電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)

-PAGE2-第三章電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一單相橋式全控整流電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)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性負(fù)載、電阻—電感性負(fù)載及反電勢負(fù)載下的工作情況；(3)熟悉TCA785鋸齒波移相觸發(fā)電路的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)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”等模塊。2DJK02晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”以及“電感”等模塊。3DJK03-1晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“TCA785鋸齒波移相觸發(fā)電路”等模塊。4D42三相可調(diào)電阻5直流電動機(jī)6雙蹤示波器7萬用表三、實(shí)驗(yàn)線路及原理圖3-1為單相橋式整流帶電阻電感性負(fù)載，其輸出負(fù)載R用D42三相可調(diào)電阻器，將兩個900Ω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)單元采用DJK03-1組件掛箱上的“TCA785鋸齒波移相觸發(fā)電路”。四、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)單相橋式全控整流電路供電給反電勢負(fù)載。五、預(yù)習(xí)要求(1)閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)單相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容；(2)學(xué)習(xí)本教材第二章中有關(guān)TCA785鋸齒波觸發(fā)電路的有關(guān)內(nèi)容，了解其工作原理及其應(yīng)用。六、實(shí)驗(yàn)方法將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（G1、K1接VT1，G4、K4接VT6，G2、K2接VT4，G3、K3接VT3），注意不能把相序接反，否則無法進(jìn)行整流并有可能損壞電路。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，以確保晶閘管不被誤觸發(fā)。帶反電勢負(fù)載時，需要注意直流電動機(jī)必須先加勵磁。1．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R，并調(diào)節(jié)電阻使其阻值最大。合上主電路電源，逐漸增加Uct（調(diào)節(jié)RP2），測量在不同角（60°、90°）時整流電路的輸出電壓Ud=f（t），晶閘管的端電圖3-1單相橋式整流實(shí)驗(yàn)原理圖壓UVT=f（t）的波形，并記錄相應(yīng)時的Ud和交流輸入電壓U2的值于表3－1中。表3－1Α60°90°U2Ud（記錄值）Ud（計算值）2．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時的輸出電壓Ud=f（t），晶閘管端電壓UVT=f（t）波形，并記錄相應(yīng)時的Ud和交流輸入電壓U2的值于表3－2中。表3－2Α60°90°U2Ud（記錄值）Ud（計算值）3．單相橋式全控整流電路供電給反電勢負(fù)載（選做）。拆除平波電抗器與負(fù)載電阻R，接入直流電動機(jī)，直流電動機(jī)須先加勵磁。調(diào)節(jié)Uct（RP2），使直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速在1500r/min左右，記錄此時交流輸入電壓U2的值、Ud值與波形。（b）直流電動機(jī)回路中串入平波電抗器（L=700mH），重復(fù)（a）的觀察。七．實(shí)驗(yàn)報告1．繪出單相橋式晶閘管全控整流電路帶電阻性負(fù)載情況下，=60°、90°時的Ud、UVT波形。2．繪出單相橋式晶閘管全控整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載情況下，當(dāng)=60°、90°時的Ud、UVT波形，并加以分析且與理想波形相比較。3．作出實(shí)驗(yàn)整流電路的特性Ud/U2=f（）。4．實(shí)驗(yàn)心得體會。實(shí)驗(yàn)二單相橋式有源逆變電路實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．加深理解單相橋式有源逆變的工作原理，掌握實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件。2．了解產(chǎn)生逆變顛覆現(xiàn)象的原因。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表序號型號備注1DJK01電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等模塊。2DJK02晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”等模塊。3DJK03-1晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“TCA785鋸齒波移相觸發(fā)電路”等模塊。4DJK10變壓器實(shí)驗(yàn)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7萬用表三．實(shí)驗(yàn)線路及原理圖3－2為單相橋式有源逆變原理圖，三相電源經(jīng)三相不控整流，得到一個上負(fù)下正的直流電源，供逆變橋路使用，逆變橋路逆變出的交流電壓經(jīng)升壓變壓器返饋回電網(wǎng)?！叭嗖豢卣鳌笔荄JK10上的一個模塊，其“心式變壓器”在此做為升壓變壓器用，從晶閘管逆變出的電壓接“心式變壓器”的中壓端Am、Bm，返回電網(wǎng)的電壓從其高壓端A、B輸出，為避免輸出的逆變電壓過高而損壞心式變壓器，故將變壓器接成Y/Y接法。圖中的電阻R和觸發(fā)電路與整流電路所用相同。另外，將DJK10掛件中的X與Y相連，Xm與Ym相連。有關(guān)實(shí)現(xiàn)有源逆變的必要條件等內(nèi)容可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。圖3－2單相橋式有源逆變原理圖四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．單相橋式有源逆變電路的波形觀察。2．有源逆變到整流過渡過程的觀察。3．逆變顛覆現(xiàn)象的觀察。五、預(yù)習(xí)要求閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)有源逆變電路的內(nèi)容，掌握實(shí)現(xiàn)有源逆變的基本條件。六．實(shí)驗(yàn)方法1．單相有源逆變實(shí)驗(yàn)按圖接線。（a）將限流電阻R調(diào)整至最大。（b）合上主電源，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，并繪出β在分別等于30°、60°和90°時，Ud、UVT波形并記錄相應(yīng)β時的Ud和交流輸入電壓U2的值于表3－3中。β60°90°U2Ud2．逆變到整流過程的觀察當(dāng)β大于90°時，晶閘管有源逆變過渡到整流狀態(tài)，此時輸出電壓極性改變，可用示波器觀察此變化過程。注意，當(dāng)晶閘管工作在整流時，有可能產(chǎn)生比較大的電流，需要注意監(jiān)視。4．逆變顛覆的觀察當(dāng)β=30°時，繼續(xù)減小Uct(RP2)，此時可觀察到逆變輸出突然變?yōu)橐粋€正弦波，表明逆變顛覆。七．實(shí)驗(yàn)報告1．畫出β=60°、90°時，Ud、UVT的波形。2．分析逆變顛覆的原因，逆變顛覆后會產(chǎn)生什么后果？實(shí)驗(yàn)三三相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解三相橋式半控整流電路的工作原理及輸出電壓，電流波形。2．了解晶閘管—電動機(jī)系統(tǒng)工作情況的內(nèi)容，分析不同控制角α及不同電感量時反電勢及負(fù)載電流的關(guān)系。二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．三相橋式半控整流供電給電阻負(fù)載。2．三相橋式半控整流供電給反電勢負(fù)載。3．觀察平波電抗器的作用。三．實(shí)驗(yàn)線路及原理在中等容量的整流裝置或要求不可逆的電力拖動中，可采用比三相全控橋式整流電路更簡單、經(jīng)濟(jì)的三相橋式半控整流電路。它由共陰極接法的三相半波可控整流電路與共陽極接法的三相半波不可控整流電路串聯(lián)而成，因此這種電路兼有可控與不可控兩者的特性。共陽極組三個整流二極管總是自然換流點(diǎn)換流，使電流換到比陰極電位更低的一相中去，而共陰極組三個晶閘管則要在觸發(fā)后才能換到陽極電位高的一相中去。輸出整流電壓Ud的波形是三組整流電壓波形之和，改變共陰極組晶閘管的控制角α，可獲得0～2.34×U2的直流可調(diào)電壓。具體線路參見圖3-3。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器序號型號備注1DJK01電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等模塊。2DJK02晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”等模塊。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”等模塊。4DJK06給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含“二極管”以及“開關(guān)”等模塊。5直流電動機(jī)6D42三相可調(diào)電阻7雙蹤示波器8萬用表五．注意事項(xiàng)1．供電給電阻負(fù)載時，注意負(fù)載電阻允許的電流，電流不能超過負(fù)載電阻允許的最大值，供電給反電勢負(fù)載時，注意電流不能超過電機(jī)的額定電流（Id=1A）。2．在電動機(jī)起動前必須做好以下幾點(diǎn)：（1）先加上電動機(jī)的勵磁電流，然后才可使整流裝置工作。（2）起動前，必須置控制電壓Uct(由RP2控制)于零位，使得整流裝置的輸出電壓Ud最小。合上主電路后，才可逐漸加大控制電壓。3．主電路的相序不可接錯，否則可能燒毀晶閘管。4．示波器的兩根地線與外殼相連，使用時必須注意兩根地線需要等電位，避免造成短路事故。圖3－3三相橋式半控整流電路工作原理圖六．實(shí)驗(yàn)方法1．三相半控橋式整流電路供電給電阻負(fù)載時的工作研究合上主電源，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻，使Id不小于100mA，否則可控硅由于存在維持電流，容易時斷時續(xù)。（1）調(diào)節(jié)Uct，，觀察在30°、90°等不同移相范圍內(nèi)，整流電路的輸出電壓Ud=f（t），晶閘管端電壓UVT=f（t）的波形，并加以記錄。（2）讀取本整流電路的特性Ud/U2=f（α）。2．三相半控橋式整流電路供電給電阻—電感性負(fù)載時的工作研究(觀察平波電抗器的作用)（a）觀察不同移相角α（30°、90°）時的輸出Ud=f（t），并記錄相應(yīng)的Ud、Id值以及Ud=f（t）波形圖。（b）求取整流電路的輸入—輸出特性Ud/U2=f（α）。3．三相半控橋式整流電路在供電給反電勢負(fù)載時的工作研究置電感量較大時（L=700mH），調(diào)節(jié)Uct，，使直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速在1200r/min左右，記錄此時交流輸入電壓U2的值、整流后的輸出電壓Ud值與波形。七．實(shí)驗(yàn)報告1．作出整流電路的輸入—輸出特性Ud/U2=f（α）。2．比較本整流裝置在電阻性負(fù)載和電阻電感性負(fù)載下工作時Ud的波形。八．思考題本實(shí)驗(yàn)電路在電阻性負(fù)載、電動機(jī)負(fù)載工作時能否突加一階躍控制電壓？為什么？實(shí)驗(yàn)四單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深理解單相交流調(diào)壓電路的工作原理；2、加深理解交流調(diào)壓電路感性負(fù)載對移相范圍的要求；3、了解KC05晶閘管移相觸發(fā)器的原理與應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器序號型號備注1DJK01電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等模塊。2DJK02晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”與“電感”等模塊。3DJK03-1晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“單相調(diào)壓觸發(fā)電路”等模塊。4D42三相可調(diào)電阻5雙蹤示波器6萬用表三、實(shí)驗(yàn)線路與原理本實(shí)驗(yàn)采用KC05晶閘管集成移相觸發(fā)器。該觸發(fā)器適用于雙向晶閘管或兩個反向并聯(lián)晶閘管電路的交流相位控制，它具有鋸齒波線性好，移相范圍寬，控制方式簡單，有失交保護(hù)且輸出電流大等優(yōu)點(diǎn)。單相晶閘管交流調(diào)壓器的主電路由兩個反向并聯(lián)的晶閘管組成，如圖3－4所示。圖中電阻R用D42三相可調(diào)電阻，將兩個900Ω接成并聯(lián)接法。圖3－4單相交流調(diào)壓電路原理圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、單相交流調(diào)壓器帶電阻性負(fù)載；2、單相交流調(diào)壓器帶電阻—電感性負(fù)載。五、預(yù)習(xí)要求1、閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)交流調(diào)壓的內(nèi)容，掌握交流調(diào)壓的工作原理；2、學(xué)習(xí)本教材第二章中有關(guān)單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路的內(nèi)容，了解KC05晶閘管觸發(fā)集成電路的工作原理以及在交流調(diào)壓電路中的應(yīng)用。六、思考題交流調(diào)壓器在帶電感性負(fù)載時可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？如何解決？七、實(shí)驗(yàn)方法將所用晶閘管對應(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和Ulr懸空，以避免晶閘管誤觸發(fā)。1、單相交流調(diào)壓器帶電阻性負(fù)載將DJK02面板上的兩個晶閘管反向并聯(lián)構(gòu)成交流調(diào)壓器，將觸發(fā)器的輸出脈沖端G1、K1，G2、K2分別接至主電路相應(yīng)晶閘管的門極和陰極，接上電阻性負(fù)載，通電后調(diào)