電力電子技術(shù)實驗報告(非常全面)

1、實驗一 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗一、實驗?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、實驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。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、實驗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、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、實驗內(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?(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、實驗方法(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，因為DJK03-1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型電機及自動控制實驗裝置”上使用時，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”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，這時掛件中所有的觸發(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。同時觀察同步電壓和“1”點的電壓波形，了解“1”點波形形成的原因。觀察“1”、“2”點的電壓波形，了解鋸齒波寬度和“1

4、”點電壓波形的關(guān)系。調(diào)節(jié)電位器RP1，觀測“2”點鋸齒波斜率的變化。觀察“3”“6”點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”點電壓U3和“6”點電壓U6的對應(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順時針旋到底)，用示波器觀察同步電壓信號和“6”點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)時應(yīng)將示波器的“V/DIV”和“t

5、/DIV”微調(diào)旋鈕旋到校準(zhǔn)位置)。八、實驗報告(1)整理、描繪實驗中記錄的各點波形.1點波形2點波形3點波形4點波形5點波形6點波形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、分析實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。九、注意事項參照實驗一和實驗二的注意事項。實驗二 單相橋式全控整流電路實驗一、實驗?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程。二、實驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵磁電源”等幾個模塊。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含

6、“晶閘管”以及“電感”等幾個模塊。3DJK03-1 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 變壓器實驗該掛件包含“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7萬用表自備三、實驗線路及原理圖3-3為單相橋式整流帶電阻電感性負載，其輸出負載R用D42三相可調(diào)電阻器，將兩個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、實驗內(nèi)容(1)單相橋式全控整流電路帶電阻電感負載。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

7、流電路的有關(guān)內(nèi)容。六、思考題實現(xiàn)有源逆變的條件是什么?在本實驗中是如何保證能滿足這些條件?七、實驗方法(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”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逆時針旋到底)，觀察同步電壓信號和“6”點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

8、接反了，否則無法進行整流和逆變。將DJKO2上的正橋和反橋觸發(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 單相橋式整流實驗原理圖 (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”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，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和負載電壓Ud的數(shù)值于下表中。 30° 60° 90° 120°U2

9、216.4216.6218.6222.5Ud（記錄值）182.2146.310345Ud（計算值）18407146.298.3747計算公式:UdO.9U2(1+cos)/2八、實驗報告(1)畫出= 30°、60°、90°、120°時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(1)在本實驗中，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,應(yīng)將所用晶閘管對應(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)生過流，其回路的

10、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Ud和UVT的波形。=30°Ud的波形 =60°Ud的波形=90°Ud的波形=120°Ud的波形 =30°Uvt的波形 =60°Uvt的波形=90°Uvt的波形=120°Uvt的波形 實驗三和實驗四 三相橋式全控整流及有源逆變電路實驗一、實驗?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)整方法和各點的波形。二、實驗所需

11、掛件及附件序號型 號備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。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”等幾個模塊。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。5DJK10 變壓器實驗該掛件包含“逆變變壓器”以及“三相不控整流”。6D42三相可調(diào)電阻7雙蹤示波器自備8萬用表自備三、實驗線路及原理實驗線路如圖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

12、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驗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驗原理圖四、

13、實驗內(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)時觀測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，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?在本實驗中主電路三相電源的相序可任意設(shè)定嗎?(2)在本實驗的整流及逆變時，對角有什么要求?為什么?七、實驗方法(1)DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試

14、 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“三相同步信號輸出”端和DJK02-1“三相同步信號輸入”端相連,打開DJK02-1電源開關(guān)，撥動 “觸發(fā)脈沖指示”鈕子開關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。觀察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)

15、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°是從自然換流點開始計算，前面實驗中的單相晶閘管電路的0°移相角表示從同步信號過零點開始計算，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DJK02-1上“脈沖觀察孔”的波形，此時應(yīng)觀測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2

16、0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(逆時針旋到底)，使電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，調(diào)節(jié)給定電位器，增加移相電壓，使角在30°150°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同時，根據(jù)需要不斷調(diào)整負載電阻R,使得負載電流Id保持在0.6A左右(注意Id不得超過0.65A)。用示波器觀察并記錄=30°、60°及90

17、6;時的整流電壓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(計算值)2551474395計算公式: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(逆時針旋到底)，將電阻器放在最大阻值處，按下“啟動”按鈕，調(diào)節(jié)給定電位器，增加移相電壓，使角在30°90°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同時，根據(jù)需要不斷調(diào)整負載電阻R,使得電流Id保持在0.6A左右(注意Id不得超過0.

18、65A)。用示波器觀察并記錄=30°、60°、90°時的電壓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(計算值)-127。6-73。70計算公式:Ud=2.34U2cos(180O-)(4)故障現(xiàn)象的模擬當(dāng)=60°時，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)脈沖時的故障，觀察并記錄這時的Ud、UVT波形的變化情況。八、實驗報告(1)畫出電路的移相特性Ud =f()。(2)畫出觸發(fā)電路的傳輸特性 =f(Uct)。(3)畫出=30°、60&#

19、176;、90°、時的整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形。 =30°Ud波形 =60°Ud波形=90°Ud波形 =30°UVT的波形=60°UVT的波形=90°UVT的波形=30°Ud波形 =60°Ud波形=90°Ud波形=30°UVT波形 =60°UVT波形=90°UVT波形=60°失去一路脈沖時Ud波形 (4)簡單分析模擬的故障現(xiàn)象。九、注意事項(1)可參考實驗六的注意事項 (1)、(2)(2)為了防止過流，啟動時將負載電阻R調(diào)至最大阻值位置。(

20、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)有時會發(fā)現(xiàn)脈沖的相位只能移動120°左右就消失了，這是因為A、C兩相的相位接反了，這對整流狀態(tài)無影響，但在逆變時，由于調(diào)節(jié)范圍只能到120°，使實驗效果不明顯，用戶可自行將四芯插頭內(nèi)的A、C相兩相的導(dǎo)線對調(diào)，就能保證有足夠的移相范圍。實驗五和實驗六 直流斬波電路原理實驗一、實驗?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的電壓波形。二、實驗所需掛件及附件三、實驗線路及原理本實驗采用脈寬可調(diào)的晶閘管斬波器，主電路見下頁。其中

21、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，C經(jīng)L1、VD1、L2及負載充電至+Ud0，此時VT1、VT2均不導(dǎo)通，當(dāng)主脈沖到來時，VT1導(dǎo)通，電源電壓將通過該晶閘管加到負載上。當(dāng)輔助脈沖到來時，VT2導(dǎo)通，C通過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，VT2自行關(guān)斷，此時VT1繼續(xù)導(dǎo)通。VT2關(guān)斷后，電容C通過VD1及VT1反向放電，流過VT1的電流開始減小，當(dāng)流過VT1的反向放電電流與負載電流相同的時候，VT1關(guān)斷；此時，電容C繼續(xù)通過VD1、L2、VD2放電

22、，然后經(jīng)L1、VD1、L2及負載充電至+Ud0，電源停止輸出電流，等待下一個周期的觸發(fā)脈沖到來。VD3為續(xù)流二極管，為反電勢負載提供放電回路。斬波主電路原理圖從以上斬波器工作過程可知，控制VT2脈沖出現(xiàn)的時刻即可調(diào)節(jié)輸出電壓的脈寬,從而可達到調(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驗一內(nèi)容。實驗接線如下圖所示，電阻R用D42三相可調(diào)電阻，用其中一個900的電阻；勵磁電源和直流電壓、電流表均在控制屏上。直流斬波器實驗線路圖四、實驗內(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載。(3)直流斬波器接電阻電感性負載（選做）。五、預(yù)

23、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?本實驗中的斬波器為何種調(diào)制方式?(2)本實驗采用的斬波器主電路中電容C起什么作用?七、實驗方法(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為三角波提供一個偏置電壓（接近電源電壓），使斬波主電路工作的時候有一

24、定的起始直流電壓，供晶閘管一定的維持電流，保證系統(tǒng)能可靠工作，將DJK06上的給定接入，觀察觸發(fā)電路的第二點波形，增加給定，使占空比從0.3調(diào)到0.9。(2)斬波器帶電阻性負載按上圖實驗線路接線，直流電源由電源控制屏上的勵磁電源提供，接斬波主電路（要注意極性），斬波器主電路接電阻負載，將觸發(fā)電路的輸出“G1”、“K1”、“G2”、“K2”分別接至VT1、VT2的門極和陰極。用示波器觀察并記錄觸發(fā)電路的“G1”、“K1”、“G2”、“K2”、波形，并記錄輸出電壓Ud及晶閘管兩端電壓UVT1的波形，注意觀測各波形間的相對相位關(guān)系。調(diào)節(jié)DJK06上的“給定”值，觀察在不同（即主脈沖和輔助脈沖的間隔時

25、間）時Ud的波形，并記錄相應(yīng)的Ud和，從而畫出Ud=f(/T)的關(guān)系曲線，其中/T為占空比。（表格在下面）(3)斬波器帶電阻電感性負載（選做）要完成該實驗，需加一電感。關(guān)斷主電源后，將負載改接成電阻電感性負載，重復(fù)上述電阻性負載時的實驗步驟。八、實驗報告(1)整理并畫出實驗中記錄下的各點波形，畫出不同負載下Ud=f(/T)的關(guān)系曲線。(2)討論、分析實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。九、注意事項(1)可參考實驗三的注意事項。(2)觸發(fā)電路調(diào)試好后，才能接主電路實驗。(3)將DJK06上的“給定”與DJK05的公共端相連，以使電路正常工作。(4)負載電流不要超過0.5A，否則容易造成電路失控現(xiàn)象。(5)當(dāng)斬

26、波器出現(xiàn)失控現(xiàn)象時，請首先檢查觸發(fā)電路參數(shù)設(shè)置是否正確，確保無誤后將直流電源的開關(guān)重新打開。實驗參考數(shù)據(jù)斬波電路的輸出電壓、電流波形 （占空比）20%30%50%60%70%90% Ud4872120144168216第三章 電力電子技術(shù)實驗本章節(jié)介紹電力電子技術(shù)基礎(chǔ)的實驗內(nèi)容，其中包括單相、三相整流及有源逆變電路，直流斬波電路原理，單相、三相交流調(diào)壓電路，單相并聯(lián)逆變電路，晶閘管(SCR)、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、功率三極管(GTR)、功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)等新器件的特性及驅(qū)動與保護電路實驗。實驗一 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實驗一、實驗?zāi)康?1)熟悉單

27、結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及電路中各元件的作用。(2)掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。二、實驗所需掛件及附件序號型 號備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2DJK03-1 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雙蹤示波器自備三、實驗線路及原理單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理已在1-3節(jié)中作過介紹。四、實驗內(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)電路各點電壓波形的觀察。五、預(yù)習(xí)要求 閱讀本教材1-3節(jié)及電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單結(jié)晶體管的內(nèi)容，弄清單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。六、思考題(1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路

28、中C1的數(shù)值有什么關(guān)系? (2)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍能否達到180°?七、實驗方法(1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的觀測將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，因為DJK03-1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型電機及自動控制實驗裝置”上使用時，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DJK

29、03-1的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，這時掛件中所有的觸發(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”點的波形，經(jīng)穩(wěn)壓管削波得到“2”點的波形，調(diào)節(jié)移相電位器RP1，觀察“4”點鋸齒波的周期變化及“5”點的觸發(fā)脈沖波形；最后觀測輸出的“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)電路各點波形的記錄當(dāng)30o、60o、90o、120o時，將單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的各觀測點波形描繪下來，并與圖1-9的各波形進行比較。八、實驗報告畫出=60°時，單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點輸出的波形。

30、1點波形 2點波形 3點波形 4點波形 5點波形 九、注意事項雙蹤示波器有兩個探頭，可同時觀測兩路信號，但這兩探頭的地線都與示波器的外殼相連，所以兩個探頭的地線不能同時接在同一電路的不同電位的兩個點上，否則這兩點會通過示波器外殼發(fā)生電氣短路。為此，為了保證測量的順利進行，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問題。當(dāng)需要同時觀察兩個信號時，必須在被測電路上找到這兩個信號的公共點，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，只有這樣才能在示波器上同時觀察到兩個信號，而不發(fā)生意外。實驗二 正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗一、實驗?zāi)康?1)熟悉正弦波同步移相觸發(fā)電

31、路的工作原理和各元件的作用。(2)掌握正弦波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。二、實驗所需掛件及附件序號型 號備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2DJK03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“正弦波同步移相觸發(fā)電路”等模塊。3雙蹤示波器自備三、實驗線路及原理正弦波同步移相觸發(fā)電路的原理在13節(jié)已作介紹。電路分脈沖形成、同步移相、脈沖放大等幾個環(huán)節(jié)，具體工作原理可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。四、實驗內(nèi)容(1)正弦波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)正弦波同步移相觸發(fā)電路中各點波形的觀察。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)正弦波同步移相觸發(fā)

32、電路的內(nèi)容，弄清正弦波同步移相觸發(fā)電路的工作原理。(2)掌握脈沖初始相位的調(diào)整方法。六、思考題(1)正弦波同步移相觸發(fā)電路由哪些主要環(huán)節(jié)組成?(2)正弦波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍能否達到180°?七、實驗方法(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，因為DJK03-1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型電機及自動控制實驗裝置”上使用時，通過操作控制屏左側(cè)的自藕調(diào)壓器，

33、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，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，這時掛件中所有的觸發(fā)電路都開始工作，用雙蹤示波器觀察正弦波觸發(fā)電路各觀察點的電壓波形，并與圖1-11中各點波形相比較。(2)確定脈沖的初始相位當(dāng)Uct=0時（將RP1電位器逆時針旋到底），調(diào)節(jié)Ub(調(diào)RP2)，使U4波形與圖3-1中的TP4波形相同，使得觸發(fā)脈沖的后沿接近90°。(3)保持RP2電位器不變，順時針旋轉(zhuǎn)RP1（即逐漸增大Uct），用示波器觀察同步電壓信號及輸出脈沖“5”點的波形，注意Uct增加時脈沖的移動

34、情況，并估計移相范圍。(4)調(diào)節(jié)Uct(調(diào)RP1)，使=60°，觀察并記錄面板上觀察點“1”“5”及輸出脈沖“G1”、“K1”的電壓波形及其幅值。調(diào)節(jié)RP3，觀測“5”點脈沖寬度的變化。八、實驗報告(1)畫出=60°時，觀察點“1”“5”及輸出脈沖電壓的波形。1點波形2點波形3點波形4點波形5點波形 (2)指出Uct增加時,應(yīng)如何變化?移相范圍大約等于多少度?指出同步電壓的哪一段為脈沖移相范圍。(3)分析RP3對輸出脈沖寬度的影響。 九、注意事項(1)參見本教材實驗一的注意事項。(2)由于正弦波觸發(fā)電路的特殊性，我們設(shè)計移相電路的調(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)R

35、P1外，還需調(diào)節(jié)RP2電位器。(3)由于脈沖“G”、“K”輸出端有電容影響，故觀察輸出脈沖電壓波形時，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。實驗三 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗一、實驗?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、實驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。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

36、。3雙蹤示波器自備三、實驗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、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、實驗內(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?(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍與哪

37、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、實驗方法(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，因為DJK03-1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型電機及自動控制實驗裝置”上使用時，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“

38、外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，這時掛件中所有的觸發(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。同時觀察同步電壓和“1”點的電壓波形，了解“1”點波形形成的原因。觀察“1”、“2”點的電壓波形，了解鋸齒波寬度和“1”點電壓波形的關(guān)系。調(diào)節(jié)電位器RP1，觀測“2”點鋸齒波斜率的變化。觀察“3”“6”點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”點電壓U3和“6”點電壓U6的對應(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順時針旋到底)，用示波器觀察同步電壓信號和“6”點U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓

39、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、實驗報告(1)整理、描繪實驗中記錄的各點波形.1點波形2點波形3點波形4點波形5點波形6點波形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、分析實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。九、注意事項參照實驗一和實驗二的注

40、意事項。實驗四 西門子TCA785集成觸發(fā)電路實驗一、實驗?zāi)康?(1)加深理解鋸齒波集成同步移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握西門子的Tca785集成鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。二、實驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2DJK03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“單相集成觸發(fā)電路”等模塊。3雙蹤示波器自備三、實驗線路及原理四、實驗內(nèi)容(1)Tca785集成移相觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)Tca785集成移相觸發(fā)電路各點波形的觀察和分析。五、預(yù)習(xí)要求閱讀有關(guān)Tca785觸發(fā)電路的內(nèi)容，弄清觸發(fā)電路的工作原理。六、思考題(1)

41、Tca785觸發(fā)電路有哪些特點?(2)Tca785觸發(fā)電路的移相范圍和脈沖寬度與哪些參數(shù)有關(guān)?七、實驗方法(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，因為DJK03-1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型電機及自動控制實驗裝置”上使用時，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2

42、20V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，這時掛件中所有的觸發(fā)電路都開始工作；用雙蹤示波器一路探頭觀測15V的同步電壓信號，另一路探頭觀察Tca785觸發(fā)電路，同步信號“1”點的波形，“2”點鋸齒波，調(diào)節(jié)斜率電位器RP1，觀察“2”點鋸齒波的斜率變化，“3”、“4”互差1800的觸發(fā)脈沖；最后觀測輸出的四路觸發(fā)電壓波形，其能否在30°170°范圍內(nèi)移相?同時觀察同步電壓和“1”點的電壓波形，了解“1”點波形形成的原因。觀察“2”點的鋸齒波波形，調(diào)節(jié)電位器RP1，觀測“2”點鋸齒波斜率的變化。觀察“3”、“4”兩點輸出脈沖的波形，記下各波形的幅值與寬度。(2)

43、調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的移相范圍調(diào)節(jié)RP2電位器，用示波器觀察同步電壓信號和“3”點U3的波形，觀察和記錄觸發(fā)脈沖的移相范圍。(3)調(diào)節(jié)電位器RP2使=60°，觀察并記錄U1U4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、實驗報告(1)整理、描繪實驗中記錄的各點波形，=60°時 1點波形 2點波形 3點波形 4點波形 (2)討論、分析實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。九、注意事項參照實驗一的注意事項。實驗五 單相半波可控整流電路實驗一、實驗?zāi)康?1)掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)

44、試步驟和方法。(2)掌握單相半波可控整流電路在電阻負載及電阻電感性負載時的工作。(3)了解續(xù)流二極管的作用。二、實驗所需掛件及附件序號型 號備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵磁電源”等幾個模塊。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”，以及“電感”等幾個模塊。3DJK03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”模塊。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。 5D42三相可調(diào)電阻6雙蹤示波器自備7萬用表自備三、實驗線路及原理單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及線路圖已在1-3節(jié)中作過介紹。將DJK03-1掛件上的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸

45、出端“G”和“K”接到DJK02掛件面板上的反橋中的任意一個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負載用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900接成并聯(lián)形式。二極管VD1和開關(guān)S1均在DJK06掛件上，電感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三檔可供選擇，本實驗中選用700mH。直流電壓表及直流電流表從DJK02掛件上得到。四、實驗內(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)電路各點電壓波形的觀察并記錄。(3)單相半波整流電路帶電阻性負載時Ud/U2= f()特性的測定。(4)單相半波整流電路帶電阻電感性負載時續(xù)流二極管作用的觀

46、察。五、預(yù)習(xí)要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單結(jié)晶體管的內(nèi)容，弄清單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。(2)復(fù)習(xí)單相半波可控整流電路的有關(guān)內(nèi)容，掌握單相半波可控整流電路接電阻性負載和電阻電感性負載時的工作波形。(3)掌握單相半波可控整流電路接不同負載時Ud、Id的計算方法。六、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? (2)單相半波可控整流電路接電感性負載時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如何解決?七、實驗方法(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200V，用兩根導(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接220

47、V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1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?圖3-6 單相半波可控整流電路(2)單相半波可控整流電路接電阻性負載觸發(fā)電路調(diào)試正常后，按圖3-6電路圖接線。將電阻器調(diào)在最大阻值位置，按下“啟動”按鈕，用示波器觀察負載電壓Ud、晶閘管VT兩端電壓UVT的波形，調(diào)節(jié)電位器RP1，觀察 =30°、60°、90°、120°、150

48、76;時Ud、UVT的波形，并測量直流輸出電壓Ud和電源電壓U2，記錄于下表中。30°60°90°120°150°U2(V)216216216216216Ud（記錄值）90724823.57.1Ud/U2Ud（計算值）90.772.948.624.36.5Ud=0.45U2(1+cos)/2(3)單相半波可控整流電路接電阻電感性負載將負載電阻R改成電阻電感性負載（由電阻器與平波電抗器Ld串聯(lián)而成）。暫不接續(xù)流二極管VD1，在不同阻抗角阻抗角 =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&#

49、176;、60°、90°、120°時的直流輸出電壓值Ud及UVT的波形。30°60°90°120°150°U2216216216216216Ud(記錄值）886845214.7接入續(xù)流二極管VD1，重復(fù)上述實驗，觀察續(xù)流二極管的作用,以及UVD1波形的變化。 計算公式: Ud = 0.45U2(l十cos)/2八、實驗報告(1)畫出=90°時，電阻性負載和電阻電感性負載的Ud、UVT波形。 電阻性負載時 電阻電感性負載時 (2)畫出電阻性負載時Ud/U2=f()的實驗曲線，并與計算值Ud的對應(yīng)曲線相比較。

50、(3)分析實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象，寫出體會。 九、注意事項(1)參照實驗一的注意事項。(2)在本實驗中觸發(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)電路來完成實驗。 (3)在實驗中，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,應(yīng)將所用晶閘管對應(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，避免誤觸發(fā)。(4)為避免晶閘管意外損壞，實驗時要注意以下幾點：在主電路未接通時，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Uct調(diào)到零，且將負載電阻調(diào)到最大阻值處；接通主電路后，才可逐漸加大控制電壓Uct，避免過流。要選

51、擇合適的負載電阻和電感，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。 (5)由于晶閘管持續(xù)工作時，需要有一定的維持電流，故要使晶閘管主電路可靠工作，其通過的電流不能太小，否則可能會造成晶閘管時斷時續(xù)，工作不可靠。在本實驗裝置中，要保證晶閘管正常工作，負載電流必須大于50mA以上。(6)在實驗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應(yīng)充分考慮到這個問題，否則實驗就無法順利完成。(7)使用電抗器時要注意其通過的電流不要超過1A，保證線性。實驗六 單

52、相橋式半控整流電路實驗一、實驗?zāi)康?1)加深對單相橋式半控整流電路帶電阻性、電阻電感性負載時各工作情況的理解。(2)了解續(xù)流二極管在單相橋式半控整流電路中的作用，學(xué)會對實驗中出現(xiàn)的問題加以分析和解決。二、實驗所需掛件及附件序號型 號備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵磁電源”等幾個模塊。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”以及“電感”等幾個模塊。3DJK03-1 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。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。5D42三相可調(diào)電阻6雙蹤示波器自備7萬用表自備三、實驗線路及原理本實驗線路如圖3-7所示，兩組鋸齒波同步移相觸發(fā)電路均在DJK03-1掛件上，它們由同一個同步變壓器保持與輸入的電壓同步，觸發(fā)信號加到共陰極的兩個晶閘管，圖中的R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個 900接成并聯(lián)形式，二極管VD1、VD2、VD3及開關(guān)S1均在DJK06掛件上，電感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三檔可供選擇，本實驗用700mH，直流電壓表、電流表從DJK02掛件獲得。圖3-7 單相橋式半控整流電路實驗線路圖四、實驗內(nèi)容(1)鋸齒波同步觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)單相橋式半控整流