2025年電力電子技術綜合實踐報告

1、理解晶閘管的基本特性。2、熟悉晶閘管的觸發(fā)與吸取電路。二、試驗內(nèi)容1、晶閘管的導通與關斷條件的驗證。2、晶閘管的觸發(fā)與吸取電路。1、經(jīng)典器件及驅(qū)動掛箱(DSE01)-DE01單元2、觸發(fā)電路掛箱I(DSTO1)-DTO2單元3、觸發(fā)電路掛箱I(DSTO1)-DT03單元(也可用DG01取代)4、電源及負載掛箱I(DSPO1)或“電力電子變換技術掛箱Ⅱa(DSE03)”—DPO1單元5、逆變變壓器配件掛箱(DSM08)一電阻負載單元6、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器圖1-1晶閘管及其驅(qū)動電路晶閘管電路面板布置見圖1-1,試驗單元提供了一種脈沖變壓器作為脈沖隔離及功率驅(qū)動，脈沖變壓器的二次側(cè)有相似的兩組輸出，使用時可以任選其一；單元中還提供了一種單向晶閘管和一種雙向晶閘管供試驗時測試，此外尚有一種阻容吸取電路，選擇開關置于“3”位置，即將主電源相電壓設定為220V;將“DT03”單元的鈕子開關“S1"撥向上，用導線連接模擬給定輸出端子“K”和信號地與"DE01”單元的晶閘管T1的門極和陰極；取主電源“DSM00”單元的一路輸出“U”和輸出中線“LO1”連接到“DPO1"單元的交流輸入端子“U”和“L01”,交流主電源輸出端“AC15V”和"O"分別接至整流橋輸入端“ACl"和“AC2”,整流橋輸出接濾波電容("DC+”、“DC-”端分別接“C1"、“C2”端);"DPO1”單元直流主電源輸出正端“DC+”接“DSM08”“DPO1”單元直流主電源輸出負端“DC-”。閉合控制電路及掛箱上的電源開關，調(diào)整“DT03”單元的電位器“RP2”使“K”點輸出電壓為“OV”;閉合主電路，用示波器觀測T1兩端電壓；調(diào)整“DT03”單元的電位器“RP2”使“K”點電壓升高，監(jiān)測T1的端電壓狀況，記錄使T1由截止變?yōu)殚_通的門極電壓值，它正比于通入T1門極的電流Ig;T1導通后，反向變化“RP2”使“K”點電壓緩慢變回“0V”,同步監(jiān)測T1的端電壓狀況。斷開主電路、掛箱電源、控制電路。將加在晶閘管和電阻上的主電源換成交流電源，即“AC15V”直接接"R1"一端，T1的陰極直接接“O";依次閉合控制電路、掛箱電源、主電路。調(diào)整“DT03”單元的電位器“RP2”使“K”點電壓升高，監(jiān)測T1的端電壓狀況；T1導通后，反向變化“RP2”使“K”點電壓緩慢變回“OV”,將主電源電壓選擇開關置于“3”位置，即將主電源相電壓設定為220V;用導線連接“DT02”單元輸出端子“OUT11"和“OUT12”與“DEO1”單元的脈沖變壓器輸入端“IN1"和“IN2”;取主電源的一路輸出“U”和輸出中線“LO1”連接到“DPO1”單元的交流輸入端子“U”和“LO1”;“DPO1”單元的同步信號輸出端“A”和“B”連接到鋸齒波移相觸發(fā)電路的同步信號輸入端“A”和“B”壓器輸出“g1”和“k1”分別接至單向可控硅“T1”的“G”和“K”兩極上；“DPO1”“DEO1”單元單向可控硅T1的陽極，T1的陰極接“DPO1”單元交流主電源輸出中心點“O”。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關以及主電路。調(diào)整“DTO2”單元的移相控制電位器“RP1”使可控硅導通；用示波器觀測T1兩端電壓波形；依次斷開主電路、掛箱電源開關以及控制電路；將“DE01”單元的阻容吸取網(wǎng)絡并接在T1陽極與陰極的兩端；依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關以及主電路，用示波器觀測T1兩端電壓波形；記錄增長吸取環(huán)節(jié)前后T1兩端的電壓波形，參照教材有關章節(jié)的內(nèi)容，分析吸取電路的作用。試驗完畢，依次斷開主電路、掛箱電源、控制電路以及系統(tǒng)總電源，拆除試驗接線。3、雙向晶閘管的特性試驗：可以參照以上試驗環(huán)節(jié)進行試驗，在此不再贅述，有愛好的同學可以參照有關教材，自擬試驗過程，通過試驗分析雙向晶閘管與單向晶閘管的區(qū)別。(注：觸發(fā)單元用觸發(fā)電路掛箱I(DSTO1)—DTO1單元，將“DE01”的脈沖變壓器輸出“g1"和“k1”分別接至雙向可控硅的“K”和“G”兩極上)五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：1、掌握單相橋式全控整流電路的基本構(gòu)成和工作原理。2、熟悉單相橋式全控整流電路的基本特性。1、驗證單相橋式全控整流電路的工作特性。三、試驗設備與儀器1、“電力電子變換技術掛箱Ⅱ(DSE03)”—DE02、“觸發(fā)電路掛箱I(DSTO1)—DTO2單元3、“電源及負載掛箱I(DSPO1)”或“電力電子變換技術掛箱Ⅱa(DSE03a)”4、“逆變變壓器配件掛箱(DSM08)一電阻負載單元5、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、試驗電路的構(gòu)成及試驗操作1、試驗電路的構(gòu)成：試驗電路重要由觸發(fā)電路、脈沖隔離、功率開關 (晶閘管)、電源及負載構(gòu)成。主電路原理見圖2-1。單相全控電路的主電路是由四只晶閘管構(gòu)成的全控橋，把不可控橋式整流電路中的四只不可控導通的二極管換成四只可控的晶閘管，就成為了全控整流電路。在交流電源的每一種半波內(nèi)有一對晶閘管來限定LL次閉合控制電路、掛箱上的電源開關、主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，電路工作原理。試驗完畢，依次關閉系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：6、逆變變壓器配件掛箱(DSM08)一電阻負載單元四、試驗電路的構(gòu)成及試驗操作沖隔離、功率開關(晶閘管)、電期內(nèi)會有六次相似的脈動，就輸出電壓紋波而言，較三相半波可控整流電路小二分之一。示意圖如圖4-1所示：開關置于“1”位置，即主電源相電壓輸出設定為52V。按附圖3完畢試驗接線。將DG01單元的正給定電位器逆時針旋到頭，經(jīng)指導教師檢查無誤后，可上電開始試驗。位置，閉合主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，順時針緩慢調(diào)整DG01單元的正給定電位器，觀測并記錄負載電壓波形跟隨α的變化狀況，分析電路工作原理。試驗完畢，依次斷開系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路；變化負載特性，將電DD11單元的電感L1串入負載回路，反復試驗，記錄負載電壓波形跟隨α的變化狀況。若系統(tǒng)配有直流電動機，還可以將電動機作為負載，反復上述試驗操作，記錄有關波形。試驗完畢依次斷開系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及系統(tǒng)總五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：1、"電力電子變換技術掛箱Ⅱ(DSE03)3、“電源及負載掛箱I(DSPO1)”或“電力電子變換技術掛箱Ⅱa(DSE03a)”4、逆變變壓器配件掛箱(DSM08)一電阻負載單元5、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試波形發(fā)生器、光電隔離、路拓撲構(gòu)造見圖6-1,它是基本斬波電路的一種開關置于“3”位置，即主電源相電壓輸出設定為220V。按附圖5完畢試驗接線。將DT03單元的模式開關S1撥向下，波形發(fā)生器設定為PWM工作模式；調(diào)解電位器RP3,將三角波發(fā)生器的輸出頻率為5kHz;模式開關S2撥向上(占空比在1~90%內(nèi)可調(diào)),將脈寬控制電位器RP2逆時針調(diào)到頭，此時占空比設定為最小值；經(jīng)指導教師檢查無誤后，閉合總電源開始試驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關、主電路；用示負載及各測試點電壓波形及變化狀況，分析電路工作原理。試驗完畢，依次關閉系統(tǒng)五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：1、掌握Boost變換電路的基本構(gòu)成和工作原理。2、熟悉Boost變換電路的基本特性。1、驗證Boost變換電路的工作特性。2、“觸發(fā)電路掛箱I(DSTO1)—DTO3單元3、“電源及負載掛箱I(DSPO1)”或“電力電子變換技術掛箱Ⅱa(DSE03a)”—DPO1、DPO2單元4、逆變變壓器配件掛箱(DSM08)一電阻負載單元5、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器1、試驗電路的構(gòu)成：1、試驗電路的構(gòu)成：發(fā)生器、光電隔離、功率開關電路的主電路拓撲構(gòu)造見圖7-1,它是基本斬波電路的一種經(jīng)典電路，可以實現(xiàn)升壓，重要用于有源功率因數(shù)校正中。1、試驗操作：打開系統(tǒng)總電源，系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源面板上的電壓選擇開關置于“3”位置，即主電源相電壓輸出設定為220V。按附圖6完畢試驗接線。將DT03單元的模式開關S1撥向下，波形發(fā)生器設定為PWM工作模式；調(diào)解電位器RP3,將三角波發(fā)生器的輸出頻率為5kHz;模式開關S2撥向下(占空比在1～45%內(nèi)可調(diào)),將脈寬控制電位器RP2逆時針調(diào)到頭，此時占空比設定為最小值；經(jīng)指導教師檢查無誤后，閉合總電源開始試驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關、主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，順時針緩慢調(diào)整DTO2單元的控制電位器，觀測并記錄負載及各測試點電壓波形及變化狀況，分析電路工作原理。試驗完畢，依次關閉系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。1、掌握單相交流調(diào)壓電路的基本原理和構(gòu)成。2、熟悉單相交流調(diào)壓電路的基本特性。1、驗證單相交流調(diào)壓電路的工作特性。2、觀測單相交流調(diào)壓電路的工作波形。1、“電力電子變換技術掛箱Ⅱa(DSE03)”——DE08、DE09單元3、“電源及負載掛箱I(DSPO1)”或“電力電子變換技術掛箱Ⅱa(DSE03a)”4、逆變變壓器配件掛箱(DSM08)一電阻負載單元5、慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器1、試驗電路的構(gòu)成：試驗電路重要由雙向晶閘管(以兩個反并聯(lián)單向晶閘管替代)、交流電源、單相鋸齒波移相觸發(fā)器、脈沖隔離以及負載構(gòu)成。在電源的正半周期，觸發(fā)信號到來時，正方向的晶閘管具有條件開通，在電源的過零點自然關斷；進入電源的負半個周期，當觸發(fā)脈沖到來時，反方向的晶閘管具有條件而開通，在電源再次過零時自然關斷；如此，只要控制晶閘管的導通時間，就可以控制正負半周的導通時間，從而到達調(diào)壓的打開系統(tǒng)總電源，系統(tǒng)工作模式設置為“高級應用”。將主電源面板上的電壓選擇開關置于“3”位置，即主電源相電壓輸出設定為220V。按附圖完畢試驗接線。將DTO2單元的移相控制電位器RP1逆時針旋到頭；經(jīng)指導教師檢查無誤后，可上電開始試驗。依次閉合控制電路、掛箱上的電源開關，最終閉合主電路；用示波器監(jiān)測負載電阻兩端的波形，順時針緩慢調(diào)整RPI,觀測并記錄負載電壓波形的變化狀況，分析電路工作原理。將電阻負載后串入一種電感負載反復到上環(huán)節(jié)，分析在感性負載下電路的工作狀況。試驗完畢依次斷開系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。五、數(shù)據(jù)記錄、處理及問題討論：三、試驗設備與儀器2、主控“同步變壓器”—DD05單元(同步信號)5、主控“電機接口電路”—DD14單元6、"電源及負載掛箱I(DSPO1)"——DPO3單元(燈泡負載)四、試驗電路的構(gòu)成及試驗操作試驗電路重要由三相晶閘管橋電路、三相交流電源、三相鋸齒波移相觸發(fā)器 變化狀況，分析電路工作原理。試驗完畢依次斷開系統(tǒng)主電路、掛箱上的電源開關、控制電路以及系統(tǒng)總電源。二、試驗內(nèi)容三、試驗設備與儀器四、試驗電路的構(gòu)成及試驗操作打開系統(tǒng)總電源