電力電子實驗報告.doc

實驗一GTO晶閘管的測試(實驗一 GTO晶閘管的測試預習要求（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GTO晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理；（2）復習GTO晶閘管基本特征的有關(guān)內(nèi)容，掌握GTO晶閘管正常工作時的特性；一、實驗目的（1）了解GTO晶閘管的結(jié)構(gòu)，掌握正確GTO晶閘管的簡易測試方法；（2）測試GTO晶閘管的輸出特性。二、實驗器材1DL-2型電力電子器件實驗箱一臺2數(shù)字萬用表一塊3GTO晶閘管一只（用實驗箱中的GTO晶閘管）4220V/25W燈泡一個三、實驗內(nèi)容及步驟1鑒別GTO晶閘管的好壞（1）用指針式萬用表進行判斷：將指針式萬用表撥至R1檔，測量GTO任意兩腳間的電阻，僅當黑表筆接G極，紅表筆接K極時，電阻呈低阻值（如圖1-1所示），對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定G、K極，剩下的就是A極。 （2）用數(shù)字萬用表進行判斷：將數(shù)字萬用表撥至檔，測量GTO任意兩腳間的電阻，僅當紅表筆接G極，黑表筆接K極時，電阻呈低阻值，對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定G、K極，剩下的就是A極。（3）采用上述方法中的一種，對實驗箱中的GTO進行測試，并將結(jié)果填表1-1,并鑒別GTO晶閘管的好壞。表1-1 電極阻值萬用表類型RAKRKARGARAGRGKRKG結(jié)論2GTO晶閘管的特性測試(1)觸發(fā)電路測試先用插接線將實驗箱中的電壓表接到DC15V正、負兩端，檢測15V直流電壓是否正常（注意電壓表與15V直流電壓的極性不要接反），然后按圖1-3接線，調(diào)節(jié)4.7K多圈電位器，電壓表讀數(shù)U應隨之變化，否則，電位器有故障，這時可用可調(diào)直流穩(wěn)壓電源GP-4303替代觸發(fā)電路，如圖1-4所示(2)GTO特性測試 a按圖1-5接線，暫不接通DC110V，打開電源開關(guān)，將4.7K電位器輸出電壓調(diào)到0V；b關(guān)閉電源，接通DC110V，打開電源開關(guān)，然后緩慢調(diào)節(jié)4.7K電位器(若采用圖1-4作為觸發(fā)電路，則應緩慢調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)旋鈕)，逐步增加Ug，同時監(jiān)視電壓表、電流表的讀數(shù)，當電壓表指示值接近0V時(此時GTO完全導通)，停止調(diào)節(jié)，記錄調(diào)節(jié)過程中不同的Ug下，回路中的Id、管壓降Uv，并填入表1-2中表1-2Ug(v)Id(mA)Uv(v)四、注意事項(1)本實驗箱采用市電AC220V供電，使用時注意安全,實驗過程中千萬不可觸摸實驗箱中的任何金屬部分，以防觸電!(2)實驗接線時，特別是DC110V的接入和斷開必須在電源開關(guān)關(guān)閉的情況下進行。五、實驗報告(1) 總結(jié)簡易判斷GTO晶閘管好壞的方法。(2) 根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，用鉛筆畫出器件的輸出特性。實驗二GTR的測試實驗二 GTR的測試預習要求（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GTR的結(jié)構(gòu)與工作原理；（2）復習GTR基本特征的有關(guān)內(nèi)容，掌握GTR正常工作時的特性；一、實驗目的（1）了解GTR的結(jié)構(gòu)，掌握正確GTR的簡易測試方法；（2）測試GTR的輸出特性。二、實驗器材1DL-2型電力電子器件實驗箱一臺2數(shù)字萬用表一塊3GTR一只（用實驗箱中的GTR）4220V/25W燈泡一個三、實驗內(nèi)容及步驟1鑒別GTR的好壞（1）用指針式萬用表進行判斷：將指針式萬用表撥至R1檔，測量GTR任意兩腳間的電阻，僅當黑表筆接B極，紅表筆分別接C極和E極時，電阻呈低阻值（如圖2-1所示），對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定管子的好壞和B極，剩下的就是C極和E極。（2）用數(shù)字萬用表進行判斷：將數(shù)字萬用表撥至檔，測量GTR任意兩腳間的電阻，僅當紅表筆接B極，黑表筆分別接C極和E極時，電阻呈低阻值（如圖2-2所示），對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定管子的好壞和B極，剩下的就是C極和E極。（3）采用上述方法中的一種，對實驗箱中的GTR進行測試，并將結(jié)果填表2-1,并鑒別GTR的好壞。表2-1電極阻值 RBCRCBRBEREBRECRCE結(jié)論萬用表讀數(shù)2GTR的特性測試(1)觸發(fā)電路測試 先用插接線將實驗箱中的電壓表接到DC15V正、負兩端，檢測15V直流電壓是否正常（注意電壓表與15V直流電壓的極性不要接反），然后按圖2-3接線，調(diào)節(jié)4.7K多圈電位器，電壓表讀數(shù)U應隨之變化，否則，電位器有故障，這時可用可調(diào)直流穩(wěn)壓電源GP-4303替代觸發(fā)電路，如圖2-4所示(2)GTR特性測試a按圖1-5接線，暫不接通DC110V，打開電源開關(guān)，將4.7K電位器輸出電壓調(diào)到0V；b關(guān)閉電源，接通DC110V，打開電源開關(guān)，然后緩慢調(diào)節(jié)4.7K電位器(若采用圖2-4作為觸發(fā)電路，則應緩慢調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)旋鈕)，逐步增加Ug，同時監(jiān)視電壓表、電流表的讀數(shù)，當電壓表指示值接近0V時(此時GTR完全導通)，停止調(diào)節(jié)，記錄調(diào)節(jié)過程中不同的Ub下，回路中的Id、管壓降Uv，并填入表2-2中。表1-2Ub(V)Id(mA)Uv(V)四、注意事項(1)本實驗箱采用市電AC220V供電，使用時注意安全,實驗過程中千萬不可觸摸實驗箱中的任何金屬部分，以防觸電!(2)實驗接線時，特別是DC110V的接入和斷開必須在電源開關(guān)關(guān)閉的情況下進行。五、實驗報告(1) 總結(jié)簡易判斷GTR好壞的方法。(2) 根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，用鉛筆畫出器件的輸出特性實驗三GTR的驅(qū)動、保護電路實驗三 GTR的驅(qū)動、保護電路一、實驗目的(1)理解GTR自關(guān)斷器件對驅(qū)動與保護電路的要求。(2)熟悉GTR自關(guān)斷器件的驅(qū)動與保護電路的結(jié)構(gòu)及特點。(3)掌握GTR自關(guān)斷器件構(gòu)成PWM直流斬波電路原理與方法。二、實驗器材1DL-2型電力電子器件實驗箱2數(shù)字萬用表一塊、示波器OS-5040A3GTR一只（用實驗箱中的GTR）、220V/25W燈泡一個三、實驗原理及電路GTR的驅(qū)動電路和保護電路如圖3-1所示，PWM發(fā)生電路產(chǎn)生的PWM脈沖經(jīng)R1、C1及光耦U1隔離后進入驅(qū)動電路輸入端(或門U2的一個輸入端)；Q1、R3、R4、Q2、Q3、R5、R6、D2-D5構(gòu)成GTR驅(qū)動電路；U2、運放A、R8、R9、R10、D6、D7、R11、R13構(gòu)成GTR保護電路。保護器工作原理：R8、R9、R10構(gòu)成分壓器，為比較器A反相輸入端提供一個參考電壓U-，比較器A的同相輸入端經(jīng)R7與GTR發(fā)射極相連，當GTR的IE在正常范圍內(nèi)時，IE在1電阻上的電壓降經(jīng)R7加到比較器的同相輸入端，此時U+U-，比較器輸出一個低電平，該低電平經(jīng)D7、R13送至或門U2的一個輸入端，此時或門的輸出狀態(tài)與另一輸入端所加的PWM脈沖保持相同，與此同時LED熄滅，表明電路工作正常；當GTR的IE大于正常值時，該電流在1電阻上的電壓降經(jīng)R7加到比較器的同相輸入端，此時U+U-，比較器輸出由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，該高電平經(jīng)D7、R13送至或門U2的一個輸入端，或門的輸出狀態(tài)與該輸入端保持相同，也為高電平，此高電平使Q1飽和導通，Q2、Q3構(gòu)成的推挽驅(qū)動輸入端被Q1短接到地，驅(qū)動電路工作停止，GTR失去驅(qū)動信號，也及時停止工作，從而避免因過流而燒毀。與此同時比較器輸出的高電平經(jīng)R12限流后將LED點亮，提示電路處于保護狀態(tài)。實驗接線及原理圖如圖3-2所示。GTR的實驗接線及原理圖如圖3-2所示，圖中直流電源由DC110V提供 四、實驗內(nèi)容及步驟 1將實驗箱中的頻率選擇開關(guān)撥至“低頻”。驅(qū)動與保護電路接線時，要注意電源的正負極及接地的正確性。 2將PWM發(fā)生器的CP端與GTR驅(qū)動電路的CP端相連，保護電路的開關(guān)置于“斷”位置，驅(qū)動電路的輸出端B、E分別于GTR的B、E端相接。 3先不接DC110V，打開電源開關(guān)，用示波器觀察驅(qū)動電路中的各點波形，調(diào)節(jié)PWM波形發(fā)生器的占空比，觀測PWM波形的變化規(guī)律。 4在驅(qū)動電路正常工作后，將占空比調(diào)小，然后關(guān)閉電源開關(guān)，接通DC110電源，打開電源開關(guān)，再調(diào)節(jié)占空比，用示波器觀測、記錄不同占空比時負載上的波形、負載電壓平均值U1、GTR管壓降填入表3-2中。注意：在使用示波器觀測負載波形之前，探頭衰減開關(guān)應置于”X10”檔，時基掃描開關(guān)(A TIME/DIV)置于”50S/DIV”，垂直衰減開關(guān)置于”5V/DIV”。5關(guān)閉電源開關(guān)，將驅(qū)動電阻開關(guān)打到另一端，重復上一步，觀察驅(qū)動效果的變化。6電路工作過程中將保護電路處的開關(guān)Kp打到“通”模擬過流保護，觀察電路的保護情況，觀測P1、P2、P3各點的波形，將結(jié)果填入表3-1中。注意：在使用示波器觀測P1、P2、P3及負載波形之前，探頭衰減開關(guān)應置于”X10”檔，時基掃描開關(guān)(A TIME/DIV)置于”50S/DIV”；測量P1點波形時，垂直衰減開關(guān)(VOLTS/DIV)置于”0.5V/DIV”(若此時觀測到的波形幅值較小可適當將垂直衰減開關(guān)切換到稍小一檔的量程在進行觀測)；測量P2、P3點波形時，垂直衰減開關(guān)置于”0.5V/DIV”；表3-1P1點波形(有/無)P2點波形(有/無)P3點波形(有/無)Kp通Kp斷表3-20.20.40.60.70.80.9U1(V)管壓降(V)五、注意事項(1)本實驗箱采用市電AC220V供電，使用時注意安全,實驗過程中千萬不可觸摸實驗箱中的任何金屬部分，以防觸電!(2)實驗接線時，特別是DC110V的接入和斷開必須在電源開關(guān)