電力電子實驗指導(dǎo)書

1、實驗六單相橋式半控整流電路實驗一、實驗?zāi)康?1)加深對單相橋式半控整流電路帶電阻性、電阻電感性負(fù)載時各工作情況的理解。(2)了解續(xù)流二極管在單相橋式半控整流電路中的作用，學(xué)會對實驗中出現(xiàn)的問題加以分析和解決。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。3DJK03-1 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。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。5D42三相可調(diào)電阻6雙蹤示波器自備7萬用表自備三、實驗線路及原理本實驗線路如圖

2、3-7所示，兩組鋸齒波同步移相觸發(fā)電路均在DJK03-1掛件上，它們由同一個同步變壓器保持與輸入的電壓同步，觸發(fā)信號加到共陰極的兩個晶閘管，圖中的R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個 900接成并聯(lián)形式，二極管VD1、VD2、VD3及開關(guān)S1均在DJK06掛件上，電感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三檔可供選擇，本實驗用700mH，直流電壓表、電流表從DJK02掛件獲得。圖3-7單相橋式半控整流電路實驗線路圖四、實驗內(nèi)容(1)鋸齒波同步觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)單相橋式半控整流電路帶電阻性負(fù)載。(3)單相橋式半控整流電路帶電阻電感性負(fù)載。(4)單相橋式半控整流電路帶反電勢負(fù)載

3、（選做）。五、預(yù)習(xí)要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單相橋式半控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。(2)了解續(xù)流二極管在單相橋式半控整流電路中的作用。六、思考題(1)單相橋式半控整流電路在什么情況下會發(fā)生失控現(xiàn)象?(2)在加續(xù)流二極管前后，單相橋式半控整流電路中晶閘管兩端的電壓波形如何?七、實驗方法(1)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(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，用雙蹤示波器觀察“鋸齒波同步觸發(fā)電路”各觀察孔的波形。(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路調(diào)試：其調(diào)試方法與實驗三相同。令

4、Uct=0時（RP2電位器順時針轉(zhuǎn)到底）170o。(3)單相橋式半控整流電路帶電阻性負(fù)載：按原理圖3-7接線，主電路接可調(diào)電阻R，將電阻器調(diào)到最大阻值位置，按下“啟動”按鈕，用示波器觀察負(fù)載電壓Ud、晶閘管兩端電壓UVT和整流二極管兩端電壓UVD1的波形，調(diào)節(jié)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路上的移相控制電位器RP2，觀察并記錄在不同角時Ud、UVT、UVD1的波形，測量相應(yīng)電源電壓U2和負(fù)載電壓Ud的數(shù)值，記錄于下表中。 30 60 90 120 150U2Ud(記錄值)Ud/U2Ud(計算值)計算公式: Ud = 0.9U2(1+cos)/2(4)單相橋式半控整流電路帶電阻電感性負(fù)載斷開主電路后，將負(fù)

5、載換成將平波電抗器Ld(70OmH)與電阻R串聯(lián)。不接續(xù)流二極管VD3，接通主電路，用示波器觀察不同控制角時Ud、UVT、UVD1、Id的波形，并測定相應(yīng)的U2、Ud數(shù)值，記錄于下表中： 30 60 90U2Ud(記錄值)Ud/U2Ud(計算值)在=60時，移去觸發(fā)脈沖(將鋸齒波同步觸發(fā)電路上的“G3”或“K3”拔掉)，觀察并記錄移去脈沖前、后Ud、UVT1、UVT3、UVD1、UVD2、Id的波形。接上續(xù)流二極管VD3，接通主電路，觀察不同控制角時Ud、UVD3、Id的波形，并測定相應(yīng)的U2、Ud數(shù)值，記錄于下表中： 30 60 90U2Ud(記錄值)Ud/U2Ud(計算值)在接有續(xù)流二極管

6、VD3及=60時，移去觸發(fā)脈沖(將鋸齒波同步觸發(fā)電路上的“G3”或“K3”拔掉)，觀察并記錄移去脈沖前、后Ud、UVT1、UVT3、UVD2、UVD1和Id的波形。(5)單相橋式半控整流電路帶反電勢負(fù)載（選做）要完成此實驗還應(yīng)加一只直流電動機。斷開主電路，將負(fù)載改為直流電動機，不接平波電抗器Ld，調(diào)節(jié)鋸齒波同步觸發(fā)電路上的RP2使Ud由零逐漸上升，用示波器觀察并記錄不同時輸出電壓Ud和電動機電樞兩端電壓Ua的波形。接上平波電抗器，重復(fù)上述實驗。八、實驗報告(1)畫出電阻性負(fù)載，電阻電感性負(fù)載時Ud/U2=f()的曲線。(2)畫出電阻性負(fù)載，電阻電感性負(fù)載，角分別為30、60、90時的Ud、UV

7、T的波形。(3)說明續(xù)流二極管對消除失控現(xiàn)象的作用。九、注意事項(1)參照實驗四的注意事項。(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)帶直流電動機做實驗時，要避免電樞電壓超過其額定值，轉(zhuǎn)速也不要超過1.2倍的額定值，以免發(fā)生意外，影響電機功能。(4)帶直流電動機做實驗時，必須要先加勵磁電源，然后加電樞電壓，停機時要先將電樞電壓降到零后，再關(guān)閉勵磁電源。實驗七 單相橋式全控整流及有源逆變電路實驗一、實驗?zāi)康?1)加深理解單相橋式全控整流及逆變電路的

8、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。3DJK03-1 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、實驗線路及原理圖3-8為單相橋式整流帶電阻電感性負(fù)載，其輸出負(fù)載

9、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DJK03-1組件掛箱上的“鋸齒波同步移相觸發(fā)電路”和“”。圖3-9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(fù)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)升壓變壓器反饋回電網(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過高而損壞心式變壓器，故將變壓器接成Y/Y接法。圖中的

10、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。四、實驗內(nèi)容(1)單相橋式全控整流電路帶電阻電感負(fù)載。(2)單相橋式有源逆變電路帶電阻電感負(fù)載。(3)有源逆變電路逆變顛覆現(xiàn)象的觀察。五、預(yù)習(xí)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(dǎo)線將200V

11、交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1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，確保晶閘管不被誤觸發(fā)。圖3-8單相橋式整流實驗原理圖圖3-9單相橋式有源逆變電路實驗原理圖(2)單相橋式全控整流按圖3

12、-8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(fù)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3-9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、記錄逆變電流Id和晶閘管兩端電壓Uvt的波形，并記

13、錄負(fù)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)參照實驗四的注意事項(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，

14、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，但也要考慮到晶閘管的維持電流，保證可靠導(dǎo)通。實驗八三相半波可控整流電路實驗一、實驗?zāi)康牧私馊喟氩煽卣麟娐返墓ぷ髟?，研究可控整流電路在電阻?fù)載和電阻電感性負(fù)載時的工作情況。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。2DJK02 晶閘管主電路3DJK02-1三相晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“觸發(fā)電路”,“正反橋功放” 等幾個模塊。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“給定”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、實

15、驗線路及原理三相半波可控整流電路用了三只晶閘管，與單相電路比較，其輸出電壓脈動小，輸出功率大。不足之處是晶閘管電流即變壓器的副邊電流在一個周期內(nèi)只有1/3時間有電流流過，變壓器利用率較低。圖3-10中晶閘管用DJK02正橋組的三個，電阻R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900接成并聯(lián)形式，Ld電感用DJK02面板上的700mH，其三相觸發(fā)信號由DJK02-1內(nèi)部提供，只需在其外加一個給定電壓接到Uct端即可。直流電壓、電流表由DJK02獲得。圖3-10 三相半波可控整流電路實驗原理圖四、實驗內(nèi)容(1)研究三相半波可控整流電路帶電阻性負(fù)載。(2)研究三相半波可控整流電路帶電阻電感性負(fù)載。五、預(yù)習(xí)要求

16、閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)三相半波整流電路的內(nèi)容。六、思考題(1)如何確定三相觸發(fā)脈沖的相序，主電路輸出的三相相序能任意改變嗎？(2)根據(jù)所用晶閘管的定額，如何確定整流電路的最大輸出電流？七、實驗方法(1)DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試 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。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)。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)

17、光管亮。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。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相同步電壓信號和“雙脈沖觀察孔” VT1的輸出波形，使=150(注意此處的表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0是從自然換流點開始計算，前面實驗中的單相晶閘管電路的0移相角表示從同步信號過零點開始計算，兩者存在相位差，前者比后者滯后30)。適當(dāng)增加給定Ug的正電壓輸出，觀測DJK02-1上“脈沖觀

18、察孔”的波形，此時應(yīng)觀測到單窄脈沖和雙窄脈沖。用8芯的扁平電纜，將DJK02-1面板上“觸發(fā)脈沖輸出”和“觸發(fā)脈沖輸入”相連，使得觸發(fā)脈沖加到正反橋功放的輸入端。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)三相半波可控整流電路帶電阻性負(fù)載按圖3-10接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，DJK06上的“給定”從零開始，慢慢增加移相電壓，使能從30到180范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，用示波器觀

19、察并紀(jì)錄三相電路中=30、60、90、120、150時整流輸出電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形，并紀(jì)錄相應(yīng)的電源電壓U2及Ud的數(shù)值于下表中306090120150U2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計算值）計算公式:Ud1.17U2cos(030O)Ud=0.675U21+cos(a+) (30o150o)(3)三相半波整流帶電阻電感性負(fù)載將DJK02上700mH的電抗器與負(fù)載電阻R串聯(lián)后接入主電路，觀察不同移相角時Ud、Id的輸出波形，并記錄相應(yīng)的電源電壓U2及Ud、Id值，畫出90o時的Ud及Id波形圖。306090120U2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計算值）八、實驗報告繪出當(dāng)90

20、o時，整流電路供電給電阻性負(fù)載、電阻電感性負(fù)載時的Ud及Id的波形，并進行分析討論。九、注意事項(1)可參考實驗六的注意事項 (1)、(2)。(2)整流電路與三相電源連接時，一定要注意相序，必須一一對應(yīng)。實驗九三相半波有源逆變電路實驗一、實驗?zāi)康难芯咳喟氩ㄓ性茨孀冸娐返墓ぷ鳎炞C可控整流電路在有源逆變時的工作條件，并比較與整流工作時的區(qū)別。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。2DJK02 晶閘管主電路3DJK02-1三相晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“觸發(fā)電路”,“正反橋功放”等幾個模塊。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”

21、等模塊。5DJK10 變壓器實驗該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流”。6D42三相可調(diào)電阻7雙蹤示波器自備8萬用表自備三、實驗線路及原理其工作原理詳見電力電子技術(shù)教材中的有關(guān)內(nèi)容。 晶閘管可選用DJK02上的正橋，電感用DJK02上的Ld=700mH，電阻R選用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900接成串聯(lián)形式，直流電源用DJK01上的勵磁電源，其中DJK10中的心式變壓器用作升壓變壓器使用，變壓器接成Y/Y接法，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。直流電壓、電流表均在DJK02上。圖3-11 三相半波有源逆變電路實驗原理圖四、實驗內(nèi)容三

22、相半波整流電路在整流狀態(tài)工作下帶電阻電感性負(fù)載的研究。五、思考題(1)在不同工作狀態(tài)時可控整流電路的工作波形。(2)可控整流電路在60o和90o時輸出電壓有何差異？。六、實驗方法(1)DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試 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。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)。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。觀察A、B、C

23、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。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相同步電壓信號和“雙脈沖觀察孔” VT1的輸出波形，使=120(注意此處的表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0是從自然換流點開始計算，前面實驗中的單相晶閘管電路的0移相角表示從同步信號過零點開始計算，兩者存在相位差，前者比后者滯后30)。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

24、測到單窄脈沖和雙窄脈沖。用8芯的扁平電纜，將DJK02-1面板上“觸發(fā)脈沖輸出”和“觸發(fā)脈沖輸入”相連，使得觸發(fā)脈沖加到正反橋功放的輸入端。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)三相半波整流及有源逆變電路按圖3-11接線，將負(fù)載電阻放在最大阻值處，使輸出給定調(diào)到零。按下“啟動”按鈕，此時三相半波處于逆變狀態(tài)，=150o，用示波器觀察電路輸出電壓Ud波形，緩慢調(diào)節(jié)給定電位器，升高輸

25、出給定電壓。觀察電壓表的指示，其值由負(fù)的電壓值向零靠近，當(dāng)?shù)搅汶妷旱臅r候，也就是=90o，繼續(xù)升高給定電壓，輸出電壓由零向正的電壓升高，進入整流區(qū)。在這過程中記錄=30O、60o、90o、120o、150o時的電壓值以及波形。30O60O90O120O150OU1七、實驗報告(1)畫出實驗所得的各特性曲線與波形圖。(2)對可控整流電路在整流狀態(tài)與逆變狀態(tài)的工作特點作比較。八、注意事項(1)可參考實驗六的注意事項的(1)、(2)。(2)為防止逆變顛覆，逆變角必須安置在90o30o范圍內(nèi)。即Uct0時，30o,調(diào)整Uct時，用直流電壓表監(jiān)視逆變電壓，待逆變電壓接近零時，必須緩慢操作。(3)在實驗過

26、程中調(diào)節(jié)，必須監(jiān)視主電路電流，防止的變化引起主電路出現(xiàn)過大的電流。(4)在實驗接線過程中，注意三相心式變壓器高壓側(cè)的和中壓側(cè)的中線不能接一起。(5)有時會發(fā)現(xiàn)脈沖的相位只能移動120左右就消失了，這是因為觸發(fā)電路的原因，觸發(fā)電路要求相位關(guān)系按A、B、C的排列順序，如果A、C兩相相位接反，結(jié)果就會如此，對整流實驗無影響，但在逆變時，由于調(diào)節(jié)范圍只能到120，實驗效果不明顯，用戶可自行將四芯插頭內(nèi)的A、C相兩相的導(dǎo)線對調(diào)，就能保證有足夠的移相范圍。實驗十三相橋式半控整流電路實驗一、實驗?zāi)康?1)了解三相橋式半控整流電路的工作原理及輸出電壓，電流波形。(2)了解晶閘管在帶電阻性及電阻電感性負(fù)載，在不

27、同控制角下的工作情況。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。2DJK02 晶閘管主電路3DJK02-1三相晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“觸發(fā)電路”,“正反橋功放” 等幾個模塊。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”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、實驗線路及原理在中等容量的整流裝置或要求不可逆的電力拖動中，可采用比三相全控橋式整流電路更簡單、經(jīng)濟的三相橋式半控整流電路。它由共陰極接法的三相半波可控整流電路與共陽極接法的三相半波不可控整流電路串聯(lián)而成，因此這種電路兼有可控與不可控兩者的特性。共陽極組三個整

28、流二極管總是在自然換流點換流，使電流換到比陰級電位更低的一相，而共陰極組三個晶閘管則要在觸發(fā)后才能換到陽極電位高的一個。輸出整流電壓Ud的波形是三組整流電壓波形之和，改變共陰極組晶閘管的控制角，可獲得02.34U2的直流可調(diào)電壓。具體線路可參見圖312。其中三個晶閘管在DJK02面板上，三相觸發(fā)電路在DJK02-1上,二極管和給定在DJK06掛箱上，直流電壓電流表以及電感Ld從DJK02上獲得，電阻R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900接成并聯(lián)形式。圖3-12 三相橋式半控整流電路實驗原理圖四、實驗內(nèi)容(1)三相橋式半控整流供電給電阻負(fù)載。(2)三相橋式半控整流供電給電阻電感性負(fù)載。(3)三相橋

29、式半控整流供電給反電勢負(fù)載。（選做）(4)觀察平波電抗器的作用。（選做）五、思考題(1)為什么說可控整流電路供電給電動機負(fù)載與供電給電阻性負(fù)載在工作上有很大差別?(2)實驗電路在電阻性負(fù)載工作時能否突加一階躍控制電壓？在電動機負(fù)載工作時呢？六、實驗方法(1)DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試打開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。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)。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

30、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。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。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相同步電壓信號和“雙脈沖觀察孔” VT1的輸出波形，使=120(注意此處的表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0是從自然換流點開始計算，前面實驗中的單相晶閘管電路的0移相角表示從同步信號過零點開始計算，兩者存在相位差，前者比后者滯后30)。適當(dāng)增加

31、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。用8芯的扁平電纜，將DJK02-1面板上“觸發(fā)脈沖輸出”和“觸發(fā)脈沖輸入”相連，使得觸發(fā)脈沖加到正反橋功放的輸入端。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)三相半控橋式整流電路供電給電阻負(fù)載時的特性測試。按圖3-12接線，將給定輸出調(diào)到零，負(fù)載電阻放在最大阻值位置，按下“啟動”按鈕，緩慢

32、調(diào)節(jié)給定，觀察在30o、60o、90o、120o等不同移相范圍內(nèi)，整流電路的輸出電壓Ud,輸出電流Id以及晶閘管端電壓UVT的波形，并加以記錄。(3)三相半控橋式整流電路帶電阻電感性負(fù)載。將電抗700mH的Ld接入重復(fù)（1）步驟。(4)帶反電勢負(fù)載（選做）要完成此實驗還應(yīng)加一只直流電動機。斷開主電路，將負(fù)載改為直流電動機，不接平波電抗器Ld，調(diào)節(jié)DJK06上的“給定”輸出Ug使輸出由零逐漸上升，直到電機電壓額定值，用示波器觀察并記錄不同時輸出電壓Ud和電動機電樞兩端電壓Ua的波形。(5)接上平波電抗器，重復(fù)上述實驗。（選做）七、實驗報告(1)繪出實驗的整流電路供電給電阻負(fù)載時的Ud=f(t)，

33、Id=f(t)以及晶閘管端電壓UVTf(t)的波形。(2)繪出整流電路在60o與90o時帶電阻電感性負(fù)載時的波形。八、注意事項可參考實驗六的注意事項(1)、(2)實驗十一三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。2DJK02 晶閘管主電路3DJK02-1三相晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“觸發(fā)電路”,“正反橋功放”等幾個模塊。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。5DJK

34、10 變壓器實驗該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流”。6D42三相可調(diào)電阻7雙蹤示波器自備8萬用表自備三、實驗線路及原理實驗線路如圖3-13及圖3-14所示。主電路由三相全控整流電路及作為逆變直流電源的三相不控整流電路組成，觸發(fā)電路為DJKO2-1中的集成觸發(fā)電路，由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片組成，可輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的雙窄脈沖鏈。集成觸發(fā)電路的原理可參考1-3節(jié)中的有關(guān)內(nèi)容，三相橋式整流及逆變電路的工作原理可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。圖3-13 三相橋式全控整流電路實驗原理圖在三相橋式有源逆變電路中，電阻、電感與整流的一致，而三相不控整流及心式變壓器均在DJK10掛件

35、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。圖中的R均使用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900接成并聯(lián)形式；電感Ld在DJK02面板上，選用700mH，直流電壓、電流表由DJK02獲得。圖3-14 三相橋式有源逆變電路實驗原理圖四、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。五、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)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)有源逆變電路

36、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)本教材1-3節(jié)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。六、思考題(1)如何解決主電路和觸發(fā)電路的同步問題?在本實驗中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?七、實驗方法(1)DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試 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。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)。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

37、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。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。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相同步電壓信號和“雙脈沖觀察孔” VT1的輸出波形，使=150(注意此處的表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0是從自然換流點開始計算，前面實驗中的單相晶閘管電路的0移相角表示從同步信號過零點開始計算，兩者存在相位差，前

38、者比后者滯后30)。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。用8芯的扁平電纜，將DJK02-1面板上“觸發(fā)脈沖輸出”和“觸發(fā)脈沖輸入”相連，使得觸發(fā)脈沖加到正反橋功放的輸入端。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按圖3-13接線，將DJK06上的 “給定”輸出調(diào)到零(逆時針旋到底)，使電阻器放在

39、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30150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=30、60及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。306090U2Ud(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按圖3-14接線，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，

40、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)。用示波器觀察并記錄=30、60、90時的電壓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。306090U2Ud(記錄值)Ud/U2Ud(計算值)計算公式:Ud=2.34U2cos(180O-)(4)故障現(xiàn)象的模擬當(dāng)=60時，將觸發(fā)脈沖鈕子開關(guān)撥向“斷開”位置，模擬晶閘管失去觸發(fā)脈沖時的故障，觀察并記錄這時的Ud、UVT波形的變化情況。八、實驗報告(1)畫出電路的移相特性Ud =f()。(2)畫出觸發(fā)電路的傳輸特性 =f(Uct

41、)。(3)畫出=30、60、90、120、150時的整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形。(4)簡單分析模擬的故障現(xiàn)象。九、注意事項(1)可參考實驗六的注意事項 (1)、(2)(2)為了防止過流，啟動時將負(fù)載電阻R調(diào)至最大阻值位置。(3)三相不控整流橋的輸入端可加接三相自耦調(diào)壓器，以降低逆變用直流電源的電壓值。(4)有時會發(fā)現(xiàn)脈沖的相位只能移動120左右就消失了，這是因為A、C兩相的相位接反了，這對整流狀態(tài)無影響，但在逆變時，由于調(diào)節(jié)范圍只能到120，使實驗效果不明顯，用戶可自行將四芯插頭內(nèi)的A、C相兩相的導(dǎo)線對調(diào)，就能保證有足夠的移相范圍。實驗十二單相交流調(diào)壓電路實驗(1)一、實驗?zāi)康?

42、(1)加深理解單相交流調(diào)壓電路的工作原理。 (2)加深理解單相交流調(diào)壓電路帶電感性負(fù)載對脈沖及移相范圍的要求。 (3)了解KC05晶閘管移相觸發(fā)器的原理和應(yīng)用。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。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”以及“電感”等模塊。3DJK03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“單相調(diào)壓觸發(fā)電路”等模塊。4D42三相可調(diào)電阻5雙蹤示波器自備6萬用表自備三、實驗線路及原理本實驗采用KCO5晶閘管集成移相觸發(fā)器。該觸發(fā)器適用于雙向晶閘管或兩個反向并聯(lián)晶閘管電路的交流相位控制，具有鋸齒波線性好、移相范圍寬、控制方

43、式簡單、易于集中控制、有失交保護、輸出電流大等優(yōu)點。單相晶閘管交流調(diào)壓器的主電路由兩個反向并聯(lián)的晶閘管組成，如圖3-15所示。圖中電阻R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900接成并聯(lián)接法，晶閘管則利用DJK02上的反橋元件，交流電壓、電流表由DJK01控制屏上得到，電抗器Ld從DJK02上得到，用700mH。圖 3-15單相交流調(diào)壓主電路原理圖四、實驗內(nèi)容(1)KC05集成移相觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)單相交流調(diào)壓電路帶電阻性負(fù)載。(3)單相交流調(diào)壓電路帶電阻電感性負(fù)載。五、預(yù)習(xí)要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)交流調(diào)壓的內(nèi)容，掌握交流調(diào)壓的工作原理。(2)學(xué)習(xí)本教材1-3節(jié)中有關(guān)單相交流調(diào)壓觸發(fā)電

44、路的內(nèi)容，了解KCO5晶閘管觸發(fā)芯片的工作原理及在單相交流調(diào)壓電路中的應(yīng)用。六、思考題(1)交流調(diào)壓在帶電感性負(fù)載時可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么?如何解決?(2)交流調(diào)壓有哪些控制方式? 有哪些應(yīng)用場合?七、實驗方法(l)KCO5集成晶閘管移相觸發(fā)電路調(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(dǎo)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“1”“5”端及脈沖輸出的波形。調(diào)節(jié)電位器RP1，觀察鋸齒波斜率是否變化，調(diào)節(jié)RP2，觀察輸出脈沖的移相范圍如何變化，移相能否達到170，記錄上述過程

45、中觀察到的各點電壓波形。(2)單相交流調(diào)壓帶電阻性負(fù)載將DJKO2面板上的兩個晶閘管反向并聯(lián)而構(gòu)成交流調(diào)壓器，將觸發(fā)器的輸出脈沖端“G1”、“K1”、“G2”和“K2”分別接至主電路相應(yīng)晶閘管的門極和陰極。接上電阻性負(fù)載，用示波器觀察負(fù)載電壓、晶閘管兩端電壓UvT的波形。調(diào)節(jié)“單相調(diào)壓觸發(fā)電路”上的電位器RP2，觀察在不同角時各點波形的變化，并記錄=30、60、90、120時的波形。(3)單相交流調(diào)壓接電阻電感性負(fù)載在進行電阻電感性負(fù)載實驗時，需要調(diào)節(jié)負(fù)載阻抗角的大小，因此應(yīng)該知道電抗器的內(nèi)阻和電感量。常采用直流伏安法來測量內(nèi)阻，如圖3-16所示。電抗器的內(nèi)阻為：RL=UL/I (3-1)電抗

46、器的電感量可采用交流伏安法測量，如圖3-17所示。由于電流大時，對電抗器的電感量影響較大，采用自耦調(diào)壓器調(diào)壓，多測幾次取其平均值，從而可得到交流阻抗。圖3-16用直流伏安法測電抗器內(nèi)阻 圖3-17用交流伏安法測定電感量 (3-2)電抗器的電感為 (3-3)這樣，即可求得負(fù)載阻抗角在實驗中，欲改變阻抗角，只需改變滑線變阻器R的電阻值即可。切斷電源，將L與R串聯(lián)，改接為電阻電感性負(fù)載。按下“啟動”按鈕，用雙蹤示波器同時觀察負(fù)載電壓U1和負(fù)載電流I1的波形。調(diào)節(jié)R的數(shù)值，使阻抗角為一定值,觀察在不同角時波形的變化情況，記錄、= 、三種情況下負(fù)載兩端的電壓U1和流過負(fù)載的電流I1波形。八、實驗報告(1

47、)整理、畫出實驗中所記錄的各類波形。(2)分析電阻電感性負(fù)載時，角與角相應(yīng)關(guān)系的變化對調(diào)壓器工作的影響。(3)分析實驗中出現(xiàn)的各種問題。九、注意事項(1)可參考實驗六的注意事項(1)和(2)(2)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)可以用DJK02-1上的觸發(fā)電路來觸發(fā)晶閘管。(4)由于“G”、“K“輸出端有電容影響，故觀察觸發(fā)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

48、閘管門極與陰極的阻值），否則，無法觀察到正確的脈沖波形。實驗十三 單相交流調(diào)壓電路實驗(2)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1DJK01 電源控制屏2DJK22 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3-18所示。圖3-18 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)

49、構(gòu)形式，并利用RC充放電電路和雙向觸發(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3-19可見，正負(fù)半周控制角的起始時刻均為電源電壓的過零時刻,且正負(fù)半周的控制角相等,可見負(fù)載兩端的電壓波形只是電源電壓波形的一部分。在電阻性負(fù)載下,負(fù)載電流和負(fù)載電壓的波形相同，角的移相范圍為0, =0時,相當(dāng)于可控硅一直導(dǎo)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

50、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(fù)載的性質(zhì)有很大的關(guān)系,在阻感負(fù)載時，若負(fù)載上電壓電流的相位差為,則移相范圍為，詳細(xì)分析從略。四、實驗內(nèi)容交流調(diào)壓電路的測試。圖3-19單相交流調(diào)壓電路波形圖五、思考題雙向晶閘管與兩個單向晶閘管反并聯(lián)的不同點？控制方式有什么不同？六、實驗方法將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(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK22的“Ui”電源輸入端，按下“啟動”按鈕。接入220V，25W的燈泡負(fù)載，打開交流調(diào)壓電路的電源開關(guān)。調(diào)節(jié)面板上的“移相

51、觸發(fā)控制”電位器RW，觀察白熾燈亮暗的變化。調(diào)節(jié)“移相觸發(fā)控制”電位器，用雙蹤示波器同時觀察電容器兩端及BCR觸發(fā)極信號波形的變化規(guī)律，并記錄。取不同的值，用示波器分別觀測BCR觸發(fā)信號及白熾燈兩端的波形，并記錄。七、實驗報告按實驗方法的要求，分別畫出各電路的測試波形，并分析。八、注意事項(1)雙蹤示波器有兩個探頭，可同時測量兩路信號，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(dāng)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)調(diào)功電路的觸發(fā)控制電路，其低壓直流電源是通過交流電源電容降壓，而不是通過降壓變壓器隔離，因此在實驗時不