电力电子技术实验指导书廖冬初Word文档下载推荐.docx

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一．实验目的

1．加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。

2．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。

3．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

4．进一步理解可控硅的开关条件，了解续流二极管在电路中的作用。

5．掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。

二．实验内容

1．锯齿波同步触发电路的调试。

2．锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析

3．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。

4．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（带续流二极管）。

5．单相桥式半控整流电路供电给反电势负载（带续流二极管）。

6．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（断开续流二极管）

三．实验设备及仪器

1．MCL系列教学实验台主控制屏

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ）或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）

3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）

4．MCL—05组件或MCL—05A组件

5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。

6．MEL—02三相芯式变压器。

4．双踪示波器

5．万用表

四．实验方法

1.触发电路实验

（1）．如图1所示，将MCL-05面板上左上角的同步电压输入接MCL—18的U、V端（如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连），“触发电路选择”拨向“锯齿波”。

（2）．三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，并打开MCL—05面板右下角的电源开关。

用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。

以下均同.

先将控制电压Uct（即Ug）调到零，同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。

观察“3”~“5”孔波形及输出电压UG1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。

图1。

锯齿波同步移相触发电路图2。

脉冲移相范围

（3）．调节脉冲移相范围

将MCL—18的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调电位器RP2），使=180O，其波形如图2所示。

调节MCL—18的给定电位器“Ug”输出电压，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，=180O，Uct=Umax时，=30O，以满足移相范围=30O~180O的要求。

（4）．调节Uct，使=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形，并标出其幅值与宽度。

（5）．用导线连接“K1”和“K3”端，接双踪示波器地线。

用双踪示波器观察“G1”和“G3”的波形，调节电位器RP3，使“G1”和“G3”间隔1800。

（6）．将MCL—05（或MCL—05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL—18的U、V输出端，“触发电路选择”拨向“锯齿波”。

实验原理图如图3所示。

图3。

实验原理图

三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，并打开MCL—05面板右下角的电源开关。

观察MCL—05锯齿波触发电路中各点波形是否正确，确定其输出脉冲可调的移相范围。

并调节偏移电阻RP2，使Uct=0时，α=150°

。

注意观察波形时，须断开MEL-02和MCL-33（或MCL—53组件）的连接线。

2．单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载：

按图4连接MEL-02和MCL-33（或MCL—53组件）。

（a）把开关S2合向左侧连上负载电阻Rd（可选择900Ω电阻并联，最大电流为0.8A），并调节电阻负载至最大。

MCL-18（或MCL—Ⅲ型主控制屏，以下均同）的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源，调节主控制屏输出Uuv=220V。

调节MCL-18的给定电位器RP1，使α=90°

，测取此时整流电路的输出电压Ud=f（t），输出电流id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形，并测定交流输入电压U2、整流输出电压Ud，验证

若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。

（b）采用类似方法，分别测取α=60°

，α=30°

时的Ud、id、Uvt波形。

3．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载

（a）把开关S1合向左侧接上续流二极管，把开关S2合向右侧接上平波电抗器，短接直流电动机电枢绕组A1A2。

MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出使Uuv=220V。

（b）调节Uct，使α=90°

，测取输出电压Ud=f（t），电感上的电流iL=f（t），整流电路输出电流id=f（t）以及续流二极管电流iVD=f（t）波形，并分析三者的关系。

调节电阻Rd，观察id波形如何变化，注意防止过流。

（c）调节Uct，使α分别等于60°

、90°

时，测取Ud，iL，id，iVD波形。

（d）断开续流二极管，观察Ud=f（t），id=f（t）。

突然切断触发电路，观察失控现象并记录Ud波形。

若不发生失控现象，可调节电阻Rd。

4．单相桥式半控整流电路接反电势负载

（1）.断开主电路，改接直流电动机作为反电势负载（断开直流电动机电枢绕组A1A2的短接线。

）

短接平波电抗器，短接负载电阻Rd。

，合上主电源，调节主控制屏输出使Uuv=220V。

调节Uct，用示波器观察并记录不同角时输出电压Ud、电流id及电动机电枢两端电压uM的波形，记录相应的U2和Ud的波形。

（可测取α=60°

，90°

两点）。

2）.断开平波电抗器的短接线，接上平波电抗器（L=700mH），重复以上实验并加以记录。

五．实验报告

1．整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。

2．总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，移相范围的大小与哪些参数有关？

3．如果要求Uct=0时，=90O，应如何调整？

4．讨论分析实际移相范围能否从=0O调起及其它实验现象。

5．绘出单相桥式半控整流电路供电给电阻负载，电阻—电感性负载以及反电势负载情况下，当α=90°

时的Ud、id、UVT、iVD等波形图并加以分析。

6．作出实验整流电路的输入—输出特性Ud=f（Uct），触发电路特性Uct=f（α）及Ud/U2=f（α）曲线。

7．分析续流二极管作用及电感量大小对负载电流的影响。

六．注意事项

1．双踪示波器有两个探头，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，在实验中可将其中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。

2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：

（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压Uct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大Uct，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，然后根据电流值来调整。

（4）晶闸管具有一定的维持电流IH，只有流过晶闸管的电流大于IH，晶闸管才可靠导通。

实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA。

七．思考

1．在可控整流电路中，续流二极管VD起什么作用？

在什么情况下需要接入？

2．能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？

3．叙述可控硅的导通和关断的过程

图4。

单相桥式半控整流

实验二单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验

一．实验目的

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时工作情况作全面分析。

4．了解续流二极管的作用。

二．实验内容

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时特性的测定。

4．单相半波整流电路带电阻—电感性负载时，续流二极管作用的观察。

三．实验线路及原理

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所示的实验线路。

四．实验设备及仪器

3．MCL—33（A）组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）

5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器

6．二踪示波器

7．万用表

五．注意事项

（5）本实验中，因用MCL—05组件中单结晶触发电路控制晶闸管，注意须断开MCL—33（MCL—53组件）的内部触发脉冲。

六．实验方法

1．单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察

将MCL—05（或MCL—05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL—18的U、V输出端（如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连），“触发电路选择”拨至“单结晶”。

按照实验接线图正确接线，但由单结晶体管触发电路连至晶闸管VT1的脉冲UGK不接（将MCL—05面板中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，大小通过三相调压器调节。

本实验中，调节Uuv=220V