电力电子技术实验指导书.docx
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电力电子技术实验指导书
《半导体变流技术》实验部分
实验一单相桥式半控整流电路实验
一、实验目的
1、加深理解单相桥式半控整流电路带电阻、阻感负载时的工作情况。
2、加深理解单相桥式半控整流电路阻感负载时续流二极管的作用。
二、实验内容
1、单相桥式半控整流电路带电阻负载。
2、单相桥式半控整流电路带电阻电感负载。
三、实验原理
参阅《半导体变流技术》教材的有关章节。
四、实验设备及仪器
1、DK01主控制屏
2、DK11挂箱
3、1.9K、0.65A滑线电阻器
4、双线示波器
5、万用表
五、实验预习
预习《半导体变流技术》教材的有关章节。
六、实验线路、方法和步骤
1、实验线路
2、实验方法和步骤
<1)、主控制屏开关的设置
将主控制屏上的“调速电源选择开关”拨至“直流调速”,将DK11左下角的两个开关分别拨至“单相桥式”和“开”。
触发电路采用锯齿波同步移相触发电路,将DK11左上角“触发选择开关”拨至“锯齿波”,DK11挂箱上同步变压器原边接A2、B2,并将主控制屏上的Ublr悬空。
<2)、单相半控桥式整流电路带电阻性负载
①利用Ⅱ组桥的晶闸管、二极管组成单相桥式半控整流电路并接成电阻性负载,将锯齿波触发电路的脉冲输出端“G1”“K1”“G3”“K3”分别接至晶闸管VT1和VT3的门极、阴极。
然后接通主电路和低压控制电源,用示波器观察负载电压Ud的波形,用Ud来确定α的估算方法和移相范围。
②记录Ud在α等于下列角度下的电压值。
α
300
600
900
1200
1500
Ud<测量值)V
Ud<理论值)V
Id<测量值)A
测得电源电压值U2= 写出计算理论值所用公式Ud= ③、描绘α=600、900时Ud、Uvt、UvD的波形。 α=600α=900 ④电阻负载实验作完后,请断开主电路电源和低压控制电源。 <3)、单相桥式半控整流电路带阻感性负载 ①将电感L=100mH与滑线电阻器Rd串联接入负载回路。 然后接通“低压控制电源”和主回路电源。 ②记录α在下列角度下的Ud值。 α 300 600 900 1200 1500 Ud(测量值>V Ud(理论值>V Id<测量值)A 测得电源电压值U2= 写出计算理论值所用公式Ud= ③不接续流二极管VD5时,描绘α=600、900时Ud、Uvt、UVD的波形 α=600α=900 ④按照实验线路图所示接入续流二极管VD5,观察Ud、Uvt、UvD的波形。 六、实验报告要求 1、分别绘出电阻和阻感性负载时不同α值下电压数据记录表格,并根据表格上的数据分别在同一坐标系上绘出测量值和理论值的Ud=f<α)特性曲线。 2、分别绘出电阻和阻感性负载α=600、900时Ud、Uvt、UvD的波形。 3、讨论和分析实验结果,说明续流二极管的作用。 实验二三相桥式全控整流电路实验 一、实验目的 1、加深理解三相桥式全控整流电路带电阻、电阻电感负载时的工作情况。 2、了解集成触发器的调整方法。 二、实验内容 1、集成触发电路的调试。 2、三相桥式全控整流电路。 三、实验原理 参阅《半导体变流技术》教材的有关章节。 四、实验设备与仪器 1、DK01主控制屏 2、DK02挂箱 3、1.9K0.65A滑线电阻器一个 4、双线示波器 5、万用表 五、实验预习 1、三相桥式全控整流电路电阻负载α的移相范围_____。 2、三相桥式全控整流电路阻感负载α的移相范围_____。 六、实验线路、方法与步骤 1、实验线路 2、实验方法和步骤 <1)、主控制屏开关的设置 将“调速电源选择开关”拨至“直流调速”。 触发电路脉冲指示: “窄”。 Ⅱ桥工作状态指示: “其它”。 <2)、触发电路的调试 ①、用示波器观察触发电路的单脉冲、双脉冲是否正常,观察a、b、c三相的锯齿波斜率是否一致,若不一致可调整a、b、c三相锯齿波斜率电位器,使三相锯齿波斜率尽可能一致。 ②、将DK02挂箱上给定单元中给定输出Ug接至主控制屏面板上Uct端<移相控制电压),主控制屏面板上Ublr接地,Ⅱ组桥触发脉冲开关全部拨至“接通”位置。 <3)、三相桥式全控整流电路带电阻性负载 利用Ⅱ桥的晶闸管组成三相桥式全控整流电路并接成电阻负载,Rd调到阻值中间位置。 接通“低压控制电源”和主电路电源,使Uct=0<逆时针将给定单元中的RP1旋至零位),用示波器观察Ud波形和主控制屏上直流电压表V的读数,调节主控制屏上偏移电压电位器RP<调节偏移电压Ub),使α=1200。 上述步骤完成后,保持Ub不动,调节Uct,用示波器观察Ud的波形并确定α角的估算方法。 1、记录α在下列角度下的Ud值 α 00 300 600 900 Ud<测量值)V Ud<理论值)V Id<测量值)A 测得电源电压U2= 计算理论值所用公式Ud= ②、描绘α=300、600时Ud、Uvt的波形。 α=900时Ud的波形。 α=300α=600 α=900时 α=900 ③、观察并描绘α=600时,丢失一相脉冲情况下Ud的波形。 ④、电阻性负载实验作完后请断开主电路电源和低压控制电源。 <4)、三相桥式全控整流电路带阻感性负载 将电感L=100mH与滑线电阻Rd串联。 Rd放在阻值一半的位置,接通“低压控制电源”和主回路电源。 ①、记录α在下列角度下的Ud值 α 00 300 600 900 Ud<测量值)V Ud<理论值)V Id<测量值)A 计算理论值所用公式Ud= ②描绘α=300、600时Ud、Uvt的波形,α=900时Ud的波形。 α=300α=600 α=900 七、实验报告要求 1、电阻性负载实验要求: 绘出不同α下的电压记录表格,写出计算Ud理论值所用公式及α=00、300、600时Ud、Uvt的波形,α=900时Ud的波形,作出α=600时丢失一相脉冲的Ud波形。 2、阻感性负载实验要求: 绘出不同α下的电压记录表格,写出计算Ud理论值所用公式及α=300、600时Ud、Uvt的波形,α=900时Ud的波形。 3、对实验中出现的现象加以分析讨论。 实验三触发电路实验 一、实验目的 1、熟悉单结晶体管触发电路、正弦波同步移相触发电路、锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 2、掌握三种触发电路的调试方法和步骤。 二、实验内容 1、单结晶体管触发电路的调试,观察各点波形。 2、正弦波同步移相触发电路的调试,观察各点波形。 3、锯齿波同步移相触发电路的调试,观察各点波形。 三、实验原理 参阅附录中介绍Dk11挂箱部分。 四、实验设备及仪器 1、DK01主控制屏 2、DK11挂箱 3、双线示波器 4、万用表 五、实验预习 预习《半导体变流技术》教材中有关章节。 六、实验线路、方法和步骤 1、单结晶体管触发电路调试 (1>单结晶体管触发电路原理图 <2)调试方法和实验步骤 将主控制屏上的“调速电源选择开关”拨至“直流调速”,将主控制屏上A2B2C2三端中任意两端接到DK11挂箱左上角的同步变压器原边绕组,将“触发选择开关”拨至“单结管”,这样接好后,同步变压器副边60V交流电压已通过内部连线接到触发电路的输入端。 接通“低压控制电源”和主电路电源,用示波器观察并记录“1”~“5”孔波形。 调节移相可变电位器RP1,观察锯齿波的周期变化,同时观察“2”、“5”孔波形,看输出脉冲的移相范围能否在200~1800之间。 波形记录: 波形画好后将主电路电源断开。 2、正弦波同步移相触发电路的调试 <1)、正弦波同步移相触发电路原理图 <2)调试方法和实验步骤 将DK11挂箱上正弦波同步移相触发电路单元中±15电源开关拨至“开”,将正弦波同步移相触发电路的输出端“G”、“K”接至某晶闸管的门极、阴极。 将“触发选择开关”拨至“正弦波”位置,接通“低压控制电源”和主电路电源。 ①、确定脉冲的初始相位 当Uct=0时,<逆时针将RP1旋至零位),观察Ugk,调节RP2 ②、调节Uct 波形画好后请断开主电路电源。 3、锯齿波同步移相触发电路调试 <1)锯齿波同步移相触发电路原理图 <2)调试方法和实验步骤 将DK11挂箱上的“触发选择开关”拨至“锯齿波”位置,面板左下角的±15V开关拨向“开”,其上面的开关拨向“触发电路”,将输出“G1”、“K1”端接至某晶闸管的门极和阴极,接通主电路电源和“低压控制电源”。 1同时观察“1”“2”孔的波形,了解锯齿波的宽度和“1”孔波形的关系,估算锯齿波的宽度。 ②、调节脉冲的移相范围 当控制电压Uct=0时<即逆时针将RP1旋至零位),用示波器观察“1”“5”孔波形,调节偏移电压Ub<即RP2)恰好有脉冲输出,使α=1800,如下图所示。 ③、调节Uct<即RP1),记录“1”~“5”孔波形 七、实验报告要求 1、画出单结晶体管触发电路“1”“2”“4”“5”孔波形。 2、画出正弦波同步移相触发电路“1”~“5”孔及输出脉冲电压Ug波形。 3、指出正弦波同步移相触发电路同步电压的那一段为脉冲的移相范围。 4、画出锯齿波同步移相触发电路“1”~“5”孔的波形,并估算出锯齿波的宽度。 5、总结锯齿波同步移相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。 实验四三相桥式全控有源逆变实验 一、实验目的 熟悉三相桥式全控有源逆变电路的接线及工作原理。 二、实验内容 1、三相桥式有源逆变电路。 2、观察逆变状态下电路波形。 三、实验原理 参阅《半导体变流技术》等教材的有关章节。 四、实验设备及仪器 1、DK01主控制屏 2、DK02挂箱 3、1.9K0.65A滑线电阻器 4、DK14挂箱 5、双线示波器 6、万用表 五、实验线路方法与步骤 1、实验线路 2、实验方法和步骤 <1)、将“调速电源选择开关”拨到“直流调速”,触发电路脉冲指示: “窄”。 Ⅱ桥工作状态指示: “其它”。 <2)、用示波器观察a、b、c三相锯齿波的斜率是否一致,若不一致,通过调节a、b、c三相锯齿波斜率电位器,尽量将三相斜率调节一致。 <3)、将DK02挂箱上给定单元中的Ug接到主控制屏面板上的Uct端,主控制屏上Ublr端接地,Ⅱ组触发脉冲开关全部拨到“通”。 <4)、闭合“低压控制电源”开关,用示波器同时观察同步电压Ua和a相锯齿波波形,确定锯齿波的宽度,再同时观察a相锯齿波和双脉冲观察孔第一个孔的波形,使Uct=0<既将RP1逆时针旋至零位),调节偏移电压Ub,使α接近1500。 <5)、接好实验线路<电感L=100mH),DK02挂箱下端的开关S2拨向实验图中左边短接线,Rd调到阻值较大位置。 闭合主电路电源,Ub保持不动,调节Uct<既调节RP1),记录α=00、300、600、900时Ud、Uct的值,填入后面表格中,用示波器观察并描绘α=00、300、600、900时Ud、Uvt的波形。 α=00α=300 α=600α=900 <6)、波形画好后,调节Uct,使α略>900,断开主电路电源。 <7)、将S2拨向实验线路图中右边的不控整流桥端,闭合主电路电源,调节Uct,使α在900~1500之间变化,记录α=1200、1500时Ud、Uct的值,填入后面表格中,观察并描绘α=1200、1500时Ud、Uvt的波形, α=1200α=1500 整流 逆变 α 00 300 600 900 1200 1500 Ud Uct 六、实验报告要求 1、画出α=00、300、600、900、1200、1500时Ud、Uvt的波形。 2、画出电路的移相特性曲线Ud=f<α)。 3、画出触发电路的传输特性曲线α=f 4、对实验中出现的问题加以分析。 七、注意事项 1、从整流状态转换到逆变状态时,应先将α角调节到略大于900,以防过流。 2、为了不使逆变直流电源电压过高,可在不可控桥输入端加接调压器降压,这样限流电阻Rd的数值可以调的小些。 实验五单相桥式全控整流电路实验 一、实验目的 加深理解单相桥式全控整流电路带电阻、反电势负载时的工作情况。 二、实验内容 1、锯齿波同步移相触发电路的调试。 2、单相桥式全控整流电路带电阻负载。 3、单相桥式全控整流电路带反电势负载。 三、实验原理 参阅《半导体变流技术》教材的有关章节。 四、实验设备及仪器 1、DK01主控制屏 2、DK11挂箱
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