“ 1”點波形形成的原因。觀察“ 1”2”點的電壓波形，了解鋸齒波寬度和“1”點電壓波形的關(guān)系。 調(diào)節(jié)電位器 RP1,觀測“ 2”點鋸齒波斜率的變化。 觀察“ 3”“6”點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”點電壓U3和“ 6”點電壓U6的對應(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順時針旋到底)，用示波器觀察同步電壓信號和“6”點U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓 Ub(即調(diào)RP

8、3電位器)，使a =170°，其波形如圖2所示。(3) 調(diào)節(jié)Ubt (即電位器RP2使a =60°,觀察并記錄 UiU6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(shù)時應(yīng)將示波器的“V/DIV ”和“ t/DIV ”微調(diào)旋鈕旋到校準位置 )。U1U2U3U4U5U5幅值(V)寬度(ms)八、實驗報告(1) 整理、描繪實驗中記錄的各點波形，并標出其幅值和寬度?？偨Y(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LLt=0的條件下，使a =90°,如何調(diào)整？(3) 討論、分析實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。九、注意事項1.雙蹤示

9、波器有兩個探頭， 可同時觀測兩路信號， 但這兩探頭的地線都與示波器的外殼 相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電路的不同電位的兩個點上，否則這兩點會通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測量的順利進行，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問題。當需要同時觀察兩個信號時，必須在被測電路上找到這兩個信號的公共點，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，只有這樣才能在示波器上同時觀察到兩個信號，而不發(fā)生意外。(2) 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，需將輸出 端“G'和“K”分別接到晶閘管的

10、門極和陰極(或者也可用約100Q左右阻值的電阻接到 “G'、“K”兩端，來模擬晶閘管門極與陰極的阻值)，否則，無法觀察到正確的脈沖波形。實驗三單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗、實驗?zāi)康?1) 加深理解單相橋式全控整流及逆變電路的工作原理。(2) 研究單相橋式變流電路整流的全過程。(3) 研究單相橋式變流電路逆變的全過程，掌握實現(xiàn)有源逆變的條件。(4) 掌握產(chǎn)生逆變顛覆的原因及預(yù)防方法。、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晶閘管觸發(fā)

11、電路該掛件包含“鋸齒波同步觸發(fā)電路” 模塊。4DJK10變壓器實驗該掛件包含“逆變變壓器”以及“三 相不控整流”等模塊。5D42三相可調(diào)電阻6雙蹤示波器自備7萬用表自備三、實驗線路及原理圖1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(diào)電阻器，將兩個900Q接成并聯(lián)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)電路采用DJK03組件掛箱上的“鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I”和“ n”。圖2為單相橋式有源逆變原理圖，三相電源經(jīng)三相不控整流，得到一個上負下正的直流電源，供逆變橋路使用，逆變橋路逆變出的交流電壓經(jīng)升壓變壓器返饋回電網(wǎng)?！叭嗖豢?/p>

12、整流”是DJK1C上的一個模塊，其“心式變壓器”在此做為升壓變壓器用，從晶閘管逆變出 的電壓接“心式變壓器”的中壓端 Am Bm返回電網(wǎng)的電壓從其高壓端 A B輸出，為了避免 輸出的逆變電壓過高而損壞心式變壓器，故將變壓器接成Y/Y接法。圖中的電阻 R、電抗Ld和觸發(fā)電路與整流所用相同。有關(guān)實現(xiàn)有源逆變的必要條件等內(nèi)容可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。三相電源輸出7VTLLi11DJ KU 3 掛卄觸發(fā)電絶發(fā)電 >sii圖1單相橋式整流實驗原理圖三和電源輸出三相心式變Ik器I?DJ K03觸握電駁發(fā)電路11圖2單相橋式有源逆變電路實驗原理圖四、實驗內(nèi)容(1) 單相橋式全控整流電路帶電阻電

13、感負載。(2) 單相橋式有源逆變電路帶電阻電感負載。(3) 有源逆變電路逆變顛覆現(xiàn)象的觀察。五、預(yù)習(xí)要求(1) 閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。(2) 閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)有源逆變電路的內(nèi)容，掌握實現(xiàn)有源逆變的基本條件。六、思考題實現(xiàn)有源逆變的條件是什么 ？在本實驗中是如何保證能滿足這些條件？七、實驗方法(1)觸發(fā)電路的調(diào)試將DJK01電源控制屏的電源選擇開關(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”按鈕， 打開DJK03電源開關(guān)，用示波器觀察鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀察孔的電壓波形。將控制

14、電壓UCt調(diào)至零(將電位器RP2順時針旋到底)，觀察同步電壓信號和“ 6”點U6的 波形，調(diào)節(jié)偏移電壓 Ub(即調(diào)RP電位器)，使a =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(yīng)晶閘管的門極和陰極，注意不 要把相序接反了，否則無法進行整流和逆變。將DJKO上的正橋和反橋觸發(fā)脈沖開關(guān)都打到“斷”的位置，并使Uf和Ur懸空，確保晶閘管不被誤觸發(fā)。（2）單相橋式全控整流按圖3-5接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，保持S偏移電壓不變（即RP3固定），逐漸增加UCt （調(diào)節(jié)RP2）,在a =0° 30° 60° 90° 12

15、0°時，用示波器 觀察、記錄整流電壓 Ud和晶閘管兩端電壓Uzt的波形，并記錄電源電壓 U2和負載電壓Ud的數(shù)值 于下表中。a30 °60 °90 °120 °U2Ud （記錄值）Ud （計算值）計算公式:Ud= O.9U2（1+ cos a ）/2（3）單相橋式有源逆變電路實驗按圖2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），逐漸增加UCt （調(diào)節(jié)RP2，在3 =30° 60°、90°時，觀察、記錄逆變電流 Id 和晶閘管兩端電壓UVt的波形，并記錄負載電壓 Ud的數(shù)值于

16、下表中。330 °60 °90 °U2Ud （記錄值）Ud （計算值）（4）逆變顛覆現(xiàn)象的觀察調(diào)節(jié)UCt,使a =150°,觀察Ud波形。突然關(guān)斷觸發(fā)脈沖（可將觸發(fā)信號拆去），用雙蹤 慢掃描示波器觀察逆變顛覆現(xiàn)象，記錄逆變顛覆時的Ud波形。八、實驗報告 畫出 a =30°、60°、90°、120°、150° 時 Ud和 U/T的波形。（2）畫出電路的移相特性Ud=f（ a ）曲線。(3) 分析逆變顛覆的原因及逆變顛覆后會產(chǎn)生的后果。九、注意事項(1) 雙蹤示波器有兩個探頭， 可同時觀測兩路信號， 但這兩探

17、頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電路的不同電位的兩個點上，否則這兩點會通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測量的順利進行，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問題。當需要同時觀察兩個信號時，必須在被測電路上找到這兩個信號的公共點，將探頭的地線接于此處， 探頭各接至被測信號，只有這樣才能在示波器上同時觀察到兩個信號，而不發(fā)生意外。(2) 在本實驗中，觸發(fā)脈沖是從外部接入DJKO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Ur懸空，避免誤觸發(fā)。

18、(3) 為了保證從逆變到整流不發(fā)生過流，其回路的電阻R應(yīng)取比較大的值，但也要考慮到晶閘管的維持電流，保證可靠導(dǎo)通。實驗五單相交流調(diào)壓電路實驗一、實驗?zāi)康氖煜び秒p向可控硅組成的交流調(diào)壓電路的結(jié)構(gòu)與工作原理、實驗所需掛件及附件序號型號備注1.DJK01電源控制屏2.DJK22單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路3.慢掃描雙蹤示波器自備4.萬用表自備、實驗線路及原理將一種形式的交流電變成另一種形式的交流電，可以通過改變電壓、電流、 頻率和相位等參數(shù)。只改變相位而不改變交流電頻率的控制，在交流電力控制中稱為交流調(diào)壓。單相交流調(diào)壓的典型電路如圖 1所示。50Hz(020V)負拔FU1LA'mixAlBCR1

19、D加狎9MF聽血C531曲悩DB 3200,I 0.1/G30V2圖1單相交流調(diào)壓電路本實驗采用雙向可控硅 BCR (Z0409MF)取代由兩個單向可控硅 SCR反 并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式，并利用 RC充放電電路和雙向觸發(fā)二極管 DB3的特點，在每 半個周波內(nèi)，通過對雙向可控硅的通斷進行移相觸發(fā)控制，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。由圖2可見，正負半周控制角a的起始時刻均為電源電壓的過零 時刻，且正負半周的控制角相等，可見負載兩端的電壓波形只是電源電壓波形的一 部份。在電阻性負載下，負載電流和負載電壓的波形相同，a角的移相范圍為0 <a<n , a =0時，相當于可控硅一直導(dǎo)通,輸入電壓為最大值，Uo=Ui燈最亮； 隨著a的增大，U0逐漸降低，燈的亮度也由亮變暗,直至a =n時，U°=0,燈熄滅。 此外a =0時，功率因數(shù)COS© =1,隨著a的增大，輸入電流滯后于電壓且發(fā)生畸 變，COS©也逐漸降低，且對電網(wǎng)電壓電流造成諧波污染。交流調(diào)壓電路已廣泛用 于調(diào)光控制，異步電動機的軟起動和調(diào)速控制。 和整流電路一樣，交流調(diào)壓電路 的工作情況也和負載的性質(zhì)有很大的關(guān)系，在阻感負載時，若負載上電壓電流的 相位差為©，則移相范圍為©<a<n，詳細分析從略。圖 2 單相交流調(diào)壓電路波形圖四