電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告沐風(fēng)教育

1、實(shí)驗(yàn)一 scr、gto、mosfet、gtr、igbt特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握各種電力電子器件的工作特性。(2)掌握各器件對(duì)觸發(fā)信號(hào)的要求。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。2djk06 給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含“二極管”等幾個(gè)模塊。3djk07 新器件特性實(shí)驗(yàn)4djk09 單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載5萬用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理將電力電子器件(包括scr、gto、mosfet、gtr、igbt五種)和負(fù)載電阻r串聯(lián)后接至直流電源的兩端，由djk06上的給定為新器件提供觸發(fā)電壓信號(hào)，給定電壓從零開始調(diào)節(jié)，直至器件觸發(fā)導(dǎo)通，從而可測(cè)得

2、在上述過程中器件的v/a特性；圖中的電阻r用djk09 上的可調(diào)電阻負(fù)載，將兩個(gè)90的電阻接成串聯(lián)形式，最大可通過電流為1.3a；直流電壓和電流表可從djk01電源控制屏上獲得，五種電力電子器件均在djk07掛箱上；直流電源從電源控制屏的輸出接djk09上的單相調(diào)壓器，然后調(diào)壓器輸出接djk09上整流及濾波電路，從而得到一個(gè)輸出可以由調(diào)壓器調(diào)節(jié)的直流電壓源。實(shí)驗(yàn)線路的具體接線如下圖所示：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)晶閘管（scr）特性實(shí)驗(yàn)。(2)可關(guān)斷晶閘管（gto）特性實(shí)驗(yàn)。(3)功率場(chǎng)效應(yīng)管（mosfet）特性實(shí)驗(yàn)。(4)大功率晶體管（gtr）特性實(shí)驗(yàn)。(5)絕緣雙極性晶體管（igbt）特性實(shí)驗(yàn)。五

3、、實(shí)驗(yàn)方法(1)按圖3-26接線，首先將晶閘管（scr）接入主電路，在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，將djk06上的給定電位器rp1沿逆時(shí)針旋到底，s1撥到“正給定”側(cè)，s2撥到“給定”側(cè)，單相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，djk09上的可調(diào)電阻調(diào)到阻值為最大的位置；打開djk06的電源開關(guān)，按下控制屏上的“啟動(dòng)”按鈕，然后緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器，同時(shí)監(jiān)視電壓表的讀數(shù)，當(dāng)直流電壓升到40v時(shí)，停止調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器(在以后的其他實(shí)驗(yàn)中，均不用調(diào)節(jié))；調(diào)節(jié)給定電位器rp1，逐步增加給定電壓，監(jiān)視電壓表、電流表的讀數(shù)，當(dāng)電壓表指示接近零（表示管子完全導(dǎo)通），停止調(diào)節(jié)，記錄給定電壓ug調(diào)節(jié)過程中回路電流id以及器件的管壓降uv。ug0.8

4、1.742.703.34.67id0.050.040.030.020.01uv-95-80-60-45-24(2)按下控制屏的“停止”按鈕，將晶閘管換成可關(guān)斷晶閘管（gto），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。ug03.513.613.643.76id-0.05-0.05-0.04-0.03-0.01uv9483665531(3)按下控制屏的“停止”按鈕，換成功率場(chǎng)效應(yīng)管（mosfet），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。ug04.794.844.945.01id-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01uv9275663524(4)按下控制屏的“停止”按鈕，換成大功率晶體管（gtr），重復(fù)上述步驟，

5、并記錄數(shù)據(jù)。ug00.140.150.160.17id-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01uv9573563622(5)按下控制屏的“停止”按鈕，換成絕緣雙極性晶體管（igbt），重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。ug05.035.065.115.19id-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01uv9770574523六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，繪出各器件的輸出特性。 圖一 晶閘管scr輸出特性 圖二 gto輸出特性 圖三 gto輸出特性 圖四 mosfet輸出特性圖五 igbt輸出特性七、注意事項(xiàng)(1) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外

6、殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)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(gè)問題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。(2)為保證功率器件在實(shí)驗(yàn)過程中避免功率擊穿，應(yīng)保證管子的功率損耗(即功率器件的管壓降與器件流過的電流乘積)小于8w。(3)為使gtr特性實(shí)驗(yàn)更典型，其電流控制在0.4a以下。(4)在本實(shí)驗(yàn)中，完成的是關(guān)于器件

7、的伏安特性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，老師可以根據(jù)自己的實(shí)際需要調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如可增加測(cè)量器件的導(dǎo)通時(shí)間等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。八、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)不同的電力電子器件，因其制造工藝上的不同，其導(dǎo)通即關(guān)斷過程存在一定的差異，通過對(duì)其工作特性曲線的分析可以發(fā)現(xiàn)：gtr和gto是雙極性電流驅(qū)動(dòng)器件，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，通流能力強(qiáng)，但開關(guān)速度較低，所需驅(qū)動(dòng)功率大；而電力是單極型電壓驅(qū)動(dòng)器件，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小。綜合了gtr和的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性。實(shí)驗(yàn)二 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)

8、驗(yàn)所需掛件及附件三、實(shí)驗(yàn)線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的原理圖見djk03-1掛件介紹中鋸齒波同步移相觸發(fā)電路原理圖。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djk03-1掛件介紹部分和電力電子技術(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)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的觀察和分析。五、思考題(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路有哪些特點(diǎn)?答：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(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)?答：與電容c1、電位器rp1、

9、電位器rp2、電位器rp3等參數(shù)有關(guān)。六、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)閐jk03-1的正常工作電源電壓為220v10%，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

10、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，其波形如下圖所示。鋸齒波同步移相觸發(fā)

11、電路(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)。u1u2u3u4u5u6幅值（v）0.480.340.110.340.80.038寬度（ms）2020207.2510七、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，并標(biāo)出其幅值和寬度。答：數(shù)據(jù)見表格。(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?答：調(diào)節(jié)rp3電位器即可。八、注意事項(xiàng)(1) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，

12、可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)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(gè)問題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。(2)由于正弦波觸發(fā)電路的特殊性，我們?cè)O(shè)計(jì)移相電路的調(diào)節(jié)范圍較小，如需將調(diào)節(jié)到逆變區(qū)，除了調(diào)節(jié)rp1外，還需調(diào)節(jié)rp2電位器。(3)由于脈沖“g”、“k”輸出端

13、有電容影響，故觀察輸出脈沖電壓波形時(shí)，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，來模擬晶閘管門極與陰極的阻值），否則無法觀察到正確的脈沖波形。九、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路1、2由同步檢測(cè)、鋸齒波形成、移相控制、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，通過本實(shí)驗(yàn)使我更加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，并基本掌握掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。實(shí)驗(yàn)三 單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1) 掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。 (2) 掌握單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作。 (3)

14、了解續(xù)流二極管的作用。 二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件 序號(hào) 型 號(hào) 備 注 1 djk01 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。 2 djk02 三相變流橋路 該掛件包含“晶閘管”，以及“電感”等幾個(gè)模塊。 3 djk03 晶閘管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn) 該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”模塊。 4 djk06 給定負(fù)載及吸收電路 該掛件包含“二極管”以及“開關(guān)”等幾個(gè)模塊。 5 dk04 滑線變阻器 串聯(lián)形式： 0.65a ， 2k 并聯(lián)形式： 1.3a ， 500 6 雙蹤示波器 自備 7 萬用表 自備 三、實(shí)驗(yàn)線路及原理 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及線路圖已在 1-3 節(jié)中作

15、過介紹。將 djk03 掛件上的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸出端“ g ”和“ k ”接到 djk02 掛件面板上的反橋中的任意一個(gè)晶閘管的門極和陰極，并將相應(yīng)的觸發(fā)脈沖的鈕子開關(guān)關(guān)閉（防止誤觸發(fā)），圖中的 r 負(fù)載用 dk04 滑線變阻器接成并聯(lián)形式。二極管 vd1 和開關(guān) s1 均在 djk06 掛件上，電感 l d 在 djk02 面板上，有 100mh 、 200mh 、 700mh 三檔可供選擇，本實(shí)驗(yàn)中選用 700mh 。直流電壓表及直流電流表從 djk02 掛件上得到。 圖 3-3 單相半波可控整流電路 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。 (2) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)電

16、壓波形的觀察并記錄。 (3) 單相半波整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí) u d /u 2 = f() 特性的測(cè)定。 (4) 單相半波整流電路帶電阻電感性負(fù)載時(shí)續(xù)流二極管作用的觀察。 五、思考題 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中電容 c1 的數(shù)值有什么關(guān)系 ? 答：在一個(gè)梯形波周期內(nèi)，v6可能導(dǎo)通、關(guān)斷多次，但對(duì)晶閘管的觸發(fā)只有第一個(gè)輸出脈沖起作用。電容c1的充電時(shí)間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)rp1改變c1的充電時(shí)間，控制第一個(gè)尖脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)脈沖的移相控制。六、實(shí)驗(yàn)方法 (1) 單結(jié)晶體管觸發(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 200

17、v ，用兩根導(dǎo)線將 200v 交流電壓接到 djk03 的“外接 220v ”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開 djk03 電源開關(guān)，用雙蹤示波器觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中整流輸出的梯形波電壓、鋸齒波電壓及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路輸出電壓等波形。調(diào)節(jié)移相電位器 rp1 ，觀察鋸齒波的周期變化及輸出脈沖波形的移相范圍能否在 30 170 范圍內(nèi)移動(dòng) ? (2) 單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載 觸發(fā)電路調(diào)試正常后，按圖 3-3 電路圖接線。將滑線變阻器調(diào)在最大阻值位置，按下“啟動(dòng)”按鈕，用示波器觀察負(fù)載電壓 u d 、晶閘管 vt 兩端電壓 u vt 的波形，調(diào)節(jié)電位器 rp1 ，觀察 =30 、 60 、

18、90 、 120 、 150 時(shí) u d 、 u vt 的波形，并測(cè)量直流輸出電壓 u d 和電源電壓 u 2 ，記錄于下表中。 計(jì)算公式：u d =0.45u 2 (1+cos )/2 306090120150u 2200200200200200u d （記錄值）-75-65-35-25-5u d /u 20.3750.3250.175-0.125-0.025u d （計(jì)算值）83.9767.54522.56.03 (3) 單相半波可控整流電路接電阻電感性負(fù)載 將負(fù)載電阻 r 改成電阻電感性負(fù)載（由滑線電阻器與平波電抗器 l d 串聯(lián)而成）。暫不接續(xù)流二極 管 vd1 ，在不同阻抗角 阻抗角

19、 =tg -1 ( l/r) ，保持電感量不變，改變 r 的電阻值 , 注意電流不要超過 1a 情況下，觀察并記錄 =30 、 60 、 90 、 120 時(shí)的直流輸出電壓值 u d 及 u vt 的波形。 306090120150u 2200200200200200u d ( 記錄值）-15-15-15-15-15u d /u 20.0750.0750.0750.0750.075u d （計(jì)算值）83.9767.54522.56.03接入續(xù)流二極管 vd1 ，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察續(xù)流二極管的作用 , 以及 u vd1 波形的變化。 計(jì)算公式 : u d = 0.45u 2 (l 十 cos)/

20、2 306090120150u 2200200200200200u d （記錄值）-240-240-240-240-240u d /u 21.21.21.21.21.2u d （計(jì)算值）83.9767.54522.56.03七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 (1) 畫出 =90 時(shí)，電阻性負(fù)載和電阻電感性負(fù)載的 u d 、 u vt 波形。答：波形圖略。 (2) 畫出電阻性負(fù)載時(shí) u d /u 2 =f() 的實(shí)驗(yàn)曲線，并與計(jì)算值 u d 的對(duì)應(yīng)曲線相比較。(3) 分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，寫出體會(huì)。答:做這種實(shí)驗(yàn)十分不好控制,要注意各方面的影響。 八、注意事項(xiàng) (1) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這

21、兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)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(gè)問題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。 (2) 在本實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)電路選用的是單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，同樣也可以用鋸齒波同步移相觸發(fā)電路來完成實(shí)驗(yàn)。 (3) 在實(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

22、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 u lf 及 u lr 懸空，避免誤觸發(fā)。 (4) 為避免晶閘管意外損壞，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： 在主電路未接通時(shí)，首先要調(diào)試觸發(fā)電路，只有觸發(fā)電路工作正常后，才可以接通主電路。 在接通主電路前，必須先將控制電壓 u ct 調(diào)到零，且將負(fù)載電阻調(diào)到最大阻值處；接通主電路后，才可逐漸加大控制電壓 u ct ，避免過流。 要選擇合適的負(fù)載電阻和電感，避免過流。在無法確定的情況下，應(yīng)盡可能選用大的電阻值。 由于晶閘管具有一定的維持電流，故要使晶閘管可靠工作，其通過的電流不能太小，否則會(huì)造成晶閘管時(shí)斷時(shí)續(xù)，在本實(shí)驗(yàn)裝置

23、中，要保證晶閘管正常工作，負(fù)載電流必須大于 50ma 以上。 (5) 在實(shí)驗(yàn)中要注意同步電壓與觸發(fā)相位的關(guān)系，例如在單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的位置是在同步電壓的上半周，而在鋸齒波觸發(fā)電路中，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的位置是在同步電壓的下半周，所以在主電路接線時(shí)應(yīng)充分考慮到這個(gè)問題，否則實(shí)驗(yàn)就無法順利完成。 (6) 使用電抗器時(shí)要注意其通過的電流不要超過 1a 。 九、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)通過本實(shí)驗(yàn)，我進(jìn)一步地熟悉了單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的原理及改變觸發(fā)延遲角的調(diào)節(jié)方法。單相半波可控整流電路電阻負(fù)載，改變觸發(fā)時(shí)刻，ud和id波形隨之改變，整流輸出電壓為極性不變但瞬時(shí)值變化的脈動(dòng)直流，其波形只在u2正半周出現(xiàn)，

24、而對(duì)于阻感性負(fù)載，交流電源一方面供給電阻消耗的能量，另一方面供給電感吸收的磁場(chǎng)能量。到u2由正變負(fù)的過零點(diǎn)處，id已經(jīng)處于減小的過程中，但尚未降到零。由于電感的存在延遲了vt的關(guān)斷時(shí)刻，使ud波形出現(xiàn)負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載時(shí)相比其平均值ud下降。實(shí)驗(yàn)四 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1) 熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。 (2) 掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。 二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件 序號(hào) 型 號(hào) 備 注 1 djk01 電源控制屏 該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。 2 djk03 晶閘管觸發(fā)電路 該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”等模塊。 3 雙蹤示

25、波器 自備 三、實(shí)驗(yàn)線路及原理 圖1-8 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路原理圖由同步變壓器副邊輸出60v的交流同步電壓，經(jīng)vd1半波整流，再經(jīng)穩(wěn)壓管v1、v2進(jìn)行削波，從而得到梯形波電壓，其過零點(diǎn)與電源電壓的過零點(diǎn)同步，梯形波通過r7及等效可變電阻v5向電容c1充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到單結(jié)晶體管的峰值電壓up時(shí)，單結(jié)晶體管v6導(dǎo)通，電容通過脈沖變壓器原邊放電，脈沖變壓器副邊輸出脈沖。同時(shí)由于放電時(shí)間常數(shù)很小，c1兩端的電壓很快下降到單節(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓uv使v6關(guān)斷，c1再次充電，周而復(fù)始，在電容c1兩端呈現(xiàn)鋸齒波形，在脈沖變壓器副邊輸出尖脈沖。在一個(gè)梯形波周期內(nèi)，v6可能導(dǎo)通、關(guān)斷多次，但對(duì)晶閘管的觸發(fā)只有

26、第一個(gè)輸出脈沖起作用。電容c1的充電時(shí)間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)rp1改變c1的充電時(shí)間，控制第一個(gè)尖脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)脈沖的移相控制。單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的個(gè)點(diǎn)波形略。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。 (2) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)電壓波形的觀察。 五、思考題 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中 c1 的數(shù)值有什么關(guān)系 ? 答：在一個(gè)梯形波周期內(nèi)，v6可能導(dǎo)通、關(guān)斷多次，但對(duì)晶閘管的觸發(fā)只有第一個(gè)輸出脈沖起作用。電容c1的充電時(shí)間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)rp1改變c1的充電時(shí)間，控制第一個(gè)尖脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)脈沖的移相控制。(2) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍

27、能否達(dá)到 180? 答：能六、實(shí)驗(yàn)方法 (1) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的觀測(cè) 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)?djk03 的正常工作電源電壓為 220v 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 的“外接 220v ”端

28、，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開 djk03 電源開關(guān)，這時(shí)掛件中所有的觸發(fā)電路都開始工作，用雙蹤示波器觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，經(jīng)半波整流后“ 1 ”點(diǎn)的波形，經(jīng)穩(wěn)壓管削波得到“ 2 ”點(diǎn)的波形，調(diào)節(jié)移相電位器 rp1 ，觀察“ 4 ”點(diǎn)鋸齒波的周期變化及“ 5 ”點(diǎn)的觸發(fā)脈沖波形；最后觀測(cè)輸出的“ g 、 k ”觸發(fā)電壓波形，其能否在 30 170 范圍內(nèi)移相 ? (2) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的記錄 當(dāng) 30 o 、 60 o 、 90 o 、 120 o 時(shí)，將單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的各觀測(cè)點(diǎn)波形描繪下來，并與圖 1-9 的各波形進(jìn)行比較。 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 畫出 =60時(shí)，單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)輸

29、出的波形及其幅值.答：如圖所示。八、注意事項(xiàng) 雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可同時(shí)觀測(cè)兩路信號(hào)，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在同一電路的不同電位的兩個(gè)點(diǎn)上，否則這兩點(diǎn)會(huì)通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測(cè)量的順利進(jìn)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(gè)問題。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在被測(cè)電路上找到這兩個(gè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測(cè)信號(hào)，只有這樣才能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不發(fā)生意外。 九、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過實(shí)驗(yàn),加深了課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí).第一次做這種實(shí)驗(yàn),運(yùn)用示波器的時(shí)候以為和其他

30、的一樣,剛開始并沒有看注意事項(xiàng),導(dǎo)致波形觀察不是很清楚.后來采用了兩個(gè)示波器觀察. djdk-1型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置認(rèn)識(shí)一、djk01 電源控制屏電源控制屏主要為實(shí)驗(yàn)提供各種電源，如三相交流電源、直流勵(lì)磁電源。 1 、三相電網(wǎng)電壓指示 三相電網(wǎng)電壓指示主要用于檢測(cè)輸入的電網(wǎng)電壓是否有缺相，操作交流電壓表下面的切換開關(guān)，觀測(cè)三相電網(wǎng)各線間電壓是否平衡。 2、定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀 平時(shí)作為時(shí)鐘使用，具有設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能，它還可以自動(dòng)記錄由于接線操作錯(cuò)誤所導(dǎo)致的告警次數(shù)。 3、控制部分 它的主要功能是控制電源控制屏的各項(xiàng)功能，它由電源總開關(guān)、啟動(dòng)按鈕及停止按鈕組成。當(dāng)

31、打開電源總開關(guān)時(shí)，紅燈亮；當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，紅燈滅，綠燈亮，此時(shí)控制屏的三相主電路及勵(lì)磁電源都有輸出。 4、三相主電路輸出 三相主電路輸出可提供三相交流200v3a或240v3a電源。輸出的電壓大小由“調(diào)速電源選擇開關(guān)”控制，當(dāng)開關(guān)置于“直流調(diào)速”側(cè)時(shí)，a、b、c輸出線電壓為200v，可完成電力電子實(shí)驗(yàn)以及直流調(diào)速實(shí)驗(yàn)；當(dāng)開關(guān)置于“交流調(diào)速”側(cè)時(shí)，a、b、c輸出線電壓為240v，可完成交流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速及串級(jí)調(diào)速等實(shí)驗(yàn)。在a、b、c三相處裝有黃、綠、紅發(fā)光二極管，用以指示輸出電壓。同時(shí)在主電源輸出回路中還裝有電流互感器，電流互感器可測(cè)定輸出電流的大小，供電流反饋和過流保護(hù)使用，面板上的tal、t

32、a2、ta3三處觀測(cè)點(diǎn)用于觀測(cè)三路輸出電壓信號(hào)。 5、勵(lì)磁電源 在按下啟動(dòng)按鈕后將勵(lì)磁電源開關(guān)撥向“開”，則勵(lì)磁電源輸出為220v的直流電壓，并有發(fā)光二極管指示輸出是否正常，勵(lì)磁電源由05a熔絲做短路保護(hù)。勵(lì)磁電源僅為直流電機(jī)提供勵(lì)磁電流，由于勵(lì)磁電源的容量有限，一般不要作為大電流的直流電源使用。 6、面板儀表 面板下部設(shè)置有+300v數(shù)字式直流電壓表和5a數(shù)字式直流電流表，精度為05級(jí)，能為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電壓及電流指示。面板上部設(shè)置有500v真有效值交流電壓表和5a真有效值交流電流表，精度為05級(jí)，供交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。 二、各掛件功能介紹（一）djk02掛件（三相變流橋路） 該掛件裝

33、有12只晶閘管、直流電壓和電流表等。該掛件由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：1、三相同步信號(hào)輸出端 2、正、反橋脈沖輸入端 3、正、反橋鈕子開關(guān) 4、正、反橋主電路 5、電抗器 6、直流電壓表及直流電流表 （二）djk02-1掛件(三相晶閘管觸發(fā)電路) 該掛件裝有三相晶閘管觸發(fā)電路和正反橋功放電路等。1、移相控制電壓uct輸入及偏移電壓ub觀測(cè)及調(diào)節(jié) 2、觸發(fā)脈沖指示 3、三相同步信號(hào)輸入端 4、鋸齒波斜率調(diào)節(jié)與觀測(cè)孔 5、控制電路 6、正、反橋功放電路 7、正橋控制端ulf及反橋控制端ulr 8、正、反橋脈沖輸出端 （三）djk03-1掛件（晶閘管觸發(fā)電路） 晶閘管裝置的正常工作與其觸發(fā)電路的正確、可靠的

34、運(yùn)行密切相關(guān)，門極觸發(fā)電路必須按主電路的要求來設(shè)計(jì)，為了能可靠觸發(fā)晶閘管應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求: 1、觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的功率，觸發(fā)脈沖的電壓和電流應(yīng)大于晶閘管要求的數(shù)值，并保留足夠的裕量。 2、為了實(shí)現(xiàn)變流電路輸出的電壓連續(xù)可調(diào)，觸發(fā)脈沖的相位應(yīng)能在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路電源必須同步，兩者頻率應(yīng)該相同，而且要有固定的相位關(guān)系，使每一周期都能在同樣的相位上觸發(fā)。 djk03-1掛件是晶閘管觸發(fā)電路專用實(shí)驗(yàn)掛箱。其中有單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路i和ii，單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路以及西門子tca785集成觸發(fā)電路。（四）djk05掛件（直流斬波電

35、路） djk05掛件為直流斬波電路掛箱，分為斬波器主電路和斬波器觸發(fā)電路兩大部分。（五）djk07掛件（新器件特性實(shí)驗(yàn)） 該掛件裝有scr(單向晶閘管)、mosfet(功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、igbt(絕緣雙極性晶體管)、gto(門極可關(guān)斷晶閘管)、gtr(大功率晶體管) 五種功率器件。與djk06等掛件配合使用，可完成scr、mosfet、igbt、gto、gtr的特性實(shí)驗(yàn)，測(cè)定新器件的特性曲線；與djk12等掛件配合使用，可完成mosfet、igbt、gto、gtr的驅(qū)動(dòng)及保護(hù)實(shí)驗(yàn)。面板圖如2-15所示。（六）djk09掛件(單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載) 該掛件由可調(diào)電阻、整流與濾波、單相自耦調(diào)壓器組成，面板如圖2-15所示?？烧{(diào)電阻由兩個(gè)同軸90/1.3a 瓷盤電阻構(gòu)成，通過旋轉(zhuǎn)手柄調(diào)節(jié)電阻值的大小，單個(gè)電阻回路中有1.5a熔絲保護(hù)。 整流與濾波的作用是將交流電源通過二極管整流輸出直流電源，供實(shí)驗(yàn)中直流電源使用，交流輸入側(cè)輸入最