電力電子實驗報告

1、電力電子實驗報告實驗一SCR(單向和雙向)特性與觸發(fā)實驗一、實驗目的1、 了解晶閘管的基本特性。2、 熟悉晶閘管的觸發(fā)與吸收電路、實驗內容1、 晶閘管的導通與關斷條件的驗證2、 晶閘管的觸發(fā)與吸收電路。三、實驗設備與儀器1、典型器件及驅動掛箱(DSE0)DE01單元2、觸發(fā)電路掛箱1(DST0)DT02單元3、觸發(fā)電路掛箱1(DST0)DT03單元(也可用DG01取代)4、 電源及負載掛箱I(DSP01)或“電力電子變換技術掛箱Ua(DSE03)一DP01單元5、逆變變壓器配件掛箱(DSM08一電阻負載單元6、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實驗電路的組成及實驗操作DE01品閘皙反#

2、驅動電略圖1-1品閘管及其驅動電路1、晶閘管的導通與關斷條件的驗證：晶閘管電路面板布置見圖1-1，實驗單元提供了一個脈沖變壓器作為脈沖隔離及功率驅動，脈沖變壓器的二次側有相同的兩組輸出，使用時可以任選其一；單元中還提供了一個單向晶閘管和一個雙向晶閘管供實驗時測試，此外還有一個阻容吸收電路，作為實驗附件。打開系統(tǒng)總電源，將系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源電壓選擇開關置于“3”位置，即將主電源相電壓設定為220V；將“DT03”單元的鈕子開關“S1”撥向上，用導線連接模擬給定輸出端子“K”和信號地與“DE01”單元的晶閘管T1的門極和陰極；取主電源“DSM00單元的一路輸出“U'和

3、輸出中線“L01”連接到“DP01”單元的交流輸入端子"U和"L01”，交流主電源輸出端“AC15Vz和“0”分別接至整流橋輸入端“AC1”和“AC2”，整流橋輸出接濾波電容（“DC+”、“DC-'端分別接“C1”、"C2'端）；“DP01”單元宜流主電源輸出正端“DC+”接“DSM08單元R1的一端，R1的另一端接“DE01”單元單向可控硅T1的陽極，T1的陰極接“DP01”單元宜流主電源輸出負端“DC-'。閉合控制電路及掛箱上的電源開關，調節(jié)“DT03單元的電位器“RP2使“K”點輸出電壓為“0V'閉合主電路，用示波器觀測T1兩

4、端電壓；調節(jié)“DT03單元的電位器“RP2使"K'點電壓升高，監(jiān)測T1的端電壓情況，記錄使T1由截止變?yōu)殚_通的門極電壓值，它正比于通入T1門極的電流IG；T1導通后，反向改變“RP2使“K”點電壓緩慢變回“0V',同時監(jiān)測T1的端電壓情況。斷開主電路、掛箱電源、控制電路。將加在晶閘管和電阻上的主電源換成交流電源，即“AC15V”直接接“R1”一端，T1的陰極直接接“0”；依次閉合控制電路、掛箱電源、主電路。調節(jié)“DT03單元的電位器“RP2使“K”點電壓升高，監(jiān)測T1的端電壓情況；T1導通后，反向改變“RP2使"K'點電壓緩慢變回“0V',同

5、時監(jiān)測并記錄T1的端電壓情況。通過實驗結果，參考教材相關章節(jié)的內容，分析晶閘管的導通與關斷條件。實驗完畢，依次斷開主電路、掛箱電源、控制電路。2、晶閘管的觸發(fā)與吸收電路：將主電源電壓選擇開關置于“3”位置，即將主電源相電壓設定為220V；用導線連接“DT02”單元輸出端子“0UT11”和“0UT12”與“DE01”單元的脈沖變壓器輸入端“IN1”和“IN2”；取主電源的一路輸出“U'和輸出中線“L01”連接到“DP01”單元的交流輸入端子"U和"L01”；“DP01”單元的同步信號輸出端“A和“B”連接到鋸齒波移相觸發(fā)電路的同步信號輸入端“A和"B”；將“

6、DE01”的脈沖變壓器輸出“g1”和“k1”分別接至單向可控硅“T1”的“G和“K”兩極上；“DP01”單元交流主電源輸出同相端“AC15V”接“DSM08'單元R1的一端，R1的另一端接“DE01”單元單向可控硅T1的陽極，T1的陰極接“DP01”單元交流主電源輸出中心點“0”。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關以及主電路。調節(jié)“DT02”單元的移相控制電位器“RP1”使可控硅導通；用示波器觀測T1兩端電壓波形；依次斷開主電路、掛箱電源開關以及控制電路；將“DE01”單元的阻容吸收網(wǎng)絡并接在T1陽極與陰極的兩端；依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關以及主電路，用示波器觀測T1兩端電壓波

7、形；記錄增加吸收環(huán)節(jié)前后T1兩端的電壓波形，參考教材相關章節(jié)的內容，分析吸收電路的作用。實驗完畢，依次斷開主電路、掛箱電源、控制電路以及系統(tǒng)總電源，拆除實驗接線。3、雙向晶閘管的特性實驗：可以參照以上實驗步驟進行實驗，在此不再贅述，有興趣的同學可以參考有關教材，自擬實驗過程，通過實驗分析雙向晶閘管與單向晶閘管的區(qū)別。（注：觸發(fā)單元用觸發(fā)電路掛箱1（DST01DT01單元，將“DE01”的脈沖變壓器輸出“g1”和“k1”分別接至雙向可控硅的“K”和“G”兩極上）五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：實驗二、單相橋式全控整流電路1、掌握單相橋式全控整流電路的基本組成和工作原理。2、熟悉單相橋式全控整流電路

8、的基本特性。八實驗內容1、驗證單相橋式全控整流電路的工作特性。三、實驗設備與儀器1、 “電力電子變換技術掛箱U(DSE03”一DE08DE0M元2、 “觸發(fā)電路掛箱1(DST0)DT02單元3、 “電源及負載掛箱1(DSP01)”或“電力電子變換技術掛箱U(DSE03a)”DP01單元4、 “逆變變壓器配件掛箱(DSM0)8電阻負載單元5、 慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實驗電路的組成及實驗操作1、實驗電路的組成:實驗電路主要由觸圖2-1單相橋式全控整流電路示意圖發(fā)電路、脈沖隔離、功率開關（品閘管）、電源及負載組成。主電路原理見圖2-1。單相全控電路的主電路是由四只品閘管構成的全控

9、橋，把不可控橋式整流電路中的四只不可控導通的二極管換成四只可控的品閘管，就成為了全控整流電路。在交流電源的每一個半波內有一對品閘管來限定電流的通路,2、實驗操作：打開系統(tǒng)總電源，系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源面板上的電壓選擇開關置于“3”位置，即主電源相電壓輸出設定為220V。按附圖1完成實驗接線。將DT02單元的控制電位器逆時針旋到頭，經(jīng)指導教師檢查無誤后，可上電開始實驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關、主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，順時針緩慢調節(jié)DT02單元的控制電位器，觀察并記錄負載電壓波形及變化情況，分析電路工作原理。實驗完畢，依次關閉系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開

10、關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論:實驗三、三相橋式全控整流電路1、掌握三相橋式全控整流電路的基本組成和工作原理。2、熟悉三相橋式全控整流電路的基本特性。八實驗內容1、驗證三相橋式全控整流電路的工作特性。2、驗證不同負載對整流輸出電壓波形的影響。三、實驗設備與儀器1、“電力電子變換技術掛箱W（DSE05”或“可控硅主電路掛箱（DSM01一DM0俾元2、“觸發(fā)電路掛箱U（DST02DT04單元3、主控“同步變壓器單元”一DD05元4、”給定單元掛箱（DSG01”一DG01單元5、主控“電機接口電路1DD11DD14單元（電阻和電感負載）6、逆變變壓器配件掛箱（DSM08一電

11、阻負載單元7、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實驗電路的組成及實驗操作1、實驗電路的組成：實驗電路主要由觸發(fā)電路、脈沖隔離、功率開關（品閘管）、電源及負載組成。負載選擇燈泡或者電阻要根據(jù)設備配置情況而定。三相全控橋主電路包含六只品閘管，在工作時，同時有不處在同一相上的兩只管導通，每隔60o會有一次換相，輸出電壓圖4-1三相橋式全控整在每個交流電源周期內會有六次相同的脈動，就輸出電壓紋波而言，較三相半波可控整流電路小一半。示意圖如圖4-1所示：2、實驗操作：打開系統(tǒng)總電源，系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源面板上的電壓選擇開關置于“1”位置，即主電源相電壓輸出設定為52V。按附圖

12、3完成實驗接線。將DG01單元的正給定電位器逆時針旋到頭，經(jīng)指導教師檢查無誤后，可上電開始實驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關；將DT04單元脈沖的初始相位整定到a=120。位置，閉合主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，順時針緩慢調節(jié)DG01單元的正給定電位器，觀察并記錄負載電壓波形跟隨a的變化情況，分析電路工作原理。實驗完畢，依次斷開系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路；改變負載特性，將電DD11單元的電感L1串入負載回路，重復實驗，記錄負載電壓波形跟隨a的變化情況。若系統(tǒng)配有直流電動機，還可以將電動機作為負載，重復上述實驗操作，記錄相關波形。實驗完畢依次斷開系統(tǒng)主電路、掛箱上的電

13、源開關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：Buck以實現(xiàn)降壓調節(jié)2、實驗操作:圖6-1 Buck電路拓撲圖實驗四、Buck變換電路研究1、掌握Buck變換電路的基本組成和工作原理2、熟悉Buck變換電路的基本特性。:、實驗內容1、驗證Buck變換電路的工作特性。三、實驗設備與儀器1、 “電力電子變換技術掛箱U(DSE03”一DE05DE1M元2、 “觸發(fā)電路掛箱1(DST0)DT03元3、 “電源及負載掛箱1(DSP01”或“電力電子變換技術掛箱Ua(DSE03a”一DP01DP02單元4、逆變變壓器配件掛箱(DSM08一電阻負載單元5、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀

14、器四、實驗電路的組成及實驗操作1、驗電路的組成：實驗電路主要由PW瞰形發(fā)生器、光電隔離、功率開關器件、電源及負載組成。Buck電路的主電路拓撲結構見圖6-1,它是基本斬波電路的一個典型電路，可打開系統(tǒng)總電源，系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源面板上的電壓選擇開關置于“ 3”位置，即主電源相電壓輸出設定為220V。按附圖5完成實驗接線。將DT03單元的模式開關S1撥向下，波形發(fā)生器設定為PWME作模式；調解電位器RP泄三角波發(fā)生器白輸出頻率為5kHz模式開關S2撥向上（占空比在1?90%內可調），將脈寬控制電位器RP加時針調到頭，此時占空比設定為最小值；經(jīng)指導教師檢查無誤后，閉合總電源開始

15、實驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關、主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，順時針緩慢調節(jié)DT02單元的控制電位器，觀察并記錄負載及各測試點電壓波形及變化情況，分析電路工作原理。實驗完畢，依次關閉系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：實驗五、Boost變換電路研究1、掌握Boost變換電路的基本組成和工作原理2、熟悉Boost變換電路的基本特性。八實驗內容1、驗證Boost變換電路的工作特性。三、實驗設備與儀器1、 “電力電子變換技術掛箱U(DSE03”一DE05DE1¥I元2、 “觸發(fā)電路掛箱1(DST0)DT0"1元3

16、、 “電源及負載掛箱1(DSP0)”或“電力電子變換技術掛箱U(DSE03a”一DP01DP02單元4、逆變變壓器配件掛箱(DSM08一電阻負載單元5、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實驗電路的組成及實驗操作源功率因數(shù)校正中。壓選擇1、實驗電路的組成：實.驗電路主要由pw形發(fā)生器、H光電隔離、功率開關器件、電源及負載組成。Boost電路的主電路拓撲結構見圖7-1,它是基本斬波電路的一個典型電路，可以實現(xiàn)升壓，主要用于有圖7-1Boost電路拓J卜結構1、實驗操作：打開系統(tǒng)總電源，系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源面板上的電開關置于“3”位置，即主電源相電壓輸出設定為220V。按

17、附圖6完成實驗接線。將DT03單元的模式開關S1撥向下，波形發(fā)生器設定為PWMC作模式；調解電位器RP3冬三角波發(fā)生器白輸出頻率為5kHz；模式開關S2撥向下（占空比在1?45%內可調），將脈寬控制電位器RP2逆時針調到頭，此時占空比設定為最小值；經(jīng)指導教師檢查無誤后，閉合總電源開始實驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關、主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，順時針緩慢調節(jié)DT02單元的控制電位器，觀察并記錄負載及各測試點電壓波形及變化情況，分析電路工作原理。實驗完畢，依次關閉系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：實驗六、單相交流調壓電路1、掌

18、握單相交流調壓電路的基本原理和組成。2、熟悉單相交流調壓電路的基本特性。八實驗內容1、驗證單相交流調壓電路的工作特性。2、觀測單相交流調壓電路的工作波形。三、實驗設備與儀器DE08 、 DE09 單元1、“電力電子變換技術掛箱Ua(DSE03)2、 “觸發(fā)電路掛箱1(DST0)DT02單元3、 “電源及負載掛箱1(DSP01)”或“電力電子變換技術掛箱Ua(DSE03a)”DP01、DP02單元4、逆變變壓器配件掛箱(DSM081電阻負載單元5、 慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實驗電路的組成及實驗操作1 、實驗電路的組成：實驗電路主要由雙向晶閘管(以兩個反并聯(lián)單向晶閘管替代)、交流

19、電源、單相鋸齒波移相觸發(fā)器、脈沖隔離以及負載組成。在電源的正半周期，觸發(fā)信號到來時，正方向的晶閘管具備條件開通，在電源的過零點自然關斷；進入電源的負半個周期，當觸發(fā)脈沖到來時，反方向的晶閘管具備條件而開通，在電源再次過零時自然關斷；如此，只要控制晶閘管的導通時間，就能夠控制正負半周的導通時間，從而達到調壓的目的。2、實驗操作：打開系統(tǒng)總電源，系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源面板上的電壓選擇開關置于“3”位置，即主電源相電壓輸出設定為220V。按附圖完成實驗接線。將DT02單元的移相控制電位器RP1逆時針旋到頭；經(jīng)指導教師檢查無誤后，可上電開始實驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關，最

20、后閉合主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，順時針緩慢調節(jié)RP1,觀察并記錄負載電壓波形的變化情況，分析電路工作原理。將電阻負載后串入一個電感負載重復到上步驟，分析在感性負載下電路的工作情況。實驗完畢依次斷開系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：實驗七、三相交流調壓電路1、掌握三相交流調壓電路的基本原理和組成2、熟悉三相交流調壓電路的基本特性。二、實驗內容1、驗證三相交流調壓電路的工作特性。2、觀測三相交流調壓電路的工作波形。三、實驗設備與儀器1、 “觸發(fā)電路掛箱U(DST02”一DT04單元2、 主控“同步變壓器”DD05單元(同步信號)3、

21、“給定單元掛箱(DSG0)1”或“給定及調節(jié)器掛箱(DSG0)2”DG01單元4、 “可控硅主電路掛箱(DSM01)”一DM01單元5、主控“電機接口電路”一DD14單元(電阻負載)6、 “電源及負載掛箱1(DSP01”一一DP0那元(燈泡負載)7、 慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實驗電路的組成及實驗操作1 、實驗電路的組成：實驗電路主要由三相晶閘管橋電路、三相交流電源、三相鋸齒波移相觸發(fā)器(DT04)、脈沖隔離以及負載組成。三相交流調壓電路的工作情況與單相類似，就每一相來說與單相基本一樣。在電源的正半周期，觸發(fā)信號到來時，正方向的晶閘管具備條件開通，在電源的過零點自然關斷；進入電

22、源的負半個周期，當觸發(fā)脈沖到來時，反方向晶閘管獲得開通條件而導通，在電源再次過零時自然關斷；如此，只要同時控制每個晶閘管的導通時間，就能夠控制正負半周的導通時間，從而達到調壓的目的。2、實驗操作：打開系統(tǒng)總電源，系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源面板上的電壓選擇開關置于“1”位置，即主電源相電壓輸出設定為52V。按附圖完成實驗接線。將DG0仲元的極性開關和階躍開關都撥向上方，正給定電位器RP1逆時針旋到頭；經(jīng)指導教師檢查無誤后，可上電開始實驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關；將DT04單元輸出脈沖的相位整定在同步信號的180°過零點處，之后閉合主電路；用示波器分別監(jiān)測每相負

23、載兩端的波形，順時針緩慢調節(jié)給定電位器RP1觀察并記錄負載電壓波形的變化情況，分析電路工作原理。實驗完畢依次斷開系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：實驗八單相PWM、SPWM脈寬調制波形發(fā)生電路研究、實驗目的1、了解單相PWMSPW搬形發(fā)生電路的工作原理。2、熟悉單相PWMSPWhM形發(fā)生電路的一般特點。3、熟悉DT03單元的使用方法，為后續(xù)實驗操作做準備八實驗內容1、用示波器觀察觸發(fā)電路各測試點，記錄各點波形，分析電路的工作原理三、實驗設備與儀器1、“觸發(fā)電路掛箱I”（DST0）DT0和元2、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實驗電路的組成及實驗操作DTOa單相多功能PW破瞄發(fā)