《电力电子技术》实训指导书docxWord文件下载.docx

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三、实训线路及原理

示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转，显示屯压信号随时间变化波形的一种电子观测仪器。

在各行各业与各个研究领域都有着广泛的应用。

其基本结构与工作原理如下

1・示波器的基本结构与显示波形的基本原理

木次实验使用的是台湾固纬公司生产的通用双踪示波器。

基木结构大致可分为示波管（CRT）、扫描同步系统、放大与衰减系统、屯源系统四个部分。

“示波管

（CRT）”是示波器的核心部件如图1所示的。

可细分为电子枪，偏转系统和荧光屏三部分。

1）电子枪

电子枪包括灯丝F,阴极K,控制栅极G,第一阳极入，第二阳极血等。

阴极被灯丝加热后，可沿轴向发射电子。

并在荧光屏上显现一个清晰的小圆点。

2）偏转系统

偏转系统rfl两对互相垂宜的金属偏转板x和y组成，分别控制电子束在水平方向和竖直方向的偏转。

从屯子枪射岀的电子束若不受横向电场的作用，将沿轴线前进并在荧光屏的中心呈现静止的光点。

若受到横向电场的作用，电子束的运动方向就会偏离轴线，屏上光点的位置就会移动。

x偏转板之间的横向电场用来控制光点在水平方向的位移,y偏转板用來控制光点在竖直方向的位移。

如果两对偏转板都加上电场，则光点在二者的共同控制下，将在荧光屏平面二维方向上发生位移。

3）荧光屏

荧光屏的作用是将电子束轰击点的轨迹显示出来以供观测。

4）显示波形的原理

在竖直偏转板上加一交变正弦电压，可看到一条竖直的亮线，如图3所示。

在水平偏转板上加“锯齿波电压”扫描电压，使荧光屏上的亮点沿水平方向拉开。

电了的运动是两相互相垂直运动的合成。

当锯齿波电压与止弦电压的变化周期相等时，在荧光屏上将显示出一个稳定的正弦电压波形图如图4所示。

当波形信号的频率等于锯齿波频率的整数倍时，荧光屏上将呈现整数个完整而稳定的被测信号的波形，当两者不成整数倍时，对于被测信号來说，每次扫描的起点都不会相同，结果造成波形在水平方向上不断的移动。

为了消除这一现彖，必须使被测信号的起点与扫描电压的起点保持“同步”，这一功能由机内“触发同步”电路来完成。

2.利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理

通过观察荧光屏上利萨如图形进行频率对比的方法称Z为利萨如图形法。

此法于1855年由利萨如所证明。

将被测止弦信号人加到y偏转板，将参考止弦信号人加到x偏转板，当两者的频率之比+是整数时，在荧光屏上将出现利萨如图。

图5给出了几种不同频率比的萨如图形。

判断两个电压信号频率比的条件是屏上出现了利萨如图形稳定不动，方法是对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形相切，设水平线上的切点数最多为兀，竖直线上的切点数最多为朋，则图5的第一个图形，Nx=2,Ny=ZVx&

的信号频率£

与『轴上的信号频率人之比为2:

1,若£

已知,则人可求。

4.实训设备及仪器

1.JQS-DLZ

2.二踪示波器（自备）

5.注意事项

双踪示波器（口备）有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。

为此，在实训小可将其小一•根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。

当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。

6.实训方法

开机前完成以下准备工作：

扫描微调、电压灵敏度微调置校准档（顺时针打死）、扫描方式（置自动）、触发源选项（置CH1或CH2）、耦合方式（置AC）；

按压电源按钮预热3分钟。

（2）初始化示波器而板获得“点”：

辉度、聚焦、三个位置旋钮置于居屮位置,扫描灵敏度置于正交模式。

（五居屮一归零）；

（3）顺时针旋转扫描灵墩度选扭置0.2ms档获取扫描线；

（4）利用CH1观察机内方波校准信号并作为待测电信号1,记录其相关参数填于黑板给出的数据记录表格第一行；

结合扫描灵敏度参数和屏幕室信号周期长短求算信号频率、结合垂直灵墩度参数和信号幅值求算信号峰值电压。

（5）分别利用CH1与CH2两个通道观察左右两个音频信号发生器捉供的正弦交流信号，并作为待测电信号2与待测电信号3,记录其相关参数于黑板给出的数据记录表格第二行与第三行。

（建议两者频率比为1:

1；

2:

1:

2）

（6）按压下触发交替旋钮，显示模式置双踪模式同时观测两个通道输入的电信号波形。

扫描灵敏度旋钮置正交模式，观测不同频率比的利萨如图形。

（7）屮请课堂考核，归整仪器结束实验。

7.实训内容

表1电信号电压、频率的测虽

待测

信号

水平灵敏

度T/DIV

时间

分度哄

频率

Hz

垂直灵敏

度V/DIV

电压

分度ny

V

波形

电信号1

电信号2

电信号3

八•思考

1.本实训中能否用双踪示波器同时观察两个波形？

为什么?

实训二单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实训

1.实训目的

1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。

2.掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

3.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载吋工作情况作全面分析。

4•了解续流二极管的作用。

2.实训内容

1.单结晶体管触发电路的调试。

2.单结晶体管触发电路各点波形的观察。

3.单相半波整流电路带电阻性负载吋特性的测定。

4.单相半波整流电路带电阻一电感性负载时，续流二极管作用的观察。

3.实训线路及原理

将单-结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门阴极，

即可构成如图4-1所示的实训线路。

2.XMCL—31组件

3・NMCL-33B

4.XMCL—05E组件

5.MEL—03A三和可调电阻器或口配滑线变阻器

6.二踪示波器（自备）

7.万用表（自备）

1.双踪示波器（自备）有两个探头，可以同吋测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。

为此，在实训中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其屮一根地线。

当需要同时观察两个信号时,必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。

2.为保护整流元件不受损坏，需注意实训步骤：

（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使Z正常工作。

（2）在控制电压％二0时，接通主电路电源，然后逐渐加大Uw使整流电路投入工作。

（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。

在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值來调整。

（4）品闸管具冇一定的维持电流S只冇流过品闸管的电流大F1„,品闸管才可靠导通。

实训中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实训屮，应保持负载电流不小于lOOmAo

（5）本实训屮，因用NMCL—05组件中单结品触发电路控制品闸管，注意须断开NMCL-33B（NMCL-33BC组件）的内部触发脉冲。

1.单结品体管触发电路调试及各点波形的观察

将NMCL-05E,而板左上角的同步电压输入主控制屏的U、V输出端相连，“触发电路选择”拨至“单结晶”。

按照实训接线图止确接线，但由单结晶体管触发电路连至品闸管VT1的脉冲％不接（将NMCL—05E而板屮G、K接线端悬空），而将触发电路“2”端与脉冲输出“K”端相连，以便观察脉冲的移相范围。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，这时候主控制屏U、V、W端有电压输出，NMCL—05E原边输出分别为60V（单结晶触发电路）、30V（正弦波触发电路）、7V（锯齿波触发电路），通过直键开关选择。

如杲您选择的是NMCL-05E则无需选择触发电路，直接可以工作。

合上NMCL—05E而板的右下角船形开关，用示波器观察触发电路单相半波整流输出（“1”），梯形电压（“3”），锯齿波电压（“4”）及单结晶体管输岀电压（“5”、“6”）和脉冲输出（“G”、“K”）等波形。

调节移相可调电位器RP,观察输出脉冲的移相范围能否在30°

〜180°

范围内移。

注：

由于在以上操作中，脉冲输出未接晶闸管的控制极和阴极，所以在用示波器观察触发电路各点波形时，特别是观察脉冲的移相范围时，可用导线把触发电路的地端（“2”）和脉冲输出“K”端相连。

但一旦脉冲输出接至晶闸管，则不可把触发电路和脉冲输出相连，否则造成短路事故，烧毁触发电路。

釆用正弦波触发电路、锯齿波触发电路或英它触发电路，同样需要注意，谨慎

操作。

2.单相半波可控整流电路带电阻性负载

断开触发电路“2”端与脉冲输出“K”端的连接，、“K”分别接至NMCL-33B的VT1晶闸管的控制极和阴极，注意不可接错。

负载出接可调电阻（可把MEL—03A的900Q电阻盘并联，即最大电阻为450Q,电流达0.8A）,并调至阻值最大。

合上主电源调节脉冲移相电位器RP,分别用示波器观察of30°

、60°

、90°

、120°

时负载电压山，晶闸管VT1的阳极、阴极电压波形片。

并测定山及电源电压

U2,验证045/呼

X

30°

60°

90°

120°

Ud

U2

3.单相半波可控整流电路带电阻一电感性负载，无续流二极管

串入平波电抗器，在不同阻抗角（改变Rd数值）情况下，观察并记录a二30。

、60。

、90。

、

120。

时的5、id及Uvt的波形。

注意调节Rd时，需耍监视负载电流，防止电流超过Rd允许的最人电流及晶闸管允许的额定电流。

4•单相半波可控整流电路带电阻，电感性负载，有续流二极管。

接入续流二极管，重复“3”的实训步骤。

1.画出触发电路在a=90°

时的各点波形。

3.分析续流二极管的作用。

1.本实训屮能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？

为什么？

2.本实训电路中如何考虑触发电路与整流电路的同步问题?

实训三单相桥式全控整流电路实训

1.了解单相桥式全控整流电路的工作原理。

2.研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻一电感性负载及反电势负载吋的工作。

3.熟悉NMCL—05E组件。

2.实训线路及原理

参见图1-3。

3.实训内容

1・单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。

2.单相桥式全控整流电路供电给电阻一电感性负载。

1.教学实训台主控制屏；

2.NMCL-33B组件；

3.NMCL—05E；

4.MEL—03A组件；

5・NMCI—35组件；

6.二踪示波器（自备）；

7.万用表（自备）。

1.木实训屮触发可控硅的脉冲来自XMCL-05E挂箱，故NMCL-33的内部脉冲需断，以免造成误触发。