電力電子5個(gè)實(shí)驗(yàn)

1、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路及單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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掌握鋸齒波同步觸發(fā)電路的調(diào)試方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1鋸齒波同步觸發(fā)電路的調(diào)試。2鋸齒波同步觸發(fā)電路各點(diǎn)波形觀察，分析。 三實(shí)驗(yàn)線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路主要由脈沖形成和放大，鋸齒波形成，同步移相等環(huán)節(jié)組成，其工作原理可參見“電力電子技術(shù)”有關(guān)教材。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2MCL18組件（適合MCL)或MCL31組件（適合MCL）3MCL05組件4雙蹤示波器5萬(wàn)用表五實(shí)驗(yàn)方法 1將MCL-05面板上左上角的同步電壓輸入接MCL18的U、V端（如您選購(gòu)的產(chǎn)

2、品為MCL、，則同步電壓輸入直接與主控制屏的U、V輸出端相連），“觸發(fā)電路選擇”撥向“鋸齒波”。2三相調(diào)壓器逆時(shí)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，示波器的地線接于“7”端。注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。以下均同同時(shí)觀察“1”、“2”孔的波形，了解鋸齒波寬度和“1”點(diǎn)波形的關(guān)系。觀察“3”“5”孔波形及輸出電壓UG1K1的波形，調(diào)整電位器RP1，使“3”的鋸齒波剛出現(xiàn)平頂，記下各波形的幅值與寬度，比較“3”孔電壓U3與U5的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3調(diào)節(jié)脈沖移相范圍將MCL18

3、的“G”輸出電壓調(diào)至0V，即將控制電壓Uct調(diào)至零，用示波器觀察U2電壓（即“2”孔）及U5的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub（即調(diào)RP），使a=180O。調(diào)節(jié)MCL18的給定電位器RP1，增加Uct，觀察脈沖的移動(dòng)情況，要求Uct=0時(shí)，a=180O，Uct=Umax時(shí)，a=30O，以滿足移相范圍a=30O180O的要求。4調(diào)節(jié)Uct，使a=60O，觀察并記錄U1U5及輸出脈沖電壓UG1K1，UG2K2的波形，并標(biāo)出其幅值與寬度。用導(dǎo)線連接“K1”和“K3”端，用雙蹤示波器觀察UG1K1和UG3K3的波形，調(diào)節(jié)電位器RP3，使UG1K1和UG3K3間隔1800。5單相半波可控整流電路帶電阻性負(fù)載斷開觸

4、發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端的連接，“G”、“K”分別接至MCL33（或MCL53）的VT1晶閘管的控制極和陰極，注意不可接錯(cuò)。負(fù)載Rd接可調(diào)電阻（可把MEL03的900電阻盤并聯(lián)，即最大電阻為450，電流達(dá)0.8A），并調(diào)至阻值最大。合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓至Uuv=220V，調(diào)節(jié)脈沖移相電位器RP，分別用示波器觀察a=30、60、90、120時(shí)負(fù)載電壓Ud，晶閘管VT1的陽(yáng)極、陰極電壓波形UVt。并測(cè)定Ud及電源電壓U2，驗(yàn)證 U2,ud306090120UdU26單相半波可控整流電路帶電阻電感性負(fù)載，無(wú)續(xù)流二極管串入平波電抗器，在不同阻抗角（改變Rd數(shù)值）情況下，觀察并記錄a

5、=30O、60O、90O、120O時(shí)的Ud、id及Uvt的波形。注意調(diào)節(jié)Rd時(shí)，需要監(jiān)視負(fù)載電流，防止電流超過(guò)Rd允許的最大電流及晶閘管允許的額定電流。7單相半波可控整流電路帶電阻，電感性負(fù)載，有續(xù)流二極管。接入續(xù)流二極管，重復(fù)“3”的實(shí)驗(yàn)步驟。 三相可控整流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馊喟氩煽卣麟娐返墓ぷ髟?，熟悉三相橋式全控整流電路的接線及工作原理。研究可控整流電路在電阻負(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

6、用率低。三相橋式整流電路的工作原理可參見“電力電子技術(shù)”的有關(guān)教材。實(shí)驗(yàn)線路見圖。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。3研究三相橋式全控整流電路供電給電阻性負(fù)載時(shí)的工作。4研究三相橋式全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1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2MCL18組件（適合MCL)或MCL31組件（適合MCL）。3MCL33組件或MCL53組件（適合MCL、）4MEL03組件（900，0.41A）或自配滑線變阻器.5雙蹤示波器。6萬(wàn)用電表。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

7、。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）打開MCL18電源開關(guān)，給定電壓有電壓顯示。（2）用示波器觀察MCL-33（或MCL-53，以下同）的雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖（3）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。（4）用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V2V的

8、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，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv、Uvw、Uwv，從0V調(diào)至110V：（a）改變控制電壓Uct，觀察在不同觸發(fā)移相角時(shí)，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=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（）。（d）求取三相半波可控整流電路的負(fù)載特性Ud=f（Id）注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。以下均同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

9、作接入MCL33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）觀察不同移相角時(shí)的輸出Ud=f（t）、id=f（t），并記錄相應(yīng)的Ud、Id值，記錄=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（）。4三相橋式全控整流電路調(diào)節(jié)Uct，使a在30o90o范圍內(nèi)，用示波器觀察記錄a=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。 斷開電源，在電路中串入700mH電

10、感，重復(fù)以上步驟。單相橋式全控整流及其有源逆變電路實(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)載時(shí)的工作。3熟悉MCL05鋸齒波觸發(fā)電路的工作。4加深理解單相橋式有源逆變的工作原理，掌握有源逆變條件。5了解產(chǎn)生逆變顛覆現(xiàn)象的原因。二實(shí)驗(yàn)線路及原理參見圖三實(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。3單相橋式有源逆變電路的波形觀察。4有源逆變到整流過(guò)渡過(guò)程的觀察。5逆變顛覆現(xiàn)象的觀察。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2MCL18組件（適合MCL)或MCL31組件（適合MCL）。

11、3MCL33組件或MCL53組件（適合MCL、）4MCL05組件或MCL05A組件5MEL03三相可調(diào)電阻器或自配滑線變阻器。6MEL02三相芯式變壓器。7雙蹤示波器8萬(wàn)用表五注意事項(xiàng)1本實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)可控硅的脈沖來(lái)自MCL-05掛箱，故MCL-33（或MCL-53，以下同）的內(nèi)部脈沖需斷X1插座相連的扁平帶需拆除，以免造成誤觸發(fā)。2電阻RP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。4MCL-05面板的鋸齒波觸發(fā)脈沖需導(dǎo)線連到

12、MCL-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?。ㄕ７秶s30180），可嘗試改變同步電壓極性。5逆變變壓器采用MEL-02三相芯式變壓器，原邊為220V，中壓繞組為110V，低壓繞組不用。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。7帶反電勢(shì)負(fù)載時(shí)，需要注意直流電動(dòng)機(jī)必須先加勵(lì)磁。六實(shí)驗(yàn)方法1將MCL05（或MCL05A，以下均同）面板左上角的同步電壓輸入接MCL18的U、V輸出端（如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，則同步電壓輸入直接與主控制屏的U、V輸出端相連）， “觸發(fā)電路選擇”撥向“鋸齒波”。2斷

13、開MEL-02和MCL-33的連接線，合上主電路電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv至220V，此時(shí)鋸齒波觸發(fā)電路應(yīng)處于工作狀態(tài)。MCL-18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a=90。斷開主電源，連接MEL-02和MCL-33。注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。以下均同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900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a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)a

14、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，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a=90，Ud=f（t）、id=f（t）的波形，并加以分析。注意，增加Uct使a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。5

15、有源逆變實(shí)驗(yàn)（a）將限流電阻RP調(diào)整至最大（約450），先斷開MEL-02和MCL-33的連接線，合上主電源，調(diào)節(jié)Uuv=220V，用示波器觀察鋸齒波的“1”孔和“6”孔，調(diào)節(jié)偏移電位器RP2，使Uct=0時(shí)，=10，然后調(diào)節(jié)Uct，使在30附近。（b）連接MEL-02和MCL-33，三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出使Uuv=220V。用示波器觀察逆變電路輸出電壓Ud=f（t），晶閘管的端電壓UVT=f（t）波形，并記錄Ud和交流輸入電壓U2的數(shù)值。注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。以下均同（c）采用同樣方法，繪出在分別等于60、90時(shí)，Ud、UV

16、T波形。6逆變到整流過(guò)程的觀察當(dāng)大于90時(shí)，晶閘管有源逆變過(guò)渡到整流狀態(tài)，此時(shí)輸出電壓極性改變，可用示波器觀察此變化過(guò)程。注意，當(dāng)晶閘管工作在整流時(shí)，有可能產(chǎn)生比較大的電流，需要注意監(jiān)視。7逆變顛覆的觀察當(dāng)=30時(shí)，繼續(xù)減小Uct，此時(shí)可觀察到逆變輸出突然變?yōu)橐粋€(gè)正弦波，表明逆變顛覆。當(dāng)關(guān)斷MCL05面板的電源開關(guān)，使脈沖消失，此時(shí)，也將產(chǎn)生逆變顛覆。斬波電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ちN斬波電路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper、 cuk chopper、 sepic chopper、 zeta chopper)的工作原理，掌握這六種斬波

17、電路的工作狀態(tài)及波形情況。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 SG3525芯片的調(diào)試2 斬波電路的連接3 斬波電路的波形觀察及電壓測(cè)試三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 電力電子教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)主控制屏2 MCL-22組件3 示波器4 萬(wàn)用表四實(shí)驗(yàn)方法按照面板上各種斬波器的電路圖，取用相應(yīng)的元件，搭成相應(yīng)的斬波電路即可.1. SG3525性能測(cè)試 先按下開關(guān)s1（1） 鋸齒波周期與幅值測(cè)量(分開關(guān)s2、s3、s4合上與斷開多種情況）。測(cè)量“1”端。（2）輸出最大與最小占空比測(cè)量。測(cè)量“2”端。2buck chopper(1)連接電路。將UPW(脈寬調(diào)制器)的輸出端2端接到斬波電路中IGBT管VT的G端,分別將斬波電路的1與3，4與12，

18、12與5，6與14，15與13，13與2相連，照面板上的電路圖接成buck chopper斬波器。(2)觀察負(fù)載電壓波形。經(jīng)檢查電路無(wú)誤后,按下開關(guān)s1、s8，用示波器觀察VD1兩端12、13孔之間電壓，調(diào)節(jié)upw的電位器rp，即改變觸發(fā)脈沖的占空比，觀察負(fù)載電壓的變化，并記錄電壓波形 (3)觀察負(fù)載電流波形。用示波器觀察并記錄負(fù)載電阻R4兩端波形(4)改變脈沖信號(hào)周期。在S2、S3、S4合上與斷開多種情況下,重復(fù)步驟(2)、(3)(5)改變電阻、電感參數(shù)?？蓪讉€(gè)電感串聯(lián)或并聯(lián)以達(dá)到改變電感值的目的，也可改變電阻，觀察并記錄改變電路參數(shù)后的負(fù)載電壓波形與電流波形，并分析電路工作狀態(tài)。3boo

19、st chopper（1）照?qǐng)D接成boost chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻r選r4或r6。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper。4buck-boost chopper（1）照?qǐng)D接成buck-boost chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻r選r4或r6。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper5cuk chopper（1）照?qǐng)D接成cuk chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻r選r4或r6。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper。6sepic chopper（1）照?qǐng)D接成sepic chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻r選r4或r6。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper

20、 。7zeta chopper（1）照?qǐng)D接成zeta chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻r選r4或r6。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper。交流交流變流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解相控式單相交流調(diào)壓電路的工作原理。2掌握采用自關(guān)斷器件的單相交流調(diào)壓電路的工作原理、特點(diǎn)與波形。3熟悉單相交直交變頻電路的組成，重點(diǎn)熟悉其中的單相橋式PWM逆變電路中元器件的作用，工作原理。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1單相交流調(diào)壓器帶電阻性負(fù)載，單相交流調(diào)壓器帶電阻電感性負(fù)載。2PWM專用集成電路SG3525性能測(cè)試控制電路相序與驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試3測(cè)量SPWM波形產(chǎn)生過(guò)程中的各點(diǎn)波形，觀察變頻電路輸出在不同的負(fù)載下的波形。三實(shí)

21、驗(yàn)線路及原理本實(shí)驗(yàn)采用了鋸齒波移相觸發(fā)器。該觸發(fā)器適用于雙向晶閘管或兩只反并聯(lián)晶閘管電路的交流相位控制，具有控制方式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。斬波調(diào)壓的主回路由MOSFET及其反并聯(lián)的二極管組成雙向全控電子斬波開關(guān)組成。變頻電路的主電路中間直流電壓ud由交流電整流而得，而逆變部分別采用單相橋式PWM逆變電路。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2MCL18組件（適合MCL)或MCL31組件（適合MCL）。3MCL33（A）組件或MCL53組件（適合MCL、）。4MCL05、MCL-16、MCL-22。5MEL-03組件（或自配滑線變阻器450W，1A)6二蹤示波器7萬(wàn)用表五注意事項(xiàng)在電阻電感負(fù)載

22、時(shí)，當(dāng)aj時(shí)，若脈沖寬度不夠會(huì)使負(fù)載電流出圈套的直流分量。損壞元件。為此主電路可通過(guò)變壓器降壓供電，這樣即可看到電流波形不對(duì)稱現(xiàn)象，又不會(huì)損壞設(shè)備。六實(shí)驗(yàn)方法1單相交流調(diào)壓器將MCL-33（或MCL53）上的兩只晶閘管VT1，VT4反并聯(lián)而成交流電調(diào)壓器，將觸發(fā)器的輸出脈沖端G1、K1，G3、K3分別接至主電路相應(yīng)VT1和VT4的門極和陰極。把開關(guān)S打向左邊，接上電阻性負(fù)載（可采用兩只900電阻并聯(lián)），并調(diào)節(jié)電阻負(fù)載至最大。MCL-18的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。調(diào)節(jié)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路偏移電壓電位器RP2，使a=150。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出

23、電壓，使Uuv=220V。用示波器觀察負(fù)載電壓u=f（t），晶閘管兩端電壓uVT= f（t）的波形，調(diào)節(jié)Uct，觀察不同a角時(shí)各波形的變化，并記錄a=60，90，120時(shí)的波形。2斬控式調(diào)壓電路SG3525性能測(cè)試先按下開關(guān)s1。（1）鋸齒波周期與幅值測(cè)量(分開關(guān)s2、s3、s4合上與斷開多種情況）。測(cè)量“1”端。（2）輸出最大與最小占空比測(cè)量。測(cè)量“2”端?？刂齐娐废嘈蚺c驅(qū)動(dòng)波形測(cè)試將“UPW”的2端與控制電路的4端相連。將電位器RP左旋到底，按下開關(guān)s1、s6、s7，用雙蹤示波器觀察并記錄下列各點(diǎn)波形：（1）控制電路的1、2與地端間波形，應(yīng)仔細(xì)測(cè)量該波形是否對(duì)稱互補(bǔ)；（2）控制電路的3、5與地端間波形；（3）主電路的4與5及6與5端間波形；不帶電感時(shí)負(fù)載與mos管兩端電壓波形測(cè)試將主電路的3與4短接，將upw的電位器Rp右旋到大致中間的位置，測(cè)試并記錄負(fù)與mos管兩端電壓波形帶電感時(shí)負(fù)載與mos管兩端電壓波形測(cè)試將主電路的3與4不短接，將upw的電位器rp右旋到大致中間的位置，測(cè)試并記錄負(fù)載與mos管兩