电力电子5个实验.docx
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电力电子5个实验
锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控整流电路实验
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。
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。
三.实验线路及原理
锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大,锯齿波形成,同步移相等环节组成,其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。
四.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—05组件
4.双踪示波器
5.万用表
五.实验方法
1.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。
注:
如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ,无三相调压器,直接合上主电源。
以下均同
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。
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RP),使a=180O。
调节MCL—18的给定电位器RP1,增加Uct,观察脉冲的移动情况,要求Uct=0时,a=180O,Uct=Umax时,a=30O,以满足移相范围a=30O~180O的要求。
4.调节Uct,使a=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。
用导线连接“K1”和“K3”端,用双踪示波器观察UG1K1和UG3K3的波形,调节电位器RP3,使UG1K1和UG3K3间隔1800。
5.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,“G”、“K”分别接至MCL—33(或MCL—53)的VT1晶闸管的控制极和阴极,注意不可接错。
负载Rd接可调电阻(可把MEL—03的900Ω电阻盘并联,即最大电阻为450Ω,电流达0.8A),并调至阻值最大。
合上主电源,调节主控制屏输出电压至Uuv=220V,调节脉冲移相电位器RP,分别用示波器观察a=30°、60°、90°、120°时负载电压Ud,晶闸管VT1的阳极、阴极电压波形UVt。
并测定Ud及电源电压U2,验证
α
U2,ud
30°
60°
90°
120°
Ud
U2
6.单相半波可控整流电路带电阻—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=30O、60O、90O、120O时的Ud、id及Uvt的波形。
注意调节Rd时,需要监视负载电流,防止电流超过Rd允许的最大电流及晶闸管允许的额定电流。
7.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”的实验步骤。
三相可控整流电路实验
一.实验目的
了解三相半波可控整流电路的工作原理,熟悉三相桥式全控整流电路的接线及工作原理。
研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作。
二.实验线路及原理
三相半波可控整流电路用三只晶闸管,与单相电路比较,输出电压脉动小,输出功率大,三相负载平衡。
不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过,变压器利用率低。
三相桥式整流电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。
实验线路见图。
三.实验内容
1.研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。
2.研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。
3.研究三相桥式全控整流电路供电给电阻性负载时的工作。
4.研究三相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。
四.实验设备及仪表
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.MEL—03组件(900Ω,0.41A)或自配滑线变阻器.
5.双踪示波器。
6.万用电表。
五.注意事项
1.整流电路与三相电源连接时,一定要注意相序。
2.整流电路的负载电阻不宜过小,应使Id不超过0.8A,同时负载电阻不宜过大,保证Id超过0.1A,避免晶闸管时断时续。
3.正确使用示波器,避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上,造成短路事故。
六.实验方法
1.按图接线,未上主电源之前,检查晶闸管的脉冲是否正常。
(1)打开MCL—18电源开关,给定电压有电压显示。
(2)用示波器观察MCL-33(或MCL-53,以下同)的双脉冲观察孔,应有间隔均匀,幅度相同的双脉冲
(3)检查相序,用示波器观察“1”,“2”单脉冲观察孔,“1”脉冲超前“2”脉冲600,则相序正确,否则,应调整输入电源。
(4)用示波器观察每只晶闸管的控制极,阴极,应有幅度为1V—2V的脉冲。
2.研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作
合上主电源,接上电阻性负载,调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwv,从0V调至110V:
(a)改变控制电压Uct,观察在不同触发移相角α时,可控整流电路的输出电压Ud=f(t)与输出电流波形id=f(t),并记录相应的Ud、Id、Uct值。
(b)记录α=90°时的Ud=f(t)及id=f(t)的波形图。
(c)求取三相半波可控整流电路的输入—输出特性Ud/U2=f(α)。
(d)求取三相半波可控整流电路的负载特性Ud=f(Id)
注:
如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ,无三相调压器,直接合上主电源。
以下均同
3.研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作
接入MCL—33的电抗器L=700mH,,可把原负载电阻Rd调小,监视电流,不宜超过0.8A(若超过0.8A,可用导线把负载电阻短路),操作方法同上。
(a)观察不同移相角α时的输出Ud=f(t)、id=f(t),并记录相应的Ud、Id值,记录α=90°时的Ud=f(t)、id=f(t),Uvt=f(t)波形图。
(b)求取整流电路的输入—输出特性Ud/U2=f(α)。
4.三相桥式全控整流电路
调节Uct,使a在30o~90o范围内,用示波器观察记录a=30O、60O、90O时,整流电压ud=f(t),晶闸管两端电压uVT=f(t)的波形,并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。
断开电源,在电路中串入700mH电感,重复以上步骤。
单相桥式全控整流及其有源逆变电路实验
一.实验目的
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—电感性负载时的工作。
3.熟悉MCL—05锯齿波触发电路的工作。
4.加深理解单相桥式有源逆变的工作原理,掌握有源逆变条件。
5.了解产生逆变颠覆现象的原因。
二.实验线路及原理
参见图
三.实验内容
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—电感性负载。
3.单相桥式有源逆变电路的波形观察。
4.有源逆变到整流过渡过程的观察。
5.逆变颠覆现象的观察。
四.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。
7.双踪示波器
8.万用表
五.注意事项
1.本实验中触发可控硅的脉冲来自MCL-05挂箱,故MCL-33(或MCL-53,以下同)的内部脉冲需断X1插座相连的扁平带需拆除,以免造成误触发。
2.电阻RP的调节需注意。
若电阻过小,会出现电流过大造成过流保护动作(熔断丝烧断,或仪表告警);若电阻过大,则可能流过可控硅的电流小于其维持电流,造成可控硅时断时续。
3.电感的值可根据需要选择,需防止过大的电感造成可控硅不能导通。
4.MCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到MCL-33面板,应注意连线不可接错,否则易造成损坏可控硅。
同时,需要注意同步电压的相位,若出现可控硅移相范围太小(正常范围约30°~180°),可尝试改变同步电压极性。
5.逆变变压器采用MEL-02三相芯式变压器,原边为220V,中压绕组为110V,低压绕组不用。
6.示波器的两根地线由于同外壳相连,必须注意需接等电位,否则易造成短路事故。
7.带反电势负载时,需要注意直流电动机必须先加励磁。
六.实验方法
1.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”拨向“锯齿波”。
2.断开MEL-02和MCL-33的连接线,合上主电路电源,调节主控制屏输出电压Uuv至220V,此时锯齿波触发电路应处于工作状态。
MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底,使Uct=0。
调节偏移电压电位器RP2,使a=90°。
断开主电源,连接MEL-02和MCL-33。
注:
如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ,无三相调压器,直接合上主电源。
以下均同
3.单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。
接上电阻负载(可采用两只900Ω电阻并联),并调节电阻负载至最大,短接平波电抗器。
合上主电路电源,调节Uct,求取在不同a角(30°、60°、90°)时整流电路的输出电压Ud=f(t),晶闸管的端电压UVT=f(t)的波形,并记录相应a时的Uct、Ud和交流输入电压U2值。
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。
4.单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。
断开平波电抗器短接线,求取在不同控制电压Uct时的输出电压Ud=f(t),负载电流id=f(t)以及晶闸管端电压UVT=f(t)波形并记录相应Uct时的Ud、U2值。
注意,负载电流不能过小,否则造成可控硅时断时续,可调节负载电阻RP,但负载电流不能超过0.8A,Uct从零起调。
改变电感值(L=100mH),观察a=90°,Ud=f(t)、id=f(t)的波形,并加以分析。
注意,增加Uct使a前移时,若电流太大,可增加与L相串联的电阻加以限流。
5.有源逆变实验
(a)将限流电阻RP调整至最大(约450Ω),先断开MEL-02和MCL-33的连接线,合上主电源,调节Uuv=220V,用示波器观察锯齿波的“1”孔和“6”孔,调节偏移电位器RP2,使Uct=0时,β=10°,然后调节Uct,使β在30°附近。
(b)连接MEL-02和MCL-33,三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。
用示波器观察逆变电路输出电压Ud=f(t),晶闸管的端电压UVT=f(t)波形,并记录Ud和交流输入电压U2的数值。
注:
如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ,无三相调压器,直接合上主电源。
以下均同
(c)采用同样方法,绘出β在分别等于6
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- 电力 电子 实验