電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)改后范本

年4月19日電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)改后文檔僅供參考電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院-11-03目錄TOC\o"1-1"\h\z\u實(shí)驗(yàn)一鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn) 1實(shí)驗(yàn)二單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn) 3實(shí)驗(yàn)三單相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn) 6實(shí)驗(yàn)四單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 9實(shí)驗(yàn)五三相半波可控整流電路的研究 12實(shí)驗(yàn)六晶閘管三相半波有源逆變電路的研究 14實(shí)驗(yàn)七三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn) 17實(shí)驗(yàn)八三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 20實(shí)驗(yàn)二單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．研究單相橋式半控整流電路在電阻負(fù)載，電阻—電感性負(fù)載及反電勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作。2．熟悉NMCL—05組件（或NMCL-36）鋸齒波觸發(fā)電路的工作。3．進(jìn)一步掌握雙蹤示波器在電力電子線路實(shí)驗(yàn)中的使用特點(diǎn)與方法。二．實(shí)驗(yàn)線路及原理見(jiàn)圖1-2。三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．單相橋式半控整流電路供電給電阻性負(fù)載。2．單相橋式半控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載（帶續(xù)流二極管）。4．單相橋式半控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載（斷開(kāi)續(xù)流二極管）。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1．教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2．NMCL—33組件；3．NMCL—05組件或NMCL—36組件；4．NMEL—03A組件；5．二蹤示波器（自備）；6．萬(wàn)用表（自備）。五．注意事項(xiàng)1．實(shí)驗(yàn)前必須先了解晶閘管的電流額定值（本裝置為5A），并根據(jù)額定值與整流電路形式計(jì)算出負(fù)載電阻的最小允許值。2．為保護(hù)整流元件不受損壞，晶閘管整流電路的正確操作步驟（1）在主電路不接通電源時(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時(shí)，接通主電源。然后逐漸增大Uct，使整流電路投入工作。（3）斷開(kāi)整流電路時(shí)，應(yīng)先把Uct降到零，使整流電路無(wú)輸出，然后切斷總電源。3．注意示波器的使用。4．NMCL—33的內(nèi)部脈沖需斷開(kāi)。六．實(shí)驗(yàn)方法1．將NMCL—05面板左上角的同步電壓輸入接NMCL—32的U、V輸出端，“觸發(fā)電路選擇”撥向“鋸齒波”。如果是NMCL—36則220V電源輸入端直接和NMCL—32的U、V電源相連。合上主電路電源開(kāi)關(guān)，并打開(kāi)NMCL—05面板右下角的電源開(kāi)關(guān)，如果是NMCL—36則主控制屏合上設(shè)備即可得電。觀察鋸齒波觸發(fā)電路中各點(diǎn)波形是否正確，確定其輸出脈沖可調(diào)的移相范圍。并調(diào)節(jié)偏移電阻RP2，使Uct=0時(shí)，α=150°。2．單相橋式晶閘管半控整流電路供電給電阻性負(fù)載：按圖1-2接線，并短接平波電抗器L。調(diào)節(jié)電阻負(fù)載RD（可選擇900Ω電阻并聯(lián)，最大電流為0.8A）至最大。（a）NMCL-31A的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源，調(diào)節(jié)NMCL-31的給定電位器RP1，使α=90°，測(cè)取此時(shí)整流電路的輸出電壓Ud=f（t），輸出電流id=f（t）以及晶閘管端電壓UVT=f（t）波形，并測(cè)定交流輸入電壓U2、整流輸出電壓Ud，驗(yàn)證若輸出電壓的波形不對(duì)稱(chēng)，可分別調(diào)整鋸齒波觸發(fā)電路中RP1，RP3電位器。（b）采用類(lèi)似方法，分別測(cè)取α=60°，α=30°時(shí)的Ud、id、Uvt波形。3．單相橋式半控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載（a）接上續(xù)流二極管，接上平波電抗器。NMCL-31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電源。（b）調(diào)節(jié)Uct，使α=90°，測(cè)取輸出電壓Ud=f（t），整流電路輸出電流id=f（t）以及續(xù)流二極管電流iVD=f（t）波形，并分析三者的關(guān)系。調(diào)節(jié)電阻RD，觀察id波形如何變化，注意防止過(guò)流。（c）調(diào)節(jié)Uct，使α分別等于60°、90°時(shí)，測(cè)取Ud，iL，id，iVD波形。（d）斷開(kāi)續(xù)流二極管，觀察Ud=f（t），id=f（t）。突然切斷觸發(fā)電路，觀察失控現(xiàn)象并記錄Ud波形。若不發(fā)生失控現(xiàn)象，可調(diào)節(jié)電阻Rd。七．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．繪出單相橋式半控整流電路供電給電阻負(fù)載，電阻—電感性負(fù)載情況下，當(dāng)α=90°時(shí)的Ud、id、UVT、iVD等波形圖并加以分析。2．作出實(shí)驗(yàn)整流電路的輸入—輸出特性Ud=f（Uct），觸發(fā)電路特性Uct=f（α）及Ud/U2=f（α）曲線。3．分析續(xù)流二極管作用及電感量大小對(duì)負(fù)載電流的影響。八．思考1．在可控整流電路中，續(xù)流二極管VD起什么作用？在什么情況下需要接入？2．能否用雙蹤示波器同時(shí)觀察觸發(fā)電路與整流電路的波形？實(shí)驗(yàn)三單相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解單相橋式全控整流電路的工作原理。2．研究單相橋式全控整流電路在電阻負(fù)載、電阻—電感性負(fù)載及反電勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作。3．熟悉NMCL—05組件或NMCL—36組件。二．實(shí)驗(yàn)線路及原理參見(jiàn)圖1-3。三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．單相橋式全控整流電路供電給電阻負(fù)載。2．單相橋式全控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1．教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2．NMCL—33組件；3．NMCL—05組件或NMCL—36組件；4．NMEL—03A組件；5．NMCL—35或NMEL-25組件；6．二蹤示波器（自備）；7．萬(wàn)用表（自備）。五．注意事項(xiàng)1．本實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)可控硅的脈沖來(lái)自NMCL-05掛箱（或NMCL—36組件），故NMCL-33的內(nèi)部脈沖需斷，以免造成誤觸發(fā)。2．電阻RD的調(diào)節(jié)需注意。若電阻過(guò)小，會(huì)出現(xiàn)電流過(guò)大造成過(guò)流保護(hù)動(dòng)作（熔斷絲燒斷，或儀表告警）；若電阻過(guò)大，則可能流過(guò)可控硅的電流小于其維持電流，造成可控硅時(shí)斷時(shí)續(xù)。3．電感的值可根據(jù)需要選擇，需防止過(guò)大的電感造成可控硅不能導(dǎo)通。4．NMCL-05（或NMCL—36）面板的鋸齒波觸發(fā)脈沖需導(dǎo)線連到NMCL-33面板，應(yīng)注意連線不可接錯(cuò)，否則易造成損壞可控硅。同時(shí)，需要注意同步電壓的相位，若出現(xiàn)可控硅移相范圍太小（正常范圍約30°～180°），可嘗試改變同步電壓極性。5．逆變變壓器采用NMCL—35或NMEL-25組式變壓器，原邊為220V，副邊為110V。6．示波器的兩根地線由于同外殼相連，必須注意需接等電位，否則易造成短路事故。六．實(shí)驗(yàn)方法1．將NMCL—05（或NMCL—36）面板左上角的同步電壓輸入接NMCL—32的U、V輸出端），“觸發(fā)電路選擇”撥向“鋸齒波”。2．?dāng)嚅_(kāi)NMCL-35和NMCL-33的連接線，合上主電路電源，此時(shí)鋸齒波觸發(fā)電路應(yīng)處于工作狀態(tài)。NMCL-31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。調(diào)節(jié)偏移電壓電位器RP2，使=90°。斷開(kāi)主電源，連接NMCL-35或NMEL-25和NMCL-33。3．單相橋式全控整流電路供電給電阻負(fù)載。接上電阻負(fù)載（可采用兩只900Ω電阻并聯(lián)），并調(diào)節(jié)電阻負(fù)載至最大，短接平波電抗器。合上主電路電源，調(diào)節(jié)Uct，求取在不同角（30°、60°、90°）時(shí)整流電路的輸出電壓Ud=f（t），晶閘管的端電壓UVT=f（t）的波形，并記錄相應(yīng)時(shí)的Uct、Ud和交流輸入電壓U2值。若輸出電壓的波形不對(duì)稱(chēng)，可分別調(diào)整鋸齒波觸發(fā)電路中RP1，RP3電位器。4．單相橋式全控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載。斷開(kāi)平波電抗器短接線，求取在不同控制電壓Uct時(shí)的輸出電壓Ud=f（t），負(fù)載電流id=f（t）以及晶閘管端電壓UVT=f（t）波形并記錄相應(yīng)Uct時(shí)的Ud、U2值。注意，負(fù)載電流不能過(guò)小，否則造成可控硅時(shí)斷時(shí)續(xù)，可調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RP，但負(fù)載電流不能超過(guò)0.8A，Uct從零起調(diào)。改變電感值（L=100mH），觀察=90°，Ud=f（t）、id=f（t）的波形，并加以分析。注意，增加Uct使前移時(shí)，若電流太大，可增加與L相串聯(lián)的電阻加以限流。七．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．繪出單相橋式晶閘管全控整流電路供電給電阻負(fù)載情況下，當(dāng)=60°，90°時(shí)的Ud、UVT波形，并加以分析。2．繪出單相橋式晶閘管全控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載情況下，當(dāng)=90°時(shí)的Ud、id、UVT波形，并加以分析。3．作出實(shí)驗(yàn)整流電路的輸入—輸出特性Ud=f（Uct），觸發(fā)電路特性Uct=f（）及Ud/U2=f（）。4．實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)。實(shí)驗(yàn)五三相半波可控整流電路的研究一．實(shí)驗(yàn)?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(shí)的工作。二．實(shí)驗(yàn)線路及原理三相半波可控整流電路用三只晶閘管，與單相電路比較，輸出電壓脈動(dòng)小，輸出功率大，三相負(fù)載平衡。不足之處是晶閘管電流即變壓器的二次電流在一個(gè)周期內(nèi)只有1/3時(shí)間有電流流過(guò)，變壓器利用率低。實(shí)驗(yàn)線路見(jiàn)圖1-5。三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．研究三相半波可控整流電路供電給電阻性負(fù)載時(shí)的工作。2．研究三相半波可控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載時(shí)的工作。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表1．教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2．NMCL—33組件；3．NMEL—03A組件；4．二蹤示波器（自備）；5．萬(wàn)用表（自備）。五．注意事項(xiàng)1．整流電路與三相電源連接時(shí)，一定要注意相序。2．整流電路的負(fù)載電阻不宜過(guò)小，應(yīng)使Id不超過(guò)0.8A，同時(shí)負(fù)載電阻不宜過(guò)大，保證Id超過(guò)0.1A，避免晶閘管時(shí)斷時(shí)續(xù)。3．正確使用示波器，避免示波器的兩根地線接在非等電位的端點(diǎn)上，造成短路事故。六．實(shí)驗(yàn)方法1．按圖接線，未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（1）用示波器觀察MCL-33的雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖（2）檢查相序，用示波器觀察“1”，“2”單脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源。（3）用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V—2V的脈沖。2．研究三相半波可控整流電路供電給電阻性負(fù)載時(shí)的工作合上主電源，接上電阻性負(fù)載：（a）改變控制電壓Uct，觀察在不同觸發(fā)移相角α?xí)r，可控整流電路的輸出電壓Ud=f（t）與輸出電流波形id=f（t），并記錄相應(yīng)的Ud、Id、Uct值。（b）記錄α=90°時(shí)的Ud=f（t）及id=f（t）的波形圖。（c）求取三相半波可控整流電路的輸入—輸出特性Ud/U2=f（α）。（d）求取三相半波可控整流電路的負(fù)載特性Ud=f（Id）3．研究三相半波可控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載時(shí)的工作接入NMCL—331的電抗器L=700mH，，可把原負(fù)載電阻RD調(diào)小，監(jiān)視電流，不宜超過(guò)0.8A（若超過(guò)0.8A，可用導(dǎo)線把負(fù)載電阻短路），操作方法同上。（a）觀察不同移相角α?xí)r的輸出Ud=f（t）、id=f（t），并記錄相應(yīng)的Ud、Id值，記錄α=90°時(shí)的Ud=f（t）、id=f（t），Uvt=f（t）波形圖。（b）求取整流電路的輸入—輸出特性Ud/U2=f（α）。七．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．繪出本整流電路供電給電阻性負(fù)載，電阻—電感性負(fù)載時(shí)的Ud=f（t），id=f（t）及Uvt=f（t）（在α=90°情況下）波形，并進(jìn)行分析討論。2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出整流電路的負(fù)載特性Ud=f（Id），輸入—輸出特性Ud/U2=f（α）。八．思考1．如何確定三相觸發(fā)脈沖的相序？它們間分別應(yīng)有多大的相位差？2．根據(jù)所用晶閘管的定額，如何確定整流電路允許的輸出電流？實(shí)驗(yàn)八三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn) 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉NMCL-33組件。2．熟悉三相橋式全控整流及有源逆變電路的接線及工作原理。二．實(shí)驗(yàn)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．觀察整流或逆變狀態(tài)下，模擬電路故障現(xiàn)象時(shí)的波形。三．實(shí)驗(yàn)線路及原理實(shí)驗(yàn)線路如圖1-7所示。主電路由三相全控變流電路及作為逆變直流電源的三相不控整流橋組成。觸發(fā)電路為數(shù)字集成電路，可輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的雙窄脈沖鏈。三相橋式整流及有源逆變電路的工作原理可參見(jiàn)“電力電子技術(shù)”的有關(guān)教材。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1．教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2．NMCL—33組件；3．NMEL—03A組件；4．NMCL—35或NMEL-25組件；5．二蹤示波器（自備）；6．萬(wàn)用表（自備）。五．實(shí)驗(yàn)方法1．未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（1）用示波器觀察NMCL-33的雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，相互間隔60o的幅度相同的雙脈沖。（2）檢查相序，用示波器觀察“1”，“2”單脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源。（3）用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V—2V的脈沖。注：將面板上的Ublf（當(dāng)三相橋式全控變流電路使用I組橋晶閘管VT1~VT6時(shí)）接地，將I組橋式觸發(fā)脈沖的六個(gè)開(kāi)關(guān)均撥到“接通”。（4）將NMCL-31的給定器輸出Ug接至NMCL-33面板的Uct端，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub，在Uct=0時(shí)，使=150o。2．三相橋式全控整流電路按圖1-7接線，AB兩點(diǎn)斷開(kāi)、CD兩點(diǎn)斷開(kāi)，AD連接在一起，并將RD調(diào)至最大(450)。合上主電源。調(diào)節(jié)Uct，使在30o~90o范圍內(nèi)，用示波器觀察記錄=30O、60O、90O時(shí)，整流電壓ud=f（t），晶閘管兩端電壓uVT=f（t）的波形，并記錄相應(yīng)的Ud和交流輸入電壓U2數(shù)值。3．三相橋式有源逆變電路斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)后，斷開(kāi)AD點(diǎn)的連接，分別連接AB兩點(diǎn)和CD