晶閘管的簡易測試及導通關(guān)斷條件實驗

1、實驗一 晶閘管的簡易測試及導通關(guān)斷條件實驗 1. 實驗?zāi)康模?1. 掌握晶閘管的簡易測試方法； 2. 驗證晶閘管的導通條件及關(guān)斷方法。 2. 實驗電路 見圖1-1。1. 實驗設(shè)備： 1. 自制晶閘管導通與關(guān)斷實驗板 2. 030V直流穩(wěn)壓電源 3. 萬用表 4. 1.5V3干電池 5. 好壞晶閘管 2. 實驗內(nèi)容及步驟： 1. 鑒別晶閘管好壞 見圖1-2所示，將萬用表置于R1位置，用表筆測量G、K之間的正反向電阻，阻值應(yīng)為幾歐幾十歐。一般黑表筆接G，紅表筆接K時阻值較小。由于晶閘管芯片一般采用短路發(fā)射極結(jié)構(gòu)（即相當于在門極與陰極之間并聯(lián)了一個小電阻），所以正反向阻值差別不大，即使測出正反向阻值

2、相等也是正常的。接著將萬用表調(diào)至R10K檔，測量G、A與K、A之間的阻值，無論黑表筆與紅表筆怎樣調(diào)換測量，阻值均應(yīng)為無窮大，否則，說明管子已經(jīng)損壞。1. 檢測晶閘管的觸發(fā)能力 檢測電路如圖所示。外接一個4.5V電池組，將電壓提高到67.5V（萬用表內(nèi)裝電池不同）。將萬用表置于0.251A檔，為保護表頭，可串入一只R=4.5V/I檔的電阻（其中：I檔為所選擇萬用表量程的電流值）。電路接好后，在S處于斷開位置時，萬用表指針不動；然后閉合S（S可用導線代替），使門極加上正向觸發(fā)電壓，此時，萬用表指針應(yīng)明顯向右偏，并停在某一電流位置，表明晶閘管已經(jīng)導通。接著斷開開關(guān)S，萬用表指針應(yīng)不動，說明晶閘管觸發(fā)

3、性能良好。1. 檢測晶閘管的導通條件： 1. 首先將S1S3斷開，閉合S4，加上30V正向陽極電壓，然后讓門極開路或接一4.5V電壓，觀看晶閘管是否導通，燈泡是否亮。 2. 加30V反向陽極電壓，門極開路、接4.5V或接4.5V電壓，觀察晶閘管是否導通，燈泡是否亮。 3. 陽極、門極都加正向電壓，觀看晶閘管是否導通，燈泡是否亮。 4. 燈亮后去掉門極電壓，看燈泡是否亮；再加4.5V反向門極電壓，看燈泡是否繼續(xù)亮，為什么？ 2. 晶閘管關(guān)斷條件實驗 1. 接通正30V電源，再接通4.5V正向門極電壓使晶閘管導通，燈泡亮，然后斷開門極電壓。 2. 去掉30V陽極電壓，觀察燈泡是否亮。 3. 接通3

4、0V正向陽極電壓及正向門極電壓使燈亮，然后閉合S1，斷開門極電壓。然后接通S2，看燈泡是否熄滅。 4. 再把晶閘管導通，斷開門極電壓，然后閉合S3，再立即打開S3，觀察燈泡是否熄滅。 5. 斷開S4，再使晶閘管導通，斷開門極電壓。逐漸減小陽極電壓，當電流表指針由某值突然降到零時刻值就是被測晶閘管的維持電流。此時若再升高陽極電壓，燈泡也不再發(fā)亮，說明晶閘管已經(jīng)關(guān)斷。 .實驗報告要求：總結(jié)導通條件及關(guān)斷條件?？偨Y(jié)簡易判斷晶閘管好壞的方法。 圖1-2 判別晶閘管好壞圖1-3 檢測晶閘管觸發(fā)能力實驗二 鋸齒波同步移相觸發(fā)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

5、。 (2)掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。二、實驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2DJK03 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“鋸齒波同步移相觸發(fā)電路”等模塊。3雙蹤示波器自備三、實驗線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的原理圖如圖1所示。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其工作原理可參見電力電子技術(shù)教材中的相關(guān)內(nèi)容。圖1四、實驗內(nèi)容(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點波形的觀察和分析。五、預(yù)習要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的內(nèi)容

6、，弄清鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理。(2)掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路脈沖初始相位的調(diào)整方法。六、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)為什么鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的脈沖移相范圍比正弦波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍要大?七、實驗方法(1)在“DZSZ-1型電機及自動控制實驗裝置”上使用時，通過操作控制屏左側(cè)的自藕調(diào)壓器，將輸出的線電壓調(diào)到220V左右，然后才能將電源接入掛件），用兩根導線將200V交流電壓接到DJK03的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03電源開關(guān)，這時掛件中所有的觸發(fā)電路都開始工作，用雙蹤示波

7、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。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，記下各波形的幅值與寬度，并比較“3”點電壓U3和“6”點電壓U6的對應(yīng)關(guān)系。(2)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)，用示波器觀察同步電壓信號和“6”點U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub(即調(diào)RP3電位器)，使=170，其波形如圖2所示。圖2鋸齒波同步移相觸發(fā)電路(3)調(diào)節(jié)Uct（即電位器R

8、P2）使=60，觀察并記錄U1U6及輸出 “G、K”脈沖電壓的波形，標出其幅值與寬度，并記錄在下表中(可在示波器上直接讀出，讀數(shù)時應(yīng)將示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微調(diào)旋鈕旋到校準位置)。U1U2U3U4U5U6幅值(V)寬度(ms)八、實驗報告(1)整理、描繪實驗中記錄的各點波形，并標出其幅值和寬度。(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，如果要求在Uct=0的條件下，使=90，如何調(diào)整?(3)討論、分析實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。九、注意事項1.雙蹤示波器有兩個探頭，可同時觀測兩路信號，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電路的不同電位的兩

9、個點上，否則這兩點會通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測量的順利進行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個問題。當需要同時觀察兩個信號時，必須在被測電路上找到這兩個信號的公共點，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，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。(2)由于脈沖“G”、“K”輸出端有電容影響，故觀察輸出脈沖電壓波形時，需將輸出端“G”和“K”分別接到晶閘管的門極和陰極（或者也可用約100左右阻值的電阻接到“G”、“K”兩端，來模擬晶閘管門極與陰極的阻值），否則，無法觀察到正確的脈沖波形。實驗三 單相橋式全控整流及

10、有源逆變電路實驗一、實驗?zāi)康?1)加深理解單相橋式全控整流及逆變電路的工作原理。(2)研究單相橋式變流電路整流的全過程。(3)研究單相橋式變流電路逆變的全過程，掌握實現(xiàn)有源逆變的條件。(4)掌握產(chǎn)生逆變顛覆的原因及預(yù)防方法。二、實驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵磁電源”等幾個模塊。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”以及“電感”等幾個模塊。3DJK03 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“鋸齒波同步觸發(fā)電路”模塊。4DJK10 變壓器實驗該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流” 等模塊。5D42三相可調(diào)電阻6雙蹤示波器自備7萬用表自備三

11、、實驗線路及原理圖1為單相橋式整流帶電阻電感性負載，其輸出負載R用D42三相可調(diào)電阻器，將兩個900接成并聯(lián)形式，電抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流電壓、電流表均在DJK02面板上。觸發(fā)電路采用DJK03組件掛箱上的“鋸齒波同步移相觸發(fā)電路”和“”。圖2為單相橋式有源逆變原理圖，三相電源經(jīng)三相不控整流，得到一個上負下正的直流電源，供逆變橋路使用，逆變橋路逆變出的交流電壓經(jīng)升壓變壓器返饋回電網(wǎng)?！叭嗖豢卣鳌笔荄JK10上的一個模塊，其“心式變壓器”在此做為升壓變壓器用，從晶閘管逆變出的電壓接“心式變壓器”的中壓端Am、Bm，返回電網(wǎng)的電壓從其高壓端A、B輸出，為了避免輸出的逆變電壓

12、過高而損壞心式變壓器，故將變壓器接成Y/Y接法。圖中的電阻R、電抗Ld和觸發(fā)電路與整流所用相同。有關(guān)實現(xiàn)有源逆變的必要條件等內(nèi)容可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。圖1 單相橋式整流實驗原理圖圖2 單相橋式有源逆變電路實驗原理圖四、實驗內(nèi)容(1)單相橋式全控整流電路帶電阻電感負載。(2)單相橋式有源逆變電路帶電阻電感負載。(3)有源逆變電路逆變顛覆現(xiàn)象的觀察。五、預(yù)習要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。(2)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)有源逆變電路的內(nèi)容，掌握實現(xiàn)有源逆變的基本條件。六、思考題實現(xiàn)有源逆變的條件是什么?在本實驗中是如何保證能滿足這些條件? 七、實驗方

13、法(1)觸發(fā)電路的調(diào)試將DJK01電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè)使輸出線電壓為200V，用兩根導線將200V交流電壓接到DJK03的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03電源開關(guān)，用示波器觀察鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀察孔的電壓波形。將控制電壓Uct調(diào)至零(將電位器RP2順時針旋到底)，觀察同步電壓信號和“6”點U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub(即調(diào)RP3電位器)，使=180。將鋸齒波觸發(fā)電路的輸出脈沖端分別接至全控橋中相應(yīng)晶閘管的門極和陰極，注意不要把相序接反了，否則無法進行整流和逆變。將DJKO2上的正橋和反橋觸發(fā)脈沖開關(guān)都打到“斷”的位置,并使Ulf和Ulr懸空，確保晶

14、閘管不被誤觸發(fā)。(2)單相橋式全控整流按圖3-5接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，保持Ub偏移電壓不變(即RP3固定)，逐漸增加Uct（調(diào)節(jié)RP2），在=0、30、60、90、120時，用示波器觀察、記錄整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄電源電壓U2和負載電壓Ud的數(shù)值于下表中。 30 60 90 120U2Ud（記錄值）Ud（計算值）計算公式:UdO.9U2(1+cos)/2(3)單相橋式有源逆變電路實驗按圖2接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，保持Ub偏移電壓不變(即RP3固定)，逐漸增加Uct（調(diào)節(jié)RP2），在=30、60、90時，觀察、記錄逆變電

15、流Id和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記錄負載電壓Ud的數(shù)值于下表中。 30 60 90U2Ud（記錄值）Ud（計算值）(4)逆變顛覆現(xiàn)象的觀察調(diào)節(jié)Uct,使=150，觀察Ud波形。突然關(guān)斷觸發(fā)脈沖（可將觸發(fā)信號拆去），用雙蹤慢掃描示波器觀察逆變顛覆現(xiàn)象，記錄逆變顛覆時的Ud波形。八、實驗報告(1)畫出=30、60、90、120、150時Ud和UVT的波形。(2)畫出電路的移相特性Ud=f()曲線。(3)分析逆變顛覆的原因及逆變顛覆后會產(chǎn)生的后果。九、注意事項(1) 雙蹤示波器有兩個探頭，可同時觀測兩路信號，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電路的不同電位

16、的兩個點上，否則這兩點會通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測量的順利進行，可將其中一根探頭的地線取下或外包絕緣，只使用其中一路的地線，這樣從根本上解決了這個問題。當需要同時觀察兩個信號時，必須在被測電路上找到這兩個信號的公共點，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，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。(2)在本實驗中，觸發(fā)脈沖是從外部接入DJKO2面板上晶閘管的門極和陰極，此時,應(yīng)將所用晶閘管對應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，并將Ulf及Ulr懸空，避免誤觸發(fā)。(3)為了保證從逆變到整流不發(fā)生過流，其回路的電阻R應(yīng)取比較大的值，但也要考慮到

17、晶閘管的維持電流，保證可靠導通。實驗五 單相交流調(diào)壓電路實驗一、實驗?zāi)康氖煜び秒p向可控硅組成的交流調(diào)壓電路的結(jié)構(gòu)與工作原理。二、實驗所需掛件及附件序號型 號備 注1.DJK01 電源控制屏2.DJK22 單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路3.慢掃描雙蹤示波器自備4.萬用表自備三、實驗線路及原理將一種形式的交流電變成另一種形式的交流電，可以通過改變電壓、電流、頻率和相位等參數(shù)。只改變相位而不改變交流電頻率的控制,在交流電力控制中稱為交流調(diào)壓。單相交流調(diào)壓的典型電路如圖1所示。圖1單相交流調(diào)壓電路本實驗采用雙向可控硅BCR（Z0409MF）取代由兩個單向可控硅SCR反并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式，并利用RC充放電電路和雙向

18、觸發(fā)二極管DB3的特點，在每半個周波內(nèi)，通過對雙向可控硅的通斷進行移相觸發(fā)控制，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。由圖2可見，正負半周控制角的起始時刻均為電源電壓的過零時刻,且正負半周的控制角相等,可見負載兩端的電壓波形只是電源電壓波形的一部份。在電阻性負載下,負載電流和負載電壓的波形相同，角的移相范圍為0, =0時,相當于可控硅一直導通, 輸入電壓為最大值，U0=Ui燈最亮；隨著的增大，U0逐漸降低，燈的亮度也由亮變暗,直至=時，U0=0,燈熄滅。此外=0時，功率因數(shù)cos=1，隨著的增大，輸入電流滯后于電壓且發(fā)生畸變，cos也逐漸降低,且對電網(wǎng)電壓電流造成諧波污染。交流調(diào)壓電路已廣泛用于調(diào)光控制，異步電動機的軟起動和調(diào)速控制。和整流電路一樣，交流調(diào)壓電路的工作情況也和負載的性質(zhì)有很大的關(guān)系,在阻感負載時，若負載上電壓電流的相位差為,則移相范圍為，詳細分析從略。圖2單相交流調(diào)壓電路波形圖四、實驗內(nèi)容交流調(diào)壓電路的測試。五、