電力電子實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書飛

1、 電力電子及電氣傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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)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)波形的觀察。三實(shí)驗(yàn)線路及原理將單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸出端電源線接通。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2NMCL33組件3NMCL05E組件4NMCL03組件5雙蹤示波器（自備）6萬(wàn)用表（自備）五注意事項(xiàng)1雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可以同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)，但這兩個(gè)探頭的地線都與示波器的外殼相連接，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在某一電路的不同兩點(diǎn)上，否則將使這兩點(diǎn)通過(guò)示波器發(fā)生電

2、氣短路。為此，在實(shí)驗(yàn)中可將其中一根探頭的地線取下或外包以絕緣，只使用其中一根地線。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在電路上找到這兩個(gè)被測(cè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接上，兩個(gè)探頭各接至信號(hào)處，即能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不致發(fā)生意外。2為保護(hù)整流元件不受損壞，需注意實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在主電路不接通電源時(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時(shí)，接通主電路電源，然后逐漸加大Uct，使整流電路投入工作。（3）正確選擇負(fù)載電阻或電感，須注意防止過(guò)流。在不能確定的情況下，盡可能選擇較大的電阻或電感，然后根據(jù)電流值來(lái)調(diào)整。（4）晶閘管具有一定的維持電流IH，只有流過(guò)晶閘管的電流大于I

3、H，晶閘管才可靠導(dǎo)通。實(shí)驗(yàn)中，若負(fù)載電流太小，可能出現(xiàn)晶閘管時(shí)通時(shí)斷，所以實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持負(fù)載電流不小于100mA。（5）本實(shí)驗(yàn)中，因用NMCL05E組件中單結(jié)晶觸發(fā)電路控制晶閘管，注意須斷開NMCL33的內(nèi)部觸發(fā)脈沖。六實(shí)驗(yàn)方法1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路調(diào)試及各點(diǎn)波形的觀察將NMCL05E面板左上角的同步電壓輸入接SMCL-02的U、V輸出端，“觸發(fā)電路選擇”撥至“單結(jié)晶”。按照實(shí)驗(yàn)接線圖正確接線，但由單結(jié)晶體管觸發(fā)電路連至晶閘管VT1的脈沖UGK不接（將NMCL05E面板中G、K接線端懸空），而將觸發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端相連，以便觀察脈沖的移相范圍。SMCL-02的“三相交流電源”開關(guān)撥

4、向“直流調(diào)速”。合上主電源，即按下主控制屏綠色“閉合”開關(guān)按鈕，這時(shí)候主控制屏U、V、W端有電壓輸出， NMCL05E內(nèi)部的同步變壓器原邊接有220V，原邊輸出分別為60V（單結(jié)晶觸發(fā)電路）、30V（正弦波觸發(fā)電路）、7V（鋸齒波觸發(fā)電路）。合上NMCL05E面板的右下角船形開關(guān)，用示波器觀察觸發(fā)電路單相半波整流輸出（“1”），梯形電壓（“3”），鋸齒波電壓（“4”）及單結(jié)晶體管輸出電壓（“5”、“6”）和脈沖輸出（“G”、“K”）等波形。調(diào)節(jié)移相可調(diào)電位器RP，觀察輸出脈沖的移相范圍能否在30°180°范圍內(nèi)移。注：由于在以上操作中，脈沖輸出未接晶閘管的控制極和陰極，所以

5、在用示波器觀察觸發(fā)電路各點(diǎn)波形時(shí)，特別是觀察脈沖的移相范圍時(shí)，可用導(dǎo)線把觸發(fā)電路的地端（“2”）和脈沖輸出“K”端相連。但一旦脈沖輸出接至晶閘管，則不可把觸發(fā)電路和脈沖輸出相連，否則造成短路事故，燒毀觸發(fā)電路。采用正弦波觸發(fā)電路、鋸齒波觸發(fā)電路或其它觸發(fā)電路，同樣需要注意，謹(jǐn)慎操作。七實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1畫出觸發(fā)電路在=90°時(shí)的各點(diǎn)波形。八思考1為何要觀察觸發(fā)電路第一個(gè)輸出脈沖的位置？說(shuō)明：（由于公司產(chǎn)品型號(hào)升級(jí)，接線圖中的主電源輸出接NMCL-32統(tǒng)一改成SMCL-02，以下實(shí)驗(yàn)類同）。實(shí)驗(yàn)二 單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?對(duì)單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及電阻電感負(fù)載時(shí)工作情況作全

6、面分析。2了解續(xù)流二極管的作用。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1單相半波整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)特性的測(cè)定。2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。三實(shí)驗(yàn)線路及原理將單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸出端“G”“K”端接至晶閘管VT1的門陰極，即可構(gòu)成如圖1-1所示的實(shí)驗(yàn)線路。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2NMCL33組件3NMCL05E組件4NMCL03組件5雙蹤示波器（自備）6萬(wàn)用表（自備）五注意事項(xiàng)1雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可以同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)，但這兩個(gè)探頭的地線都與示波器的外殼相連接，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在某一電路的不同兩點(diǎn)上，否則將使這兩點(diǎn)通過(guò)示波器發(fā)生電氣短路。為此，在實(shí)驗(yàn)中可將其

7、中一根探頭的地線取下或外包以絕緣，只使用其中一根地線。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在電路上找到這兩個(gè)被測(cè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接上，兩個(gè)探頭各接至信號(hào)處，即能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不致發(fā)生意外。2為保護(hù)整流元件不受損壞，需注意實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在主電路不接通電源時(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時(shí)，接通主電路電源，然后逐漸加大Uct，使整流電路投入工作。（3）正確選擇負(fù)載電阻或電感，須注意防止過(guò)流。在不能確定的情況下，盡可能選擇較大的電阻或電感，然后根據(jù)電流值來(lái)調(diào)整。（4）晶閘管具有一定的維持電流IH，只有流過(guò)晶閘管的電流大于IH，晶閘管才可靠導(dǎo)通。實(shí)驗(yàn)中

8、，若負(fù)載電流太小，可能出現(xiàn)晶閘管時(shí)通時(shí)斷，所以實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持負(fù)載電流不小于100mA。（5）本實(shí)驗(yàn)中，因用NMCL05E組件中單結(jié)晶觸發(fā)電路控制晶閘管，注意須斷開NMCL33的內(nèi)部觸發(fā)脈沖。六實(shí)驗(yàn)方法1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路調(diào)試及各點(diǎn)波形的觀察將NMCL05E面板左上角的同步電壓輸入接SMCL-02的U、V輸出端，“觸發(fā)電路選擇”撥至“單結(jié)晶”。按照實(shí)驗(yàn)接線圖正確接線，但由單結(jié)晶體管觸發(fā)電路連至晶閘管VT1的脈沖UGK不接（將NMCL05E面板中G、K接線端懸空），而將觸發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端相連，以便觀察脈沖的移相范圍。SMCL-02的“三相交流電源”開關(guān)撥向“直流調(diào)速”。合上主電源，

9、即按下主控制屏綠色“閉合”開關(guān)按鈕，這時(shí)候主控制屏U、V、W端有電壓輸出， NMCL05E內(nèi)部的同步變壓器原邊接有220V，原邊輸出分別為60V（單結(jié)晶觸發(fā)電路）、30V（正弦波觸發(fā)電路）、7V（鋸齒波觸發(fā)電路）。合上NMCL05E面板的右下角船形開關(guān)，用示波器觀察觸發(fā)電路單相半波整流輸出（“1”），梯形電壓（“3”），鋸齒波電壓（“4”）及單結(jié)晶體管輸出電壓（“5”、“6”）和脈沖輸出（“G”、“K”）等波形。調(diào)節(jié)移相可調(diào)電位器RP，觀察輸出脈沖的移相范圍能否在30°180°范圍內(nèi)移。注：由于在以上操作中，脈沖輸出未接晶閘管的控制極和陰極，所以在用示波器觀察觸發(fā)電路各點(diǎn)波

10、形時(shí)，特別是觀察脈沖的移相范圍時(shí)，可用導(dǎo)線把觸發(fā)電路的地端（“2”）和脈沖輸出“K”端相連。但一旦脈沖輸出接至晶閘管，則不可把觸發(fā)電路和脈沖輸出相連，否則造成短路事故，燒毀觸發(fā)電路。采用正弦波觸發(fā)電路、鋸齒波觸發(fā)電路或其它觸發(fā)電路，同樣需要注意，謹(jǐn)慎操作。2單相半波可控整流電路帶電阻性負(fù)載斷開觸發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端的連接，“G”、“K”分別接至NMCL33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NMCL03兩電阻盤并聯(lián)，并調(diào)至阻值最大。合上主電源，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&#

11、176;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,ud30°60°90°120°UdU23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=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。4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。七實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1畫出觸發(fā)電路在=90°時(shí)的各點(diǎn)波形

12、。2畫出電阻性負(fù)載，=90°時(shí)，Ud=f（t），Uvt=f（t），id=f（t）波形。3分別畫出電阻、電感性負(fù)載，當(dāng)電阻較大和較小時(shí)，Ud=f（t）、UVT=f（t），id=f（t）的波形（=90°）。4畫出電阻性負(fù)載時(shí)Ud/U2=f（a）曲線，并與進(jìn)行比較。5分析續(xù)流二極管的作用。八思考1本實(shí)驗(yàn)中能否用雙蹤示波器同時(shí)觀察觸發(fā)電路與整流電路的波形？為什么？2本實(shí)驗(yàn)電路中如何考慮觸發(fā)電路與整流電路的同步問(wèn)題？說(shuō)明：（由于公司產(chǎn)品型號(hào)升級(jí)，接線圖中的主電源輸出接NMCL-32統(tǒng)一改成SMCL-02，以下實(shí)驗(yàn)類同）。實(shí)驗(yàn)三 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解鋸齒波同步

13、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(jiàn)“電力電子技術(shù)”有關(guān)教材。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2NMCL33組件3NMCL05E組件4NMCL03組件5二蹤示波器（自備）6萬(wàn)用表（自備）五實(shí)驗(yàn)方法 1將NMCL05E面板上左上角的同步電壓輸入接SMCL-02的U、V端。2合上主電路電源開關(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。同時(shí)觀察“1”、“

14、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SMCL-01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)SMCL-01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

15、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。六實(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)出幅值與寬度。2總結(jié)鋸齒波同步觸發(fā)電路移相范圍的調(diào)試方法，移相范圍的大小與哪些參數(shù)有關(guān)？3如果要求Uct=0時(shí)，a=90O，應(yīng)如何調(diào)整？4討論分析其它實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)四 單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?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(shì)負(fù)載時(shí)的工作。2 NMCL05E鋸齒波觸發(fā)電路的工作。3進(jìn)一步掌握雙蹤示波器在電力電

16、子線路實(shí)驗(yàn)中的使用特點(diǎn)與方法。二實(shí)驗(yàn)線路及原理見(jiàn)圖1-2。三實(shí)驗(yàn)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(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2NMCL33組件3NMCL05E組件4NMCL03組件5二蹤示波器（自備）6萬(wàn)用表（自備）五注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電

17、壓Uct=0時(shí)，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(shí)，應(yīng)先把Uct降到零，使整流電路無(wú)輸出，然后切斷總電源。3注意示波器的使用。4NMCL33的內(nèi)部脈沖需斷開。六實(shí)驗(yàn)方法1將NMCL05E面板左上角的同步電壓輸入接SMCL-02的U、V輸出端。合上主電路電源開關(guān)。觀察NMCL05E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(shí)，=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（可選兩電阻并聯(lián)，最大電流為0.8A）至最大。（a）SMCL

18、-01的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源， 調(diào)節(jié)NMCL-31的給定電位器RP1，使=90°，測(cè)取此時(shí)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(cè)定交流輸入電壓U2、整流輸出電壓Ud，驗(yàn)證。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。（b）采用類似方法，分別測(cè)取=60°，=30°時(shí)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。SMCL-01的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電源。（b）調(diào)節(jié)Uct，使=90°，測(cè)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(guò)流。（c）調(diào)節(jié)Uct，使分別等于60°、90°時(shí)，測(cè)取Ud，iL，id，i