《電力電子技術(shù)》實驗指導(dǎo)書2011.9.doc

實驗一 單相半波可控整流電路實驗一、實驗?zāi)康?1) 加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。(2) 掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。(2) 掌握單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及電阻電感性負(fù)載時的工作。(3) 了解續(xù)流二極管的作用。二、實驗所需設(shè)備(1) DJDK-1型電力電子技術(shù)及電機控制實驗裝置。其所需掛件如下： DJK01 電源控制屏 DJK02 晶閘管主電路 DJK03 晶閘管觸發(fā)電路 DJK06 給定及實驗器件 D42三相可調(diào)電阻 (2) 雙蹤示波器三、實驗內(nèi)容(1) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點波形的觀察和分析。(2) 單相半波整流電路帶電阻性負(fù)載時Ud/U2=f()特性的測定。(3) 單相半波整流電路帶電阻電感性負(fù)載時Ud/U2=f()特性的測定。(4) 續(xù)流二極管作用的觀察。四、預(yù)習(xí)要求(1) 閱讀本教材電力電子技術(shù)教材中有關(guān)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的內(nèi)容，弄清鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理。(2) 復(fù)習(xí)單相半波可控整流電路的有關(guān)內(nèi)容，掌握單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載和電阻電感性負(fù)載時的工作波形。(3) 掌握單相半波可控整流電路接不同負(fù)載時Ud、Id的計算方法。五、思考題(1) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路有哪些特點?(2) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍與哪些參數(shù)有關(guān)?(3) 單相半波可控整流電路接電感性負(fù)載時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如何解決?六、實驗方法1. 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路調(diào)試（1）將DJK01上的鑰匙式三相“電源總開關(guān)”置于“開”的位置，操作控制屏左上角切換開關(guān)觀察輸入的三相電網(wǎng)電壓是否平衡。(2) 將DJK01上的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè)（不能打到“交流調(diào)速”側(cè)）。用兩根導(dǎo)線將DJK01的A、B（200V）交流電壓接到DJK03的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕。(3) 打開DJK03電源開關(guān)，用雙蹤示波器觀察鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀察孔的電壓波形。 同時觀察同步電壓和“1”點的電壓波形，了解“1”點波形形成的原因。（注意：必須將雙蹤示波器兩個探頭的地線接觸發(fā)電路的公共點，將探頭分別接被測信號，只有這樣才能在示波器上同時觀察到兩個信號，而不發(fā)生意外。） 觀察“1”、“2”點的電壓波形，了解鋸齒波寬度和“1”點電壓波形的關(guān)系。 調(diào)節(jié)電位器RP1，觀測“2”點鋸齒波斜率的變化。 觀察“3”“6”點電壓波形和輸出電壓的波形，記下各波形并標(biāo)出幅值(可在示波器上直接讀出)。比較“3”點電壓U3和“6”點電壓U6的對應(yīng)關(guān)系。(4) 調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的移相范圍將控制電壓Uct調(diào)至零(將電位器RP2順時針旋到底)，用示波器觀察“1”和“5”點的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub(即調(diào)RP3電位器)，使=180，其波形如圖1-1所示。調(diào)節(jié)Uct（即電位器RP2）使=60，觀察并記錄U1U6及輸出 “G、K”脈沖電壓的波形。圖11鋸齒波同步移相觸發(fā)電路 2. 單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載(a) (b)圖12單相半波可控整流電路原理圖觸發(fā)電路調(diào)試正常后，按上圖12（a）單相半波可控整流電路原理圖接線。（1）JK03掛件上的鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的輸出端“G”和“K”接到DJK02掛件面板上的反橋中的任意一個晶閘管的門極和陰極，并將相應(yīng)的觸發(fā)脈沖的鈕子開關(guān)關(guān)閉，同時將未用晶閘管的觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，防止誤觸發(fā)。（2）直流電壓表及直流電流表從DJK02掛件上得到。（3）電阻負(fù)載R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900接成并聯(lián)形式。（4）將相應(yīng)的觸發(fā)脈沖的鈕子開關(guān)接通。按下“啟動”按鈕，用示波器觀察負(fù)載電壓Ud、晶閘管VT兩端電壓UVT的波形，調(diào)節(jié)電位器RP1，觀察 =30、60、90、120、150時Ud、UVT的波形，并測量直流輸出電壓Ud和電源電壓U2，記錄于下表中，與計算值比較。306090120150U2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計算值）3. 單相半波可控整流電路接電阻電感性負(fù)載（選做）（1）切斷電源，將電阻負(fù)載R改成電阻電感性負(fù)載（由電阻器與平波電抗器Ld串聯(lián)而成）。見圖12（b），電感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三檔可供選擇，本實驗中選用700mH。將電阻器調(diào)在最大阻值位置，暫不接續(xù)流二極管VD1，在不同阻抗角（阻抗角 =tg-1(L/R)，保持電感量不變，改變R的電阻值,注意電流不要超過1A）情況下，觀察 =30、60、90、120時的直流輸出電壓值Ud及UVT的波形。 （2）接入續(xù)流二極管VD1，二極管VD1和開關(guān)S1均在DJK06掛件上，重復(fù)上述實驗，觀察續(xù)流二極管的作用,以及UVD1波形的變化，并與計算值比較。306090120150U2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計算值） 七、實驗報告(1) 整理、描繪實驗中記錄的各點波形，并標(biāo)出其幅值。(2) 總結(jié)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路移相范圍的調(diào)試方法。(3) 畫出=90時，電阻性負(fù)載和電阻電感性負(fù)載的Ud、UVT波形。(4) 畫出電阻性負(fù)載時Ud/U2=f()的實驗曲線，并與計算值Ud的對應(yīng)曲線相比較。(5) 分析實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象，寫出體會。 實驗二 三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗一、實驗?zāi)康?1) 加深理解三相橋式全控整流及有源逆變電路的工作原理。(2) 了解KC系列集成觸發(fā)器的調(diào)整方法和各點的波形。二、實驗所需設(shè)備（1）DJDK-1型電力電子技術(shù)及電機控制實驗裝置。其所需掛件如下： DJK01 電源控制屏 DJK02 晶閘管主電路 DJK02-1三相晶閘管觸發(fā)電路 DJK06 給定及實驗器件 DJK10 變壓器實驗 D42三相可調(diào)電阻（2）雙蹤示波器三、實驗內(nèi)容(1) 三相橋式全控整流電路。(2) 三相橋式有源逆變電路。（3）在整流或有源逆變狀態(tài)下，當(dāng)觸發(fā)電路出現(xiàn)故障（人為模擬）時觀測主電路的各電壓波形。四、預(yù)習(xí)要求(1) 閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)三相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。(2) 閱讀教材中有關(guān)有源逆變電路的有關(guān)內(nèi)容，掌握實現(xiàn)有源逆變的基本條件。（3）學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)教材中有關(guān)集成觸發(fā)電路的內(nèi)容，掌握該觸發(fā)電路的工作原理。五、思考題(1) 如何解決主電路和觸發(fā)電路的同步問題?主電路三相電源的相序可任意設(shè)定嗎?(2) 在本實驗的整流及逆變時，對角有什么要求?為什么?六、實驗方法1. DJK02和DJK02-1上的觸發(fā)電路調(diào)試 （1）打開DJK01總電源開關(guān)，操作“電源控制屏”上的“三相電網(wǎng)電壓指示”開關(guān)，觀察輸入的三相電網(wǎng)電壓是否平衡。（2）將DJK01“電源控制屏”上“調(diào)速電源選擇開關(guān)”撥至“直流調(diào)速”側(cè)。（3）用10芯的扁平電纜，將DJK02的“三相同步信號輸出”端和DJK02-1“三相同步信號輸入”端相連,打開DJK02-1電源開關(guān)，撥動 “觸發(fā)脈沖指示”鈕子開關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。（4）觀察A、B、C三相的鋸齒波，并調(diào)節(jié)A、B、C三相鋸齒波斜率調(diào)節(jié)電位器（在各觀測孔左側(cè)），使三相鋸齒波斜率盡可能一致。（5）將DJK06上的“給定”輸出Ug直接與DJK02-1上的移相控制電壓Uct相接，將給定開關(guān)S2撥到接地位置（即Uct=0），調(diào)節(jié)DJK02-1上的偏移電壓電位器，用雙蹤示波器觀察A相鋸齒波電壓信號和“單脈沖觀察孔” VT1的輸出波形，使=150。（6）適當(dāng)增加給定Ug的正電壓輸出，觀測DJK02-1上“脈沖觀察孔”的波形，此時應(yīng)觀測到單窄脈沖和雙窄脈沖。（7）將DJK02-1面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平電纜，將DJK02-1的“正橋觸發(fā)脈沖輸出”端和DJK02“正橋觸發(fā)脈沖輸入”端相連，并將DJK02“正橋觸發(fā)脈沖”的六個開關(guān)撥至“通”，觀察正橋VT1VT6晶閘管門極和陰極之間的觸發(fā)脈沖是否正常。2.三相橋式全控整流電路 圖2-1 三相橋式全控整流電路實驗原理圖觸發(fā)電路調(diào)試正常后，按圖21三相橋式全控整流電路實驗原理圖接線。（1）R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900接成并聯(lián)形式，直流電壓、電流表由DJK02獲得。（2）將DJK06上的 “給定”輸出調(diào)到零(逆時針旋到底)，使電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，調(diào)節(jié)給定電位器，增加移相電壓，使角在30120范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同時，根據(jù)需要不斷調(diào)整負(fù)載電阻R,使得負(fù)載電流Id保持在0.6A左右(注意Id不得超過0.65A)。用示波器觀察并記錄=0、60、90時的整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄相應(yīng)的Ud數(shù)值于下表中。06090U2Ud(記錄值)Ud/U2Ud(計算值)計算公式:Ud=2.34U2cos (060O) Ud=2.34U21+cos(a+) (60o120o)3.三相橋式有源逆變電路圖22 三相橋式有源逆變電路實驗原理圖（1）按圖22三相橋式有源逆變電路實驗原理圖接線，電阻的接法與整流的一致，電感Ld在DJK02面板上，選用700mH。（2）三相不控整流及心式變壓器均在DJK10掛件上，其中心式變壓器用作升壓變壓器，逆變輸出的電壓接心式變壓器的中壓端Am、Bm、Cm,返回電網(wǎng)的電壓從高壓端A、B、C輸出，變壓器接成Y/Y接法。（3）將DJK06上的 “給定”輸出調(diào)到零(逆時針旋到底)，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，調(diào)節(jié)給定電位器，增加移相電壓，使角在3090范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同時，根據(jù)需要不斷調(diào)整負(fù)載電阻R,使得電流Id保持在0.6A左右(注意Id不得超過0.65A)。用示波器觀察=30