電力電子技術(shù)實(shí)驗資料

電力電子技術(shù)實(shí)驗內(nèi)容實(shí)驗一 晶閘管的測試及導(dǎo)通關(guān)斷條件測試實(shí)驗1實(shí)驗?zāi)康模?）觀察晶閘管的結(jié)構(gòu)，掌握正確的晶閘管的簡易測試方法； （2）驗證晶閘管的導(dǎo)通條件及關(guān)斷方法。 2預(yù)習(xí)要求（1）閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)晶閘管的內(nèi)容，弄清晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理； （2）復(fù)習(xí)晶閘管基本特征的有關(guān)內(nèi)容，掌握晶閘管正常工作時的特性； 3實(shí)驗器材 （1）5V、12V直流穩(wěn)壓電源（雙路）一臺（2）萬用表一塊（3）晶閘管幾個（用面板上的三相整流橋中的晶閘管） （4）DJDK-1型實(shí)驗臺（5）燈泡12V/0.1A一個（6）交流毫伏表一個4實(shí)驗內(nèi)容 （1）鑒別晶閘管的好壞； （2）晶閘管的導(dǎo)通條件測試； （3）晶閘管的關(guān)斷方法的測試。5實(shí)驗電路 圖3-1 晶閘管的測試 圖3-2 晶閘管導(dǎo)通條件實(shí)驗電路 圖3-3 晶閘管的測試 圖3-4 晶閘管關(guān)斷條件實(shí)驗電路6實(shí)驗內(nèi)容及步驟 （1）鑒別晶閘管的好壞 見圖3-1，用萬用表的R1K電阻檔測試兩只晶閘管的陽極（A）陰極（K）、門極（G）陽極（A）之間的正反向電阻，再用萬用表的R100K電阻檔測量兩只晶閘管的門極（G）陰級（K）之間的正反向電阻，將測量數(shù)據(jù)填入下表，并鑒別晶閘管的好壞。被測晶閘管結(jié)論VT1VT2（2）晶閘管的導(dǎo)通條件（見圖3-2） a) 12V正向陽極電壓，門極開路或接-5V電壓，觀察燈泡亮否，判斷晶閘管是否導(dǎo)通； b) 加12V反向陽極電壓，門極開路或接-5V電壓或接+5V電壓，觀察燈泡是否亮，判斷晶閘管是否導(dǎo)通； c) 陽極加12V正向電壓，門極加+5V正向電壓，觀察燈泡亮否，判斷晶閘管是否導(dǎo)通； d) 燈亮后去掉門極電壓，看燈泡亮否，再加-5V反向門極電壓，看燈泡是否繼續(xù)亮。 e) 寫出導(dǎo)通條件，說明門極作用。 （3）晶閘管關(guān)斷條件實(shí)驗（見圖3-3、圖3-4） a) 按圖8-5接線，接通12V電源電壓，再在門極接通+5V電壓使晶閘管導(dǎo)通，燈泡亮，接著斷開門極電壓；b) 去掉12V陽極電壓，觀看燈泡是否亮； c) 使晶閘管導(dǎo)通，然后斷開門極電壓，即打開K2，接著閉合K1，再打開K1，觀察燈泡是否熄滅； d) 再使晶閘管導(dǎo)通，斷開門極電壓，逐漸減小陽極電壓，當(dāng)電流表指針有某值逐漸降到零時，記下該值，即被測晶閘管的維持電流，此時若再升高陽極電源電壓，燈泡也不再發(fā)亮，說明晶管已關(guān)斷；e) 總結(jié)關(guān)斷晶閘管的方法。7注意事項 用萬用表測試閘管門極與陰極正反高電阻時，發(fā)現(xiàn)有的晶閘管正反向電阻很接近，這種現(xiàn)象并不能說明晶閘管已經(jīng)損壞，只要正向電阻比反向電阻小些，該晶閘管就是好的。注：用萬表表測試晶閘管門極與陰極電阻時，不能用R10檔，以防損壞門極，一般用R1K檔測量；8實(shí)驗報告要求 （1）回答實(shí)驗中提出的問題； （2）總結(jié)簡易判斷晶閘管好壞的方法。 實(shí)驗二 正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗一實(shí)驗?zāi)康?熟悉正弦波同步觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。2掌握正弦波同步觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。二實(shí)驗內(nèi)容1正弦波同步觸發(fā)電路的調(diào)試。2正弦波同步觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的觀察。三實(shí)驗線路及原理電路分脈沖形成，同步移相，脈沖放大等環(huán)節(jié)，具體工作原理可參見“電力電子技術(shù)”有關(guān)教材。 四實(shí)驗設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗臺主控制屏2 MCL18組件3 MCL05A組件4 MEL03組件5二蹤示波器6萬用表五實(shí)驗方法1將MCL05A面板上左上角的同步電壓輸入端接MCL18的U、V端，將“觸發(fā)電路選擇”撥至“集成電路”位置。2三相調(diào)壓器逆時針調(diào)到底，合上主電路電源開關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v，并打開MCL05面板右下角的電源開關(guān)。用示波器觀察各觀察孔的電壓波形，測量觸發(fā)電路輸出脈沖的幅度和寬度，示波器的地線接于“10”端。3確定脈沖的初始相位。當(dāng)Uct=0時，調(diào)節(jié)Ub（調(diào)RP）要求接近于180。4保持Ub不變，調(diào)節(jié)MCL-31A的給定電位器RP1，逐漸增大Uct，用示波器觀察U1及輸出脈沖UGK的波形，注意Uct增加時脈沖的移動情況，并估計移相范圍。5調(diào)節(jié)Uct使=90O、60、30，觀察并記錄面板上觀察孔“5”-“7”及輸出脈沖電壓波形。六實(shí)驗報告1畫出=90O、60、30時，觀察孔“5”-“7”及輸出脈沖電壓波形。2指出Uct增加時，應(yīng)如何變化？移相范圍大約等于多少度？指出同步電壓的那一段為脈沖移相范圍。七注意事項參照實(shí)驗一的注意事項。實(shí)驗三 單相橋式半控整流電路實(shí)驗一實(shí)驗?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)載及反電勢負(fù)載時的工作。2熟悉MCL05A組件鋸齒波觸發(fā)電路的工作原理。3進(jìn)一步掌握雙蹤示波器在電力電子線路實(shí)驗中的使用特點(diǎn)與方法。二實(shí)驗線路及原理見圖1-2。三實(shí)驗內(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（斷開續(xù)流二極管）。四實(shí)驗設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗臺主控制屏2MCL33組件3MCL05A組件4MEL03組件5MCL18組件6二蹤示波器7萬用表五注意事項1實(shí)驗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，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時，接通主電源。然后逐漸增大Uct，使整流電路投入工作。（3）斷開整流電路時，應(yīng)先把Uct降到零，使整流電路無輸出，然后切斷總電源。3注意示波器的使用。4 MCL33的內(nèi)部脈沖需斷開。六實(shí)驗方法1將MCL05A面板左上角的同步電壓輸入接MCL-18的U、V輸出端， “觸發(fā)電路選擇”撥向“鋸齒波”。三相調(diào)壓器逆時針調(diào)到底，合上主電路電源開關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v，并打開MCL05A面板右下角的電源開關(guān)。觀察MCL05A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，=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900電阻并聯(lián)，最大電流為0.8A）至最大。（a）MCL-18的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時針調(diào)到底，合上主電路電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出Uuv=220V。調(diào)節(jié)MCL-18的給定電位器RP1，使=90，測取此時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，并測定交流輸入電壓U2、整流輸出電壓Ud，驗證。若輸出電壓的波形不對稱，可分別調(diào)整鋸齒波觸發(fā)電路中RP1，RP3電位器。（b）采用類似方法，分別測取=60，=30時的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。MCL-18的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時針調(diào)到底，合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出使Uuv=220V。（b）調(diào)節(jié)Uct，使=90，測取輸出電壓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，注意防止過流。（c）調(diào)節(jié)Uct，使分別等于60、90時，測取Ud，iL，id，iVD波形。（d）斷開續(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)驗報告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)=90時的Ud、id、UVT、iVD等波形圖并加以分析。2作出實(shí)驗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（）曲線。 3分析續(xù)流二極管作用及電感量大小對負(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觀察觸發(fā)電路與整流電路的波形？實(shí)驗四 半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的性能研究一實(shí)驗?zāi)康氖煜さ湫烷_關(guān)電路的結(jié)構(gòu)，元器件和工作原理，要求主要了解以下內(nèi)容：1主電路的結(jié)構(gòu)和工作原理。2 PWM控制電路的原理和常用集成電路。3驅(qū)動電路的原理和典型的電路結(jié)構(gòu)。二實(shí)驗內(nèi)容1SG3525的輸出波形觀察。2半橋電路中各點(diǎn)波形的觀察。三實(shí)驗設(shè)備和儀器1電力電子及電氣傳動教學(xué)實(shí)驗臺主控制屏。2雙蹤示波器。3萬用表。五實(shí)驗方法1SG3525的調(diào)試：將開關(guān)S1打向“半橋電源”，分別連接“5”和“6”端，以及“9”端和“10”端，“3”端和“4”端，用示波器分別觀察鋸齒波輸出（“1”端）和A、B兩路PWM信號的波形（分別為“5”端和“9”端對地波形），并記錄波形，頻率和幅值，調(diào)節(jié)“脈沖寬度調(diào)節(jié)”電位器，記錄其占空比可調(diào)范圍。 2斷開主電路和控制電路的電源，分別將“PWM波形發(fā)生”的“7”、“8”和“半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源”的G1、S1端相連，將“PWM波形發(fā)生”的“11”、“12”端和“半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源”的G2、S2端相連，經(jīng)檢查接線無誤后，將鈕子開關(guān)S2打向“ON”，分別觀察兩個MOSFET管VT1、VT2的柵極G和源極S間的電壓波形，并記錄波形，周期，脈寬，幅值及上升、下降時間。3斷開主電路和控制電路的電源，分別將“主電源1”的“1”端、“2”端與“半橋開關(guān)穩(wěn)壓電源”的“1”、“2”端相連，然后合上控制電源以及主電源（注意：一定要先加控制信號，后加主電源！否則極易燒毀“主電源1”的保險絲）用示波器分別觀察兩個MOSFET柵、源極電壓波形。記錄波形、周期、脈寬和幅值。特別注意；不能用示波器同時觀察兩個MOSFET管的波形，否則會造成短路，嚴(yán)重?fù)p壞實(shí)驗設(shè)備。4分別將“半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源”的“8”、“10“端相連，”9“、”12“端相連（負(fù)載電阻為33歐姆），記錄輸出整流二極管陽極和陰極間的波形（“5”端和“7”端之間，以及“6”端和“7”端間。記錄波形、周期、脈寬以及幅值，觀察輸出電壓u0中的波形（“12”和“10”端間），記錄波形、幅值，并觀察主電路中變壓器T的一次側(cè)電壓波形（“3”端和“4”端）以及二次側(cè)電壓波形（“5”端和“9”端間），記錄波形、周期、脈寬和幅值。5斷開“9”和“12”之間的連線，連接“9”和“11”（負(fù)載電阻為3歐姆），重復(fù)4的實(shí)驗內(nèi)容。特別注意：用示波器同時觀察兩個二極管電壓波形時要注意示波器探頭的共地問題，否則會造成短路，并嚴(yán)重?fù)p壞實(shí)驗裝置。6斷開“PWM波形發(fā)生器”的“3”，“4”兩點(diǎn)間連線，將“半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源”的“13”端連至“PWM波形發(fā)生器”的“2”端，并將“半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源”的“9”端和“PWM波形發(fā)生”的地端相連，調(diào)節(jié)“脈沖寬度調(diào)節(jié)”電位器，使“半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源”的輸出端（“8”和“9”端間）電壓為5V，然后斷開“9”，“11”端連線，連接“9”，“12”端（負(fù)載電阻改變至33歐姆），測量輸出電壓U2的值，計算負(fù)載調(diào)整率%六實(shí)驗報告1根據(jù)記錄的變壓器一次側(cè)、二次側(cè)波形，計算變壓器電壓比。2分析負(fù)載變化對電路工作的影響。3分析本實(shí)驗電路輸出穩(wěn)壓的原理。4用示波器同時觀察VT1和VT2的漏源極電壓波形會產(chǎn)生什么后果？試詳細(xì)分析。5若要同時觀察VD1和VD2陽極陰極間的電壓波形，示波器的探頭應(yīng)當(dāng)怎樣連接？錯誤的接法會產(chǎn)生什么后果？試詳細(xì)分析。七注意事項1“半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源”接好連線后，一定要先加控制信號，然后接通主電源。2做閉環(huán)穩(wěn)壓實(shí)驗的時候一定要斷開“PW