電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告答案

1、實(shí)驗(yàn)一 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?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。 (2)掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。2DJK03-1 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(shí)驗(yàn)線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的原理圖如圖1-11所示。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測(cè)、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1-3節(jié)和電力電子技術(shù)教材中的相關(guān)內(nèi)容。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試

2、。(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的觀察和分析。五、預(yù)習(xí)要求(1)閱讀本教材1-3節(jié)及電力電子技術(shù)教材中有關(guān)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的內(nèi)容，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(diǎn)?(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(shí)驗(yàn)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（不能打到“交流調(diào)速”側(cè)工作，因?yàn)镈JK03-1的正常工作電源電壓為220V

3、10%，而“交流調(diào)速”側(cè)輸出的線電壓為240V。如果輸入電壓超出其標(biāo)準(zhǔn)工作范圍，掛件的使用壽命將減少，甚至?xí)?dǎo)致掛件的損壞。在“DZSZ-1型電機(jī)及自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置”上使用時(shí)，通過(guò)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(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，這時(shí)掛件中所有的觸發(fā)電路都開始工作，用雙蹤示波器觀察鋸齒波同步觸發(fā)電路各觀察孔的電壓波形。同時(shí)觀察同步電壓和“1”點(diǎn)的電壓波形，了解“1”點(diǎn)波形形成的原因。觀察“1”、“2”點(diǎn)的電壓波形，了解鋸齒波寬度和“1”點(diǎn)電壓波形

4、的關(guān)系。調(diào)節(jié)電位器RP1，觀測(cè)“2”點(diǎn)鋸齒波斜率的變化。觀察“3”“6”點(diǎn)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(diǎn)電壓U3和“6”點(diǎn)電壓U6的對(duì)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(shí)針旋到底)，用示波器觀察同步電壓信號(hào)和“6”點(diǎn)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3-2所 (3)調(diào)節(jié)Uct（即電位器RP2）使=60，觀察并記錄U1U6及輸出 “G、K”脈沖電壓的波形，標(biāo)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(shí)應(yīng)將示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微調(diào)旋鈕旋到校準(zhǔn)位置)。八

5、、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)整理、描繪實(shí)驗(yàn)中記錄的各點(diǎn)波形.1點(diǎn)波形2點(diǎn)波形3點(diǎn)波形4點(diǎn)波形5點(diǎn)波形6點(diǎn)波形GK波形 (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(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。九、注意事項(xiàng)參照實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)二 單相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)加深理解單相橋式全控整流。(2)研究單相橋式變流電路整流的全過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)模塊。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”以及“電感”等幾個(gè)模塊。3DJK03-

6、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(shí)驗(yàn)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(wàn)用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理圖3-3為單相橋式整流帶電阻電感性負(fù)載，其輸出負(fù)載R用D42三相可調(diào)電阻器，將兩個(gè)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”。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)單相橋式全控整流電路帶電阻電感負(fù)載。五、預(yù)習(xí)要求閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容。六、思考題實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件是

7、什么?在本實(shí)驗(yàn)中是如何保證能滿足這些條件?七、實(shí)驗(yàn)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交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動(dòng)”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逆時(shí)針旋到底)，觀察同步電壓信號(hào)和“6”點(diǎn)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(wú)法進(jìn)行整流和逆變。將DJKO2上的正橋和反橋觸

8、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(shí)驗(yàn)原理圖 (2)單相橋式全控整流按圖3-8接線，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動(dòng)”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(shí)，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 120U2216.4216.6218.6222.5Ud（記錄值）182.2146.310345Ud（計(jì)算值）18407146.298.3747計(jì)算公式:UdO.9U2(1+cos

9、)/2八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)畫出= 30、60、90、120時(shí)Ud和UVT的波形。 （參考教材P47）(2)畫出電路的移相特性Ud=f()曲線。九、注意事項(xiàng)(1)在本實(shí)驗(yàn)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(shí),應(yīng)將所用晶閘管對(duì)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)。(2)為了保證從逆變到整流不發(fā)生過(guò)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。 (1)畫出=30、60、90、120時(shí)Ud和UVT的波形。=30Ud的波形 =60Ud的波形=90Ud的波形=120Ud的波形 =30Uvt的波形

10、=60Uvt的波形=90Uvt的波形=120Uvt的波形 實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四 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?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(diǎn)的波形。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型 號(hào)備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)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(gè)模塊。4DJK06 給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含“二極管”等幾個(gè)模塊。5DJK10 變壓器實(shí)驗(yàn)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

11、器自備8萬(wàn)用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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

12、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(gè)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(shí)驗(yàn)原理圖四、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)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(shí)觀測(cè)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)有源逆變電路的有關(guān)內(nèi)容，掌握實(shí)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，

13、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(shí)驗(yàn)中主電路三相電源的相序可任意設(shè)定嗎?(2)在本實(shí)驗(yàn)的整流及逆變時(shí)，對(duì)角有什么要求?為什么?七、實(shí)驗(yàn)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(hào)輸出”端和DJK02-1“三相同步信號(hào)輸入”端相連,打開DJK02-1電源開關(guān)，撥動(dòng) “觸發(fā)脈沖指示”鈕子開關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。觀察

14、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(cè)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(hào)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(diǎn)開始計(jì)算，前面實(shí)驗(yàn)中的單相晶閘管電路的0移相角表示從同步信號(hào)過(guò)零點(diǎn)開始計(jì)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(cè)DJK02-1上“脈沖觀察孔”的波形

15、，此時(shí)應(yīng)觀測(cè)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(gè)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(shí)針旋到底)，使電阻器放在最大阻值處，按下“啟動(dòng)”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)，

16、同時(shí)，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(guò)0.65A)。用示波器觀察并記錄=30、60及90時(shí)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。306090U2126126126Ud(記錄值)25614942Ud/U2Ud(計(jì)算值)2551474395計(jì)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(shí)針旋到底)，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動(dòng)”按鈕，調(diào)節(jié)給定電位器，增加移相電壓，使角

17、在3090范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同時(shí)，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(guò)0.65A)。用示波器觀察并記錄=30、60、90時(shí)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。306090U2636363Ud(記錄值)-125-720Ud/U2Ud(計(jì)算值)-127。6-73。70計(jì)算公式:Ud=2.34U2cos(180O-)(4)故障現(xiàn)象的模擬當(dāng)=60時(shí)，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(shí)的故障，觀察并記錄這時(shí)的Ud、UVT波形的變化情況。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)畫出電路的移相特性Ud =f()。(2)畫出觸發(fā)電路的傳輸

18、特性 =f(Uct)。(3)畫出=30、60、90、時(shí)的整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形。 =30Ud波形 =60Ud波形=90Ud波形 =30UVT的波形=60UVT的波形=90UVT的波形=30Ud波形 =60Ud波形=90Ud波形=30UVT波形 =60UVT波形=90UVT波形=60失去一路脈沖時(shí)Ud波形 (4)簡(jiǎn)單分析模擬的故障現(xiàn)象。九、注意事項(xiàng)(1)可參考實(shí)驗(yàn)六的注意事項(xiàng) (1)、(2)(2)為了防止過(guò)流，啟動(dòng)時(shí)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(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)脈沖的相位只能移動(dòng)120左右就消失了，

19、這是因?yàn)锳、C兩相的相位接反了，這對(duì)整流狀態(tài)無(wú)影響，但在逆變時(shí)，由于調(diào)節(jié)范圍只能到120，使實(shí)驗(yàn)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(duì)調(diào)，就能保證有足夠的移相范圍。實(shí)驗(yàn)五和實(shí)驗(yàn)六 直流斬波電路原理實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)加深理解斬波器電路的工作原理。(2)掌握斬波器主電路、觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。(3)熟悉斬波器電路各點(diǎn)的電壓波形。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件三、實(shí)驗(yàn)線路及原理本實(shí)驗(yàn)采用脈寬可調(diào)的晶閘管斬波器，主電路見下頁(yè)。其中VT1為主晶閘管，VT2為輔助晶閘管,C和L1構(gòu)成振蕩電路,它們與VD2、VD1、L2組成VT1的換流關(guān)斷電路。當(dāng)接通電源時(shí)，C經(jīng)L1、VD1、L2及負(fù)載充

20、電至+Ud0，此時(shí)VT1、VT2均不導(dǎo)通，當(dāng)主脈沖到來(lái)時(shí)，VT1導(dǎo)通，電源電壓將通過(guò)該晶閘管加到負(fù)載上。當(dāng)輔助脈沖到來(lái)時(shí)，VT2導(dǎo)通，C通過(guò)VT2、L1放電，然后反向充電，其電容的極性從+Ud0變?yōu)?Ud0，當(dāng)充電電流下降到零時(shí)，VT2自行關(guān)斷，此時(shí)VT1繼續(xù)導(dǎo)通。VT2關(guān)斷后，電容C通過(guò)VD1及VT1反向放電，流過(guò)VT1的電流開始減小，當(dāng)流過(guò)VT1的反向放電電流與負(fù)載電流相同的時(shí)候，VT1關(guān)斷；此時(shí)，電容C繼續(xù)通過(guò)VD1、L2、VD2放電，然后經(jīng)L1、VD1、L2及負(fù)載充電至+Ud0，電源停止輸出電流，等待下一個(gè)周期的觸發(fā)脈沖到來(lái)。VD3為續(xù)流二極管，為反電勢(shì)負(fù)載提供放電回路。斬波主電路原理

21、圖從以上斬波器工作過(guò)程可知，控制VT2脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻即可調(diào)節(jié)輸出電壓的脈寬,從而可達(dá)到調(diào)節(jié)輸出直流電壓的目的。VT1、VT2的觸發(fā)脈沖間隔由觸發(fā)電路確定。斬波器觸發(fā)電路和原理可參見實(shí)驗(yàn)一內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)接線如下圖所示，電阻R用D42三相可調(diào)電阻，用其中一個(gè)900的電阻；勵(lì)磁電源和直流電壓、電流表均在控制屏上。直流斬波器實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)直流斬波器觸發(fā)電路調(diào)試。(2)直流斬波器接電阻性負(fù)載。(3)直流斬波器接電阻電感性負(fù)載（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)斬波器的內(nèi)容，弄清脈寬可調(diào)斬波器的工作原理。(2)學(xué)習(xí)教材中有關(guān)斬波器及其觸發(fā)電路的內(nèi)容，掌握斬波器及其觸發(fā)電路的工作原理及調(diào)試方法。六、思考題(1)直流斬波器有哪幾種調(diào)制方式?本實(shí)驗(yàn)中的斬波器為何種調(diào)制方式?(2)本實(shí)驗(yàn)采用的斬波器主電路中電容C起什么作用?七、實(shí)驗(yàn)方法(1)斬波器觸發(fā)電路調(diào)試調(diào)節(jié)DJK05面板上的電位器RP1、RP2，RP1調(diào)節(jié)鋸齒波的上下電平位置，而RP2為調(diào)節(jié)鋸齒波的頻率。先調(diào)節(jié)RP2，將頻率調(diào)節(jié)到200Hz300Hz之間，然后在保證三角波不失真的情況下，調(diào)節(jié)RP1為三角波提供一個(gè)偏置電壓（接近電源電壓），使斬波主電路工作的時(shí)候有