中南大學電力電子技術實驗報告docx

1、電力電子技術實驗報告學 院 名 稱： 信息科學與工程學院指 導 老 師： 專 業(yè) 班 級： 學 生 姓 名： 學 號： 目錄實驗1-1 三相脈沖移相觸發(fā)電路3一、實驗目的3二、實驗內(nèi)容：3三、實驗電路原理3四、實驗設備：4五、實驗步驟和方法：4六、實驗結(jié)果及分析：5實驗1-2 三相橋式整流電路的研究6一、實驗目的：6二、實驗內(nèi)容：6三、實驗設備：6四、實驗步驟和方法：6五、注意事項：10六、實驗報告內(nèi)容：10七、實驗結(jié)果及分析：10實驗1-3 三相橋式變流電路反電動勢負載的研究12一、實驗目的：12二、實驗內(nèi)容：12三、實驗設備：12四、實驗步驟與方法：12五、注意事項：16六、實驗報告內(nèi)容：

2、16七、實驗結(jié)果：16實驗1-4 單相交流調(diào)壓電路18一、實驗目的：18二、實驗內(nèi)容：18三、實驗設備：18四、實驗步驟：18五、實驗報告內(nèi)容：19六、實驗結(jié)果：20實驗心得21實驗1-1 三相脈沖移相觸發(fā)電路一、實驗目的：1.熟悉了解集成觸發(fā)電路的工作原理及雙脈沖形成過程2.掌握集成觸發(fā)電路的應用二、實驗內(nèi)容：1.集成觸發(fā)電路的調(diào)試2.各點波形的觀察與分析三、實驗電路原理三相脈沖移相觸發(fā)電路，采用三片集成芯片KJ004（或KC04）及外電路組成，以鋸齒波移相的方式確定六個晶閘管的觸發(fā)脈沖，根據(jù)輸入控制電壓Uct的變化，改變晶閘管的整流控制角或逆變控制角。由三相脈沖移相觸發(fā)電路產(chǎn)生的六路單窄脈

3、沖分別輸入到六路雙脈沖形成芯片KJ041（或KC41）的1-6號腳，由芯片內(nèi)的輸入二極管完成“或”功能，形成補脈沖。補脈沖按+A-C，-C+B，+B-A，-A+C，+C-B，-B+A順序列組合。經(jīng)電流放大后分別對應于1510引腳輸出間隔為60°的雙窄脈沖，經(jīng)功放后加至1-6號晶閘管（使三相橋式全控整流電路中的器件導通次序為VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6,彼此間隔60°，相鄰器件成雙接通）。芯片KJ041（或KC41）的7號引腳為電子開關端口，當其為“0”電平時，允許各路輸出觸發(fā)脈沖，為“1”電平時，封鎖各路輸出觸發(fā)脈沖。實驗電路原理如圖1-1所示。圖1-1四

4、、實驗設備：1.YB4320A型雙線方波路 一臺2.萬用表 一塊3.實驗掛箱：LY101，LY105-1，LY124五、實驗步驟和方法：1.將掛箱LY101的給定信號輸出接入LY105-1的Uct孔，并將LY105的Ubif、Ubir孔接地。2.LY105-1的觸發(fā)脈沖輸出25芯插件與LY123 I組橋的觸發(fā)脈沖輸入25芯插件相連。3.將LY124的±15V電源、地與LY105-1及LY101的±15V、地相連。4.先合LY121中的三相交流總開關，再合直流控制電源開關（不允許合主電路電源開關），并用萬用表直流電壓檔檢查±15V電源是否在151V范圍內(nèi)。5.從LY

5、105-1面板上觀察各點電壓波形。 LY105-1中的A、B、C孔為三相同步電壓波形。先將LY121中的N孔與LY105-1中的地臨時相連，用雙線示波器觀察A2與A，B2與B，C2與C的相位是否一致，檢查A、B、C相序是否正確。 觀察14孔，36孔，52孔波形。其波形是由KJ004第4腳輸出的鋸齒波與負偏置電壓UP、控制信號Uct經(jīng)綜合后輸入到KJ004第9腳形成的波形，調(diào)整該波形如下：a) 調(diào)鋸齒波斜率：先使Uct=0V，UP調(diào)至負的最大值（將偏置電位器順時針旋轉(zhuǎn)至最大），分別調(diào)節(jié)各斜率電位器，使三孔波形的斜率保持一致，調(diào)好后，斜率電位器不要再動。b) 調(diào)=90°脈沖位置：合直流調(diào)

6、速主電源開關，用雙線示波器的參考地端接N孔，一個探頭測A2孔，一個探頭測LY105-1中的1孔。Uct=0V，調(diào)節(jié)UP，使1孔的第一脈沖對應于A2相的t=120°，即B2相電壓過零點（由低向高的過零點，此時=90°）時刻發(fā)出，并檢查B2孔與3孔的第1脈沖、C2孔與5孔的第一個脈沖是否均與相應的時刻相對應。調(diào)整好UP的偏置電位器后不要再動。c) 觀察移動范圍：在Uct=0V時，脈沖應在=90°位置。緩慢給定+Uct，脈沖往前移動，記錄當1孔第一個脈沖即將消失時所對應的角度；緩慢給定-Uct，脈沖往后移動，記錄當1孔第一個脈沖即將消失時所對應的角度。脈沖前后移動的范圍

7、即為能產(chǎn)生脈沖的范圍。六、實驗結(jié)果及分析：A2與A，B2與B，C2與C的相位一致，A、B、C相序正確。A2孔與1孔的第1脈沖、B2孔與3孔的第1脈沖、C2孔與5孔的第一個脈沖均與相應的時刻相對應。緩慢給定+Uct，脈沖往前移動，記錄當1孔第一個脈沖即將消失時所對應的角度為15°；緩慢給定-Uct，脈沖往后移動，記錄當1孔第一個脈沖即將消失時所對應的角度165°。Uct與的對應關系表如下：90°60°45°30°消失120°150°消失Uct01.1V1.6V2.0V3.1V-1.5V-3.0V-4.4V實驗1-2

8、三相橋式整流電路的研究一、實驗目的：1.加深對三相橋式整流電路電阻、電感性負載時工作情況的理解。2.對實驗當中出現(xiàn)的問題進行分析并解決。二、實驗內(nèi)容：1. 觀察并分析三相橋式整流電路電阻性負載時的工作情況。2. 觀察并分析三相橋式整流電路阻感性負載時的工作情況。3. 觀察并分析三相橋式整流電路帶續(xù)流二極管的阻感性負載時的工作情況。三、實驗設備：1.YB4320A型雙線示波器 一臺2.萬用表 一塊3.實驗掛箱：LY101、LY105-1、LY121-LY124及燈掛箱（LY113）四、實驗步驟和方法：1.按圖1-2接好控制電路。圖1-2將掛箱LY101的給定輸出信號輸入到LY105-1的Uct孔

9、，并將Ubif孔接地。將LY105-1的25芯插件與LY123的I組橋晶閘管的25芯插件相連。將LY124中的±15V、地端接好。2.按圖1-3接好主回路圖1-2電阻性負載：續(xù)流二級管VD暫時不接，將電感L用導線短接，燈箱做電阻性負載，冷態(tài)時，先合60W燈泡一個。a)先合LY121單元的三相交流總開關，后合LY124單元的直流控制電源開關。用示波器觀察三相同步電壓相序是否正確，鋸齒波斜率是否一致，1、2、3、4、5、6孔的雙窄脈沖是否正常，順序是否正確。b)=90°相位整定：先使Uct=0V，合主回路電源開關，用示波器觀察電阻負載兩端波形。后調(diào)節(jié)LY105-1中的UP偏置電

10、位器，使純電阻負載下=90°的整流電壓波形如圖1-4所示。電路負載較小時波形可能會不規(guī)整，這是正?，F(xiàn)象。（注：逐一增加燈泡合的個數(shù)，使電流表A中的電流為1.5A左右。）。整定好=90°的ud波形后，調(diào)UP的電位器不能再動。記錄=90°純電阻負載下Ud的數(shù)據(jù)于表一中。 R+L負載：斷開主電路電源，去掉短接電感L的連線，負載變?yōu)镽+L負載，此時接入電源，用示波器觀察=90°的ud波形，并記錄Ud于表一中。R+L+VD：按圖1-3虛線所示將續(xù)流二極管接入電路中，用示波器觀察=90°時的R、R+L、R+L+VD負載的ud、uL、uR波形，并記錄Ud于表

11、一中。 3.觀察=60°時的R、R+L、R+L+VD負載的ud、uK、uR波形。電阻性負載 a) 斷開主電源，電路恢復純電阻負載（短接L，斷開VD）。 b) =60°的確定方法：1°用示波器的地點接LY105-1中的地，一探頭測第一孔的雙窄脈沖，調(diào)示波器的掃描時間旋鈕， UG1的第一個脈沖在第一個周期的=90°位置到第二個周期=90°的位置為360°，在示波器顯示屏上將360°調(diào)至成六大格，每大格為60°，如圖1-5（試驗指導書照片）所示。 將Uct由零狀往正方向緩慢增加，脈沖由=90°向前移動半格，即是

12、=60°的位置。c)合主回路電源開關，用示波器觀察電阻負載=60°時的兩端電壓波形Ud，應如圖1-6（試驗指導書照片）所示，恰為電流連接與斷續(xù)的分界點。記錄Ud，Uct于表一中。 R+L負載：斷電，去掉短接L的連線，上電，觀察R+L負載=60°的ud、uL、uR波形，記錄Ud于表一中。 R+L+VD：斷開電源，將VD接入電路中，再接上電源，觀察=60°的ud、uL、uR波形，記錄Ud于表一中。4.重復步驟3的內(nèi)容，觀察=30°，=120°時的R負載，R+L負載，R+L+VD時ud、uL、uR波形，并記錄Ud于表一中。(注意：<9

13、0°，Uct>0V，>90°，則Uct<0V，=90°，Uct=0V。)5.分析波形和實驗數(shù)據(jù)，并與理論值進行比較。6.用示波器觀察電感L兩端電壓波形，觀察晶閘管陽陰極之間管壓降UVT波形，并分析其特征。表一 Ud Uct 負載性質(zhì)45°60°90°120°1.1 V0-1.5 VR負載（燈箱）130 V40 V7.5R+L負載182 V44.7 V8.8R+L負載加VD200 V44.4 V1.4五、注意事項：發(fā)現(xiàn)故障，立即停電源，檢查并排除。六、實驗報告內(nèi)容：1.繪制實驗線路，分析其工作原理。2.繪制=

14、60°時，R、R+L、R+L+VD負載下的ud波形，并做出Ud=f()曲線。3.該實驗設備整流變壓器線型式為Y-11，在相序檢查中觀察，以KJ004組成的觸發(fā)電路中，其同步變壓器的接線組別是什么？七、實驗結(jié)果及分析：1繪制實驗線路，分析其工作原理。2.繪制=60°時，R、R+L、R+L+VD負載下的ud波形，并做出Ud=f()曲線。圖.Ud=f（）實驗1-3 三相橋式變流電路反電動勢負載的研究一、實驗目的：1.加深對三相橋式變流電路反電動勢負載整流和有源逆變工作情況的理解。2.了解三相橋式變流電路反電動勢負載的結(jié)構(gòu)、原理及其工作特性。二、實驗內(nèi)容：三相橋式變流電路串電感的反

15、電動勢負載工作特性測試三、實驗設備：1.YB4320A型雙線示波器 一臺2.萬用表 一塊3.電阻燈箱 一個4.實驗掛箱LY101、LY105-1、LY121-LY124四、實驗步驟與方法： 1.先按圖1-7接好控制電路，即：將掛箱LY101給定信號的輸出接入LY105-1的Uct孔，并將LY105-1的Ubif孔接地。將LY105-1的觸發(fā)脈沖輸出25芯插件與LY123的I組橋變流器的25芯插件相連。將LY104的±15V電源、地與LY105-1、LY101的±15V、地相連。圖1-72.按圖1-8接好主電路，電動機回路串電感L（200mH）。3.實驗步驟與實驗方法：合LY

16、124中直流控制電源開關，觀察同步信號電壓的相序是否正確，鋸齒波斜率是否一致。要求Uct=0V時，調(diào)整偏置電壓UP電位器，使脈沖停留在=90°處。具體方法：a)負載先接成純電阻負載如圖1-3所示。b)Uct=0V，合主回路電源開關，用示波器觀察電阻兩端電壓波形。調(diào)節(jié)UP，使輸出整流電壓波形如圖1-4所示。調(diào)好后，調(diào)UP的電位器不能再動。c)停主回路電源，將主回路電路恢復為圖1-8的接線。先合電動機的勵磁開關，檢查勵磁電源電壓是否正常，極性是否正確。合主回路電源，用示波器觀察=90°的ud波形，并將Ud、Id、n記錄于表二中。做=60°時的電動機機械特性n=f(Id

17、)： a)確定=60°位置：用示波器觀察LY105-1的第1孔的雙窄脈沖，從第一個周期=90°的位置到第二個周期=90°的位置為360°，調(diào)示波器使360°分為六大格，每大格60°，如圖1-5所示，緩慢給定+Uct，脈沖前移半格則使=60°，此時電動機起動、升速。用示波器觀察負載上的ud波形。b)改變負載大?。春蠠粝渲袩舻膫€數(shù)），從直流電表A1中讀出2A，1.5A，1A，0.5A時所對應的Ud值（從直流電壓表V1中讀得）和轉(zhuǎn)速n值（從轉(zhuǎn)速表中讀得），并分別記錄于表二中，從而做出=60°的電動機機械特性n=f（Id

18、）。c)仿照a)、b)過程可做出=60°的n=f（Id）特性曲線。d)停機：先將Uct調(diào)至零伏，斷主回路電源，最后切斷勵磁電源。表二Id0.2A0.3A0.4A串電感的反電動勢負載60°Ud12511097n893.1824.7758.675°Ud867160n635.6562.4505.93.有源逆變實驗 控制線路接線不變，換機組，按圖1-9接好主電路。 發(fā)電機G的反電動勢EG極性檢查： a)先不要合主回路電源開關，合勵磁電源開關，調(diào)RW，使ULG=0V。 b)合三相交流電動機電源開關，交流電動機M帶動直流發(fā)電機G旋轉(zhuǎn)，因無勵磁電壓（但發(fā)電機中有剩磁），故EG為

19、十幾伏左右。c)調(diào)RW，使ULG緩慢增加，EG也增加，用萬用表檢查EG的極性是否如同圖1-9所標的一致，若不一致將P、Q端調(diào)換。d)確定極性無誤后，將ULG調(diào)至零狀。 在Uct=0V情況下，=90°，合主回路電源，緩慢調(diào)節(jié)RW，ULG由零上升，EG上升，電流表A1讀數(shù)上升到1A左右（注意：因為=90°，Ud=Ud=0V,EG上升一點點，電流上升很快，要求電流表A1中的讀數(shù)不超過2A）。此時用示波器觀察負載兩端ud波形。 將示波器觀察LY105-1中的第1孔雙窄脈沖，按照圖1-5，調(diào)示波器掃描時間，使第一周期=90°位置到第二周期=90°位置為六大格（即3

20、60°），每大格為60°。 緩慢給定負Uct（注意：Uct千萬不能給正值，否則逆變失敗），脈沖向后移動半格，即為=120°（即=60°），變流器工作于逆變狀態(tài)，Ud反向增加，A1表中電流下降。 緩慢增加ULG，EG增加，當A1表中電流上升到1A左右，不用再調(diào)ULG，用示波器觀察=60°的有源逆變波形。 在步驟、的基礎上，用示波器重新觀察LY105-1中的第一孔雙窄脈沖（六大格），緩慢增大負Uct，使脈沖繼續(xù)向后移動半格，即為=150°（=30°），A1表中電流又下降，再緩慢增加ULG，使A1表中電流上升為1A左右，用示波器觀

21、察=30°的有源逆變波形。 波形觀察完后停機： a)先調(diào)RW滑動變阻器，使ULG=0V b)后調(diào)Uct，使Uct=0V c)切斷主電源及三相交流電機電源。五、注意事項：發(fā)現(xiàn)問題，特別是逆變失敗問題，應立即停主電源，避免事故的擴大。六、實驗報告內(nèi)容： 繪制實驗線路，做出=45°，=60°時的n=f(Id)特性。 做有源逆變實驗應具備什么條件？ 逆變回電網(wǎng)的電能何來？能量又是如何傳遞的？ 在本電路的有源逆變實驗線路中，分析當Uct給定為正值時產(chǎn)生有源逆變失敗的原因。七、實驗結(jié)果： 繪制實驗線路，做出=45°，=60°時的n=f(Id)特性。 做有源

22、逆變實驗應具備什么條件？產(chǎn)生逆變的條件有二： （1）有直流電動勢，其極性和晶閘管導通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓 （2）晶閘管的控制角 a > /2，使Ud為負值實驗1-4 單相交流調(diào)壓電路一、實驗目的：1.加深理解單相交流調(diào)壓電路的工作原理。2.加深理解交流調(diào)壓感性負載對移相范圍的要求。3.了解晶閘管移相觸發(fā)器的原理及應用。二、實驗內(nèi)容：1.移相觸發(fā)電路的調(diào)試。2.單相交流調(diào)壓器帶電阻性負載工作情況觀察。3.單相交流調(diào)壓器帶阻感性負載工作情況觀察。三、實驗設備：1.YB4320A型雙線示波器 一臺2.萬用表 一塊3.實驗掛箱：LY101、LY108、LY113、LY121-L

23、Y124四、實驗步驟： 1.按圖1-10接好控制回路，用示波器觀察LY108有關波形，了解脈沖形成的原理，調(diào)節(jié)RP1觀察鋸齒波斜率的變化，改變Uct觀察輸出脈沖的移相范圍如何變化，移相能否達到180°，記錄上述觀察到的各點電壓波形。圖1-10 2.單相交流調(diào)壓器帶電阻性負載：按圖1-11（試驗指導書照片）接好主回路，先用導線將電感L短接，啟動主回路，用示波器觀察負載電壓ud波形及晶閘管兩端電壓波形uVT，觀察不同角時各波形的變化，并記錄=60°、90°、120°的波形。 3.單相交流調(diào)壓器接阻感性負載：去掉短接電感L的連接線，負載變?yōu)镽-L負載，改變燈箱中燈亮的個數(shù)，即改變R值大小，也就改變了負載阻抗角的大小。調(diào)節(jié)燈箱中燈的個數(shù)，使阻抗角為一定值，用雙蹤示波器同時觀察，在不同角時負載電壓uo和負載電流io的波形變化情況。計算：；L、R值在實驗中選定。用示波器觀察：a) 時，uo和io波形特征，并記錄。b) =時，uo和io波形特征，并記錄。c) 時，uo和io波形特征，并記錄。五、實驗報告內(nèi)容：1.實驗線路原理簡述。2.實驗所得電阻性負載=60°、90°、120°的UO波形。3.實