电力电子5个实验

1、锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控整流电路实验一实验目的1加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。2掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。二实验内容 1锯齿波同步触发电路的调试。2锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析。 三实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。四实验设备及仪器1MCL系列教学实验台主控制屏2MCL18组件（适合MCL)或MCL31组件（适合MCL）3MCL05组件4双踪示波器5万用表五实验方法 1将MCL-05面板上左上角的同步电压输入接MCL18的U、V端（如您选购的产

2、品为MCL、，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连），“触发电路选择”拨向“锯齿波”。2三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，并打开MCL05面板右下角的电源开关。用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。注：如您选购的产品为MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。观察“3”“5”孔波形及输出电压UG1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。3调节脉冲移相范围将MCL18

3、的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调RP），使a=180O。调节MCL18的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，a=180O，Uct=Umax时，a=30O，以满足移相范围a=30O180O的要求。4调节Uct，使a=60O，观察并记录U1U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形，并标出其幅值与宽度。用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察UG1K1和UG3K3的波形，调节电位器RP3，使UG1K1和UG3K3间隔1800。5单相半波可控整流电路带电阻性负载断开触

4、发电路“2”端与脉冲输出“K”端的连接，“G”、“K”分别接至MCL33（或MCL53）的VT1晶闸管的控制极和阴极，注意不可接错。负载Rd接可调电阻（可把MEL03的900电阻盘并联，即最大电阻为450，电流达0.8A），并调至阻值最大。合上主电源，调节主控制屏输出电压至Uuv=220V，调节脉冲移相电位器RP，分别用示波器观察a=30、60、90、120时负载电压Ud，晶闸管VT1的阳极、阴极电压波形UVt。并测定Ud及电源电压U2，验证 U2,ud306090120UdU26单相半波可控整流电路带电阻电感性负载，无续流二极管串入平波电抗器，在不同阻抗角（改变Rd数值）情况下，观察并记录a

5、=30O、60O、90O、120O时的Ud、id及Uvt的波形。注意调节Rd时，需要监视负载电流，防止电流超过Rd允许的最大电流及晶闸管允许的额定电流。7单相半波可控整流电路带电阻，电感性负载，有续流二极管。接入续流二极管，重复“3”的实验步骤。 三相可控整流电路实验一实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理，熟悉三相桥式全控整流电路的接线及工作原理。研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作。二实验线路及原理三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利

6、用率低。三相桥式整流电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。实验线路见图。三实验内容1研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。2研究三相半波可控整流电路供电给电阻电感性负载时的工作。3研究三相桥式全控整流电路供电给电阻性负载时的工作。4研究三相桥式全控整流电路供电给电阻电感性负载时的工作。四实验设备及仪表1MCL系列教学实验台主控制屏。2MCL18组件（适合MCL)或MCL31组件（适合MCL）。3MCL33组件或MCL53组件（适合MCL、）4MEL03组件（900，0.41A）或自配滑线变阻器.5双踪示波器。6万用电表。五注意事项1整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序

7、。2整流电路的负载电阻不宜过小，应使Id不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证Id超过0.1A，避免晶闸管时断时续。3正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。六实验方法1按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）打开MCL18电源开关，给定电压有电压显示。（2）用示波器观察MCL-33（或MCL-53，以下同）的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1” 脉冲超前“2” 脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。（4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V2V的

8、脉冲。2研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作合上主电源，接上电阻性负载，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwv，从0V调至110V：（a）改变控制电压Uct，观察在不同触发移相角时，可控整流电路的输出电压Ud=f（t）与输出电流波形id=f（t），并记录相应的Ud、Id、Uct值。（b）记录=90时的Ud=f（t）及id =f（t）的波形图。（c）求取三相半波可控整流电路的输入输出特性Ud/U2=f（）。（d）求取三相半波可控整流电路的负载特性Ud=f（Id）注：如您选购的产品为MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同3研究三相半波可控整流电路供电给电阻电感性负载时的工

9、作接入MCL33的电抗器L=700mH，可把原负载电阻Rd调小，监视电流，不宜超过0.8A（若超过0.8A，可用导线把负载电阻短路），操作方法同上。（a）观察不同移相角时的输出Ud=f（t）、id=f（t），并记录相应的Ud、Id值，记录=90时的Ud=f（t）、id=f（t），Uvt=f（t）波形图。（b）求取整流电路的输入输出特性Ud/U2=f（）。4三相桥式全控整流电路调节Uct，使a在30o90o范围内，用示波器观察记录a=30O、60O、90O时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。 断开电源，在电路中串入700mH电

10、感，重复以上步骤。单相桥式全控整流及其有源逆变电路实验一实验目的1了解单相桥式全控整流电路的工作原理。2研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻电感性负载时的工作。3熟悉MCL05锯齿波触发电路的工作。4加深理解单相桥式有源逆变的工作原理，掌握有源逆变条件。5了解产生逆变颠覆现象的原因。二实验线路及原理参见图三实验内容1单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。2单相桥式全控整流电路供电给电阻电感性负载。3单相桥式有源逆变电路的波形观察。4有源逆变到整流过渡过程的观察。5逆变颠覆现象的观察。四实验设备及仪器1MCL系列教学实验台主控制屏。2MCL18组件（适合MCL)或MCL31组件（适合MCL）。

11、3MCL33组件或MCL53组件（适合MCL、）4MCL05组件或MCL05A组件5MEL03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。6MEL02三相芯式变压器。7双踪示波器8万用表五注意事项1本实验中触发可控硅的脉冲来自MCL-05挂箱，故MCL-33（或MCL-53，以下同）的内部脉冲需断X1插座相连的扁平带需拆除，以免造成误触发。2电阻RP的调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。3电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。4MCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到

12、MCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30180），可尝试改变同步电压极性。5逆变变压器采用MEL-02三相芯式变压器，原边为220V，中压绕组为110V，低压绕组不用。6示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。7带反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁。六实验方法1将MCL05（或MCL05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL18的U、V输出端（如您选购的产品为MCL、，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连）， “触发电路选择”拨向“锯齿波”。2断

13、开MEL-02和MCL-33的连接线，合上主电路电源，调节主控制屏输出电压Uuv至220V，此时锯齿波触发电路应处于工作状态。MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。调节偏移电压电位器RP2，使a=90。断开主电源，连接MEL-02和MCL-33。注：如您选购的产品为MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同3单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。接上电阻负载（可采用两只900电阻并联），并调节电阻负载至最大，短接平波电抗器。合上主电路电源，调节Uct，求取在不同a角（30、60、90）时整流电路的输出电压Ud=f（t），晶闸管的端电压UVT=f（t）的波形，并记录相应a

14、时的Uct、Ud和交流输入电压U2值。若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。4单相桥式全控整流电路供电给电阻电感性负载。断开平波电抗器短接线，求取在不同控制电压Uct时的输出电压Ud=f（t），负载电流id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形并记录相应Uct时的Ud、U2值。注意，负载电流不能过小，否则造成可控硅时断时续，可调节负载电阻RP，但负载电流不能超过0.8A，Uct从零起调。改变电感值（L=100mH），观察a=90，Ud=f（t）、id=f（t）的波形，并加以分析。注意，增加Uct使a前移时，若电流太大，可增加与L相串联的电阻加以限流。5

15、有源逆变实验（a）将限流电阻RP调整至最大（约450），先断开MEL-02和MCL-33的连接线，合上主电源，调节Uuv=220V，用示波器观察锯齿波的“1”孔和“6”孔，调节偏移电位器RP2，使Uct=0时，=10，然后调节Uct，使在30附近。（b）连接MEL-02和MCL-33，三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出使Uuv=220V。用示波器观察逆变电路输出电压Ud=f（t），晶闸管的端电压UVT=f（t）波形，并记录Ud和交流输入电压U2的数值。注：如您选购的产品为MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同（c）采用同样方法，绘出在分别等于60、90时，Ud、UV

16、T波形。6逆变到整流过程的观察当大于90时，晶闸管有源逆变过渡到整流状态，此时输出电压极性改变，可用示波器观察此变化过程。注意，当晶闸管工作在整流时，有可能产生比较大的电流，需要注意监视。7逆变颠覆的观察当=30时，继续减小Uct，此时可观察到逆变输出突然变为一个正弦波，表明逆变颠覆。当关断MCL05面板的电源开关，使脉冲消失，此时，也将产生逆变颠覆。斩波电路实验一实验目的熟悉六种斩波电路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper、 cuk chopper、 sepic chopper、 zeta chopper)的工作原理，掌握这六种斩波

17、电路的工作状态及波形情况。二实验内容1 SG3525芯片的调试2 斩波电路的连接3 斩波电路的波形观察及电压测试三实验设备及仪器1 电力电子教学试验台主控制屏2 MCL-22组件3 示波器4 万用表四实验方法按照面板上各种斩波器的电路图，取用相应的元件，搭成相应的斩波电路即可.1. SG3525性能测试 先按下开关s1（1） 锯齿波周期与幅值测量(分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况）。测量“1”端。（2）输出最大与最小占空比测量。测量“2”端。2buck chopper(1)连接电路。将UPW(脉宽调制器)的输出端2端接到斩波电路中IGBT管VT的G端,分别将斩波电路的1与3，4与12，

18、12与5，6与14，15与13，13与2相连，照面板上的电路图接成buck chopper斩波器。(2)观察负载电压波形。经检查电路无误后,按下开关s1、s8，用示波器观察VD1两端12、13孔之间电压，调节upw的电位器rp，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形 (3)观察负载电流波形。用示波器观察并记录负载电阻R4两端波形(4)改变脉冲信号周期。在S2、S3、S4合上与断开多种情况下,重复步骤(2)、(3)(5)改变电阻、电感参数。可将几个电感串联或并联以达到改变电感值的目的，也可改变电阻，观察并记录改变电路参数后的负载电压波形与电流波形，并分析电路工作状态。3boo

19、st chopper（1）照图接成boost chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper。4buck-boost chopper（1）照图接成buck-boost chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper5cuk chopper（1）照图接成cuk chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper。6sepic chopper（1）照图接成sepic chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper

20、 。7zeta chopper（1）照图接成zeta chopper电路。电感和电容任选,负载电阻r选r4或r6。实验步骤同buck chopper。交流交流变流电路实验一实验目的1加深理解相控式单相交流调压电路的工作原理。2掌握采用自关断器件的单相交流调压电路的工作原理、特点与波形。3熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的作用，工作原理。二实验内容1单相交流调压器带电阻性负载，单相交流调压器带电阻电感性负载。2PWM专用集成电路SG3525性能测试控制电路相序与驱动波形测试3测量SPWM波形产生过程中的各点波形，观察变频电路输出在不同的负载下的波形。三实

21、验线路及原理本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。斩波调压的主回路由MOSFET及其反并联的二极管组成双向全控电子斩波开关组成。变频电路的主电路中间直流电压ud由交流电整流而得，而逆变部分别采用单相桥式PWM逆变电路。四实验设备及仪器1MCL系列教学实验台主控制屏。2MCL18组件（适合MCL)或MCL31组件（适合MCL）。3MCL33（A）组件或MCL53组件（适合MCL、）。4MCL05、MCL-16、MCL-22。5MEL-03组件（或自配滑线变阻器450W，1A)6二踪示波器7万用表五注意事项在电阻电感负载

22、时，当aj时，若脉冲宽度不够会使负载电流出圈套的直流分量。损坏元件。为此主电路可通过变压器降压供电，这样即可看到电流波形不对称现象，又不会损坏设备。六实验方法1单相交流调压器将MCL-33（或MCL53）上的两只晶闸管VT1，VT4反并联而成交流电调压器，将触发器的输出脉冲端G1、K1，G3、K3分别接至主电路相应VT1和VT4的门极和阴极。把开关S打向左边，接上电阻性负载（可采用两只900电阻并联），并调节电阻负载至最大。MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。调节锯齿波同步移相触发电路偏移电压电位器RP2，使a=150。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出

23、电压，使Uuv=220V。用示波器观察负载电压u=f（t），晶闸管两端电压uVT= f（t）的波形，调节Uct，观察不同a角时各波形的变化，并记录a=60，90，120时的波形。2斩控式调压电路SG3525性能测试先按下开关s1。（1）锯齿波周期与幅值测量(分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况）。测量“1”端。（2）输出最大与最小占空比测量。测量“2”端。控制电路相序与驱动波形测试将“UPW”的2端与控制电路的4端相连。将电位器RP左旋到底，按下开关s1、s6、s7，用双踪示波器观察并记录下列各点波形：（1）控制电路的1、2与地端间波形，应仔细测量该波形是否对称互补；（2）控制电路的3、5与地端间波形；（3）主电路的4与5及6与5端间波形；不带电感时负载与mos管两端电压波形测试将主电路的3与4短接，将upw的电位器Rp右旋到大致中间的位置，测试并记录负与mos管两端电压波形带电感时负载与mos管两端电压波形测试将主电路的3与4不短接，将upw的电位器rp右旋到大致中间的位置，测试并记录负载与mos管两