電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)資料

電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一 晶閘管的測(cè)試及導(dǎo)通關(guān)斷條件測(cè)試實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）觀察晶閘管的結(jié)構(gòu)，掌握正確的晶閘管的簡(jiǎn)易測(cè)試方法； （2）驗(yàn)證晶閘管的導(dǎo)通條件及關(guān)斷方法。 2預(yù)習(xí)要求（1）閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)晶閘管的內(nèi)容，弄清晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理； （2）復(fù)習(xí)晶閘管基本特征的有關(guān)內(nèi)容，掌握晶閘管正常工作時(shí)的特性； 3實(shí)驗(yàn)器材 （1）5V、12V直流穩(wěn)壓電源（雙路）一臺(tái)（2）萬(wàn)用表一塊（3）晶閘管幾個(gè)（用面板上的三相整流橋中的晶閘管） （4）DJDK-1型實(shí)驗(yàn)臺(tái)（5）燈泡12V/0.1A一個(gè)（6）交流毫伏表一個(gè)4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （1）鑒別晶閘管的好壞； （2）晶閘管的導(dǎo)通條件測(cè)試； （3）晶閘管的關(guān)斷方法的測(cè)試。5實(shí)驗(yàn)電路 圖3-1 晶閘管的測(cè)試 圖3-2 晶閘管導(dǎo)通條件實(shí)驗(yàn)電路 圖3-3 晶閘管的測(cè)試 圖3-4 晶閘管關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)電路6實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 （1）鑒別晶閘管的好壞 見(jiàn)圖3-1，用萬(wàn)用表的R1K電阻檔測(cè)試兩只晶閘管的陽(yáng)極（A）陰極（K）、門(mén)極（G）陽(yáng)極（A）之間的正反向電阻，再用萬(wàn)用表的R100K電阻檔測(cè)量?jī)芍痪чl管的門(mén)極（G）陰級(jí)（K）之間的正反向電阻，將測(cè)量數(shù)據(jù)填入下表，并鑒別晶閘管的好壞。被測(cè)晶閘管結(jié)論VT1VT2（2）晶閘管的導(dǎo)通條件（見(jiàn)圖3-2） a) 12V正向陽(yáng)極電壓，門(mén)極開(kāi)路或接-5V電壓，觀察燈泡亮否，判斷晶閘管是否導(dǎo)通； b) 加12V反向陽(yáng)極電壓，門(mén)極開(kāi)路或接-5V電壓或接+5V電壓，觀察燈泡是否亮，判斷晶閘管是否導(dǎo)通； c) 陽(yáng)極加12V正向電壓，門(mén)極加+5V正向電壓，觀察燈泡亮否，判斷晶閘管是否導(dǎo)通； d) 燈亮后去掉門(mén)極電壓，看燈泡亮否，再加-5V反向門(mén)極電壓，看燈泡是否繼續(xù)亮。 e) 寫(xiě)出導(dǎo)通條件，說(shuō)明門(mén)極作用。 （3）晶閘管關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)圖3-3、圖3-4） a) 按圖8-5接線，接通12V電源電壓，再在門(mén)極接通+5V電壓使晶閘管導(dǎo)通，燈泡亮，接著斷開(kāi)門(mén)極電壓；b) 去掉12V陽(yáng)極電壓，觀看燈泡是否亮； c) 使晶閘管導(dǎo)通，然后斷開(kāi)門(mén)極電壓，即打開(kāi)K2，接著閉合K1，再打開(kāi)K1，觀察燈泡是否熄滅； d) 再使晶閘管導(dǎo)通，斷開(kāi)門(mén)極電壓，逐漸減小陽(yáng)極電壓，當(dāng)電流表指針有某值逐漸降到零時(shí)，記下該值，即被測(cè)晶閘管的維持電流，此時(shí)若再升高陽(yáng)極電源電壓，燈泡也不再發(fā)亮，說(shuō)明晶管已關(guān)斷；e) 總結(jié)關(guān)斷晶閘管的方法。7注意事項(xiàng) 用萬(wàn)用表測(cè)試閘管門(mén)極與陰極正反高電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的晶閘管正反向電阻很接近，這種現(xiàn)象并不能說(shuō)明晶閘管已經(jīng)損壞，只要正向電阻比反向電阻小些，該晶閘管就是好的。注：用萬(wàn)表表測(cè)試晶閘管門(mén)極與陰極電阻時(shí)，不能用R10檔，以防損壞門(mén)極，一般用R1K檔測(cè)量；8實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 （1）回答實(shí)驗(yàn)中提出的問(wèn)題； （2）總結(jié)簡(jiǎn)易判斷晶閘管好壞的方法。 實(shí)驗(yàn)二 正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉正弦波同步觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。2掌握正弦波同步觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1正弦波同步觸發(fā)電路的調(diào)試。2正弦波同步觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的觀察。三實(shí)驗(yàn)線路及原理電路分脈沖形成，同步移相，脈沖放大等環(huán)節(jié)，具體工作原理可參見(jiàn)“電力電子技術(shù)”有關(guān)教材。 四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2 MCL18組件3 MCL05A組件4 MEL03組件5二蹤示波器6萬(wàn)用表五實(shí)驗(yàn)方法1將MCL05A面板上左上角的同步電壓輸入端接MCL18的U、V端，將“觸發(fā)電路選擇”撥至“集成電路”位置。2三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v，并打開(kāi)MCL05面板右下角的電源開(kāi)關(guān)。用示波器觀察各觀察孔的電壓波形，測(cè)量觸發(fā)電路輸出脈沖的幅度和寬度，示波器的地線接于“10”端。3確定脈沖的初始相位。當(dāng)Uct=0時(shí)，調(diào)節(jié)Ub（調(diào)RP）要求接近于180。4保持Ub不變，調(diào)節(jié)MCL-31A的給定電位器RP1，逐漸增大Uct，用示波器觀察U1及輸出脈沖UGK的波形，注意Uct增加時(shí)脈沖的移動(dòng)情況，并估計(jì)移相范圍。5調(diào)節(jié)Uct使=90O、60、30，觀察并記錄面板上觀察孔“5”-“7”及輸出脈沖電壓波形。六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫(huà)出=90O、60、30時(shí)，觀察孔“5”-“7”及輸出脈沖電壓波形。2指出Uct增加時(shí)，應(yīng)如何變化？移相范圍大約等于多少度？指出同步電壓的那一段為脈沖移相范圍。七注意事項(xiàng)參照實(shí)驗(yàn)一的注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)三 單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究單相橋式半控整流電路在電阻負(fù)載，電阻電感性負(fù)載及反電勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作。2熟悉MCL05A組件鋸齒波觸發(fā)電路的工作原理。3進(jìn)一步掌握雙蹤示波器在電力電子線路實(shí)驗(yàn)中的使用特點(diǎn)與方法。二實(shí)驗(yàn)線路及原理見(jiàn)圖1-2。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1單相橋式半控整流電路供電給電阻性負(fù)載。2單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載（帶續(xù)流二極管）。4單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載（斷開(kāi)續(xù)流二極管）。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2MCL33組件3MCL05A組件4MEL03組件5MCL18組件6二蹤示波器7萬(wàn)用表五注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)前必須先了解晶閘管的電流額定值（本裝置為5A），并根據(jù)額定值與整流電路形式計(jì)算出負(fù)載電阻的最小允許值。2為保護(hù)整流元件不受損壞，晶閘管整流電路的正確操作步驟（1）在主電路不接通電源時(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時(shí)，接通主電源。然后逐漸增大Uct，使整流電路投入工作。（3）斷開(kāi)整流電路時(shí)，應(yīng)先把Uct降到零，使整流電路無(wú)輸出，然后切斷總電源。3注意示波器的使用。4 MCL33的內(nèi)部脈沖需斷開(kāi)。六實(shí)驗(yàn)方法1將MCL05A面板左上角的同步電壓輸入接MCL-18的U、V輸出端， “觸發(fā)電路選擇”撥向“鋸齒波”。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v，并打開(kāi)MCL05A面板右下角的電源開(kāi)關(guān)。觀察MCL05A鋸齒波觸發(fā)電路中各點(diǎn)波形是否正確，確定其輸出脈沖可調(diào)的移相范圍。并調(diào)節(jié)偏移電阻RP2，使Uct=0時(shí)，=150。2單相橋式晶閘管半控整流電路供電給電阻性負(fù)載：按圖1-2接線，并短接平波電抗器L。調(diào)節(jié)電阻負(fù)載RD（可選擇900電阻并聯(lián)，最大電流為0.8A）至最大。（a）MCL-18的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出Uuv=220V。調(diào)節(jié)MCL-18的給定電位器RP1，使=90，測(cè)取此時(shí)整流電路的輸出電壓Ud=f（t），輸出電流id=f（t）以及晶閘管端電壓UVT=f（t）波形，并測(cè)定交流輸入電壓U2、整流輸出電壓Ud，驗(yàn)證。若輸出電壓的波形不對(duì)稱(chēng)，可分別調(diào)整鋸齒波觸發(fā)電路中RP1，RP3電位器。（b）采用類(lèi)似方法，分別測(cè)取=60，=30時(shí)的Ud、id、Uvt波形。3單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載（a）接上續(xù)流二極管，接上平波電抗器。MCL-18的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出使Uuv=220V。（b）調(diào)節(jié)Uct，使=90，測(cè)取輸出電壓Ud=f（t），整流電路輸出電流id=f（t）以及續(xù)流二極管電流iVD=f（t）波形，并分析三者的關(guān)系。調(diào)節(jié)電阻RD，觀察id波形如何變化，注意防止過(guò)流。（c）調(diào)節(jié)Uct，使分別等于60、90時(shí)，測(cè)取Ud，iL，id，iVD波形。（d）斷開(kāi)續(xù)流二極管，觀察Ud=f（t），id=f（t）。突然切斷觸發(fā)電路，觀察失控現(xiàn)象并記錄Ud波形。若不發(fā)生失控現(xiàn)象，可調(diào)節(jié)電阻Rd。七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1繪出單相橋式半控整流電路供電給電阻負(fù)載，電阻電感性負(fù)載情況下，當(dāng)=90時(shí)的Ud、id、UVT、iVD等波形圖并加以分析。2作出實(shí)驗(yàn)整流電路的輸入輸出特性Ud=f（Uct），觸發(fā)電路特性Uct=f（）及Ud/U2=f（）曲線。 3分析續(xù)流二極管作用及電感量大小對(duì)負(fù)載電流的影響。八思考1 在可控整流電路中，續(xù)流二極管VD起什么作用？在什么情況下需要接入？2 能否用雙蹤示波器同時(shí)觀察觸發(fā)電路與整流電路的波形？實(shí)驗(yàn)四 半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究一實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜さ湫烷_(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)，元器件和工作原理，要求主要了解以下內(nèi)容：1主電路的結(jié)構(gòu)和工作原理。2 PWM控制電路的原理和常用集成電路。3驅(qū)動(dòng)電路的原理和典型的電路結(jié)構(gòu)。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1SG3525的輸出波形觀察。2半橋電路中各點(diǎn)波形的觀察。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2雙蹤示波器。3萬(wàn)用表。五實(shí)驗(yàn)方法1SG3525的調(diào)試：將開(kāi)關(guān)S1打向“半橋電源”，分別連接“5”和“6”端，以及“9”端和“10”端，“3”端和“4”端，用示波器分別觀察鋸齒波輸出（“1”端）和A、B兩路PWM信號(hào)的波形（分別為“5”端和“9”端對(duì)地波形），并記錄波形，頻率和幅值，調(diào)節(jié)“脈沖寬度調(diào)節(jié)”電位器，記錄其占空比可調(diào)范圍。 2斷開(kāi)主電路和控制電路的電源，分別將“PWM波形發(fā)生”的“7”、“8”和“半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源”的G1、S1端相連，將“PWM波形發(fā)生”的“11”、“12”端和“半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源”的G2、S2端相連，經(jīng)檢查接線無(wú)誤后，將鈕子開(kāi)關(guān)S2打向“ON”，分別觀察兩個(gè)MOSFET管VT1、VT2的柵極G和源極S間的電壓波形，并記錄波形，周期，脈寬，幅值及上升、下降時(shí)間。3斷開(kāi)主電路和控制電路的電源，分別將“主電源1”的“1”端、“2”端與“半橋開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源”的“1”、“2”端相連，然后合上控制電源以及主電源（注意：一定要先加控制信號(hào)，后加主電源！否則極易燒毀“主電源1”的保險(xiǎn)絲）用示波器分別觀察兩個(gè)MOSFET柵、源極電壓波形。記錄波形、周期、脈寬和幅值。特別注意；不能用示波器同時(shí)觀察兩個(gè)MOSFET管的波形，否則會(huì)造成短路，嚴(yán)重?fù)p壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備。4分別將“半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源”的“8”、“10“端相連，”9“、”12“端相連（負(fù)載電阻為33歐姆），記錄輸出整流二極管陽(yáng)極和陰極間的波形（“5”端和“7”端之間，以及“6”端和“7”端間。記錄波形、周期、脈寬以及幅值，觀察輸出電壓u0中的波形（“12”和“10”端間），記錄波形、幅值，并觀察主電路中變壓器T的一次側(cè)電壓波形（“3”端和“4”端）以及二次側(cè)電壓波形（“5”端和“9”端間），記錄波形、周期、脈寬和幅值。5斷開(kāi)“9”和“12”之間的連線，連接“9”和“11”（負(fù)載電阻為3歐姆），重復(fù)4的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。特別注意：用示波器同時(shí)觀察兩個(gè)二極管電壓波形時(shí)要注意示波器探頭的共地問(wèn)題，否則會(huì)造成短路，并嚴(yán)重?fù)p壞實(shí)驗(yàn)裝置。6斷開(kāi)“PWM波形發(fā)生器”的“3”，“4”兩點(diǎn)間連線，將“半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源”的“13”端連至“PWM波形發(fā)生器”的“2”端，并將“半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源”的“9”端和“PWM波形發(fā)生”的地端相連，調(diào)節(jié)“脈沖寬度調(diào)節(jié)”電位器，使“半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源”的輸出端（“8”和“9”端間）電壓為5V，然后斷開(kāi)“9”，“11”端連線，連接“9”，“12”端（負(fù)載電阻改變至33歐姆），測(cè)量輸出電壓U2的值，計(jì)算負(fù)載調(diào)整率%六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)記錄的變壓器一次側(cè)、二次側(cè)波形，計(jì)算變壓器電壓比。2分析負(fù)載變化對(duì)電路工作的影響。3分析本實(shí)驗(yàn)電路輸出穩(wěn)壓的原理。4用示波器同時(shí)觀察VT1和VT2的漏源極電壓波形會(huì)產(chǎn)生什么后果？試詳細(xì)分析。5若要同時(shí)觀察VD1和VD2陽(yáng)極陰極間的電壓波形，示波器的探頭應(yīng)當(dāng)怎樣連接？錯(cuò)誤的接法會(huì)產(chǎn)生什么后果？試詳細(xì)分析。七注意事項(xiàng)1“半橋型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源”接好連線后，一定要先加控制信號(hào)，然后接通主電源。2做閉環(huán)穩(wěn)壓實(shí)驗(yàn)的時(shí)候一定要斷開(kāi)“PW