电力电子技术实验指导书(定)

1、 电力电子技术实验指导书电 力 电 子 技 术实验指导书 1 电力电子技术实验概述电力电子技术是电气工程及自动化、工业自动化等专业的三大电子技术基础课程之一，课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实验环节是课程的重要组成部分。通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高实际动手能力、独立分析和解决问题的能力。1-1实验的特点和要求电力电子技术实验的内容较多，实验系统比较复杂，系统性较强。电力电子技术实验是理论教学的重要的补充和继续，而理论教学则是实验教学的基础。学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题，提高动手能力；同时通过实验来验证理论，促使理

2、论和实际相结合，使认识不断提高、深化。具体地说，学生在完成指定的实验后，应具备以下能力：（1）掌握电力电子变流装置的主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路；（2）熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能和使用方法；（3）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题；（4）能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。1-2实验准备实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完成不成实验要求，甚至损坏实验装置。因此，实验前应做到：（1）复习

3、教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识；（2）本教材中的实验指导，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验系统的工作原理和方法；（3）写出预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等；（4）熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等；1-3实验实施在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。实验时要做到地下几点：（1）实验开始前，检查预习报告，了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验开始。（2）熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能、使用方法。（3）按实验小组进行实验，实验小组成员应进行明确的分工，各人的任务应在实验进行

4、中实行轮换，以便实验参加者能全面掌握实验技术，提高动手能力。（4）按预习报告上的实验系统详细线路图进行接线，一般情况下，接线次序为先主电路，后控制电路；先串联，后并联。（5）完成实验系统接线后，必须进行检查。串联回路从电源的某一端出发，按回路逐项检查各仪表、设备、负载的位置和极性等是否正确；并联支路则检查其两端的连接点是否在指定的位置。距离较远的两连接端尽量选用长导线直接连接，尽可能不用多根导线做过渡连接。自查完成后，须经指导教师复查后方可合闸通电，开始实验。（6）实验时，应按实验教材所提出的要求及步骤，逐项进行实验和操作。除作阶跃启动试验外，系统启动前，应使负载电阻值最大，给定电位器处于零位

5、；测试点的分布应均匀；改接线路时，必须断开电源。实验中应观察实验现象是否正常，所得数据是否正确，实验结果是否与理论值一致。完成本次实验全部内容后，应请指导教师检查实验数据、记录的波形。经指导教师认可后方可拆除接线，整理好连接线、仪器、工具，使之物归原位。1-4实验总结实验的最后阶段是实验总结，即对实验数据进行整理、绘制波形曲线和图表、分析实验现象、撰写实验报告。每个实验参与者都要独立完成一份实验报告，实验报告的编写应持严肃认真、实事求是的科学态度。如实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据和结果，不得用凑数据的方法来向理论靠扰，而是用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，找到引起

6、较大误差的原因。1-5实验安全操作规程为了顺利完成电力电子技术实验，确保实验时人身安全与设备可靠运行要严格遵守如下安全操作规程： 1、在实验过程时，绝对不允许做实验者双手同时接到隔离变压器的两个输出端，将人体作为负载使用。 2、任何接线和拆线都必须在切断主电源后方可进行。 3、为了提高实验过程中的效率，完成接线或改接线路后，应仔细再次核对线路，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。 4、如果在实验过程中发生过流告警，应仔细检查线路以及电位器的调节参数，确定无误后方能重新进行实验。 5、在实验中应注意所接仪表的最大量程，选择合适的负载完成实验，以免损坏仪表、电源或负载。 6、系统起动前负载电阻

7、必须放在最大阻值，给定电位器必须退回至零位后，才允许合闸起动并慢慢增加给定，以免元件和设备过载损坏。 2 实验装置及控制组件介绍一、概述：本实验台包括了目前国内各类理工科高等院校及中等专业学校开设的“半导体变流技术”、“电力电子技术”、“电机控制”、“交、直流调速系统”等课程的实验内容，充分满足各类学校相应课程的教学与实验的要求。实验人员可通过对不同实验箱的灵活组合，来完成多个实验项目。仪器仪表、专用电源、实验实验箱以及实验连接导线等，均配套齐全，性能、规格均符合实验的需求。各高校还可以根据自身需求，选择不同类型的实验箱，同一类实验箱选用不同的产品，来组建理想、经济型的实验室。二、实验箱介绍：

8、1JPDL 03 变压器实验箱 该变压器为芯式变压器，有2套副边绕组，原、副边绕组的额定电压分别为220V110V55V(YYY)。该装置还包括一个逆变变压器和一个三相全波不控整流桥。2JPDL 04 可调电容实验箱 可调电容，从0.10.9F可调，共有六组电容器，可用按键选择所需电容值。该实验箱不能独立完成某一个实验，只用于辅助其他实验箱完成实验。(注：电容耐压值均为63V)3JPDL 05直流电机调速控制箱(或JPDL05A) 该实验箱主要有下几个模块：给定器(G)、速度调节器(ASR)、转速变换器(FBS)、电流反馈与过流保护(FBC+FA)、电流调节器(ACR)、反号器(AR)、转矩极

9、性鉴别(DPT)、零电平检测(DPZ)、逻辑控制器(DLC)。 （1）给定器（G）：原理图如图2-1所示。电压给定器由电位器RP1、RP2及两个钮子开关组成。SA1为正负极性转换开关。SA2为输出控制开关。输出正负电压大小分别由RP1、RP2来调节。给定器输出范围-15V+15V。（2）转速变换器（FBS）：原理图如图2-2所示。转速变换器（FBS）用于各种有转速反馈的闭环系统中，将直流旋转编码器的输出电压变换成适用于控制单元并与转速成正比的直流电压。使用时旋转编码器接1、2，调节RP1可改变速度反馈系数大小。 （3）速度调节器（ASR）：原理图如图2-3所示。图中RP1为运放调零电位器。VD

10、3、VD4、RP2、RP3组成可调的正负限幅电路。C1、R1组成微分校正环节。R5、C3组成速度环串联校正环节。RP4为放大系数调节电位器。元件RP1 、RP2 、RP3、 RP4均装在面板上。电容C3两端引出接线柱，可根据实验要求外接电容。 （4）电流反馈及过流保护（FBC+FA）： 原理图如图2-4所示。图中TA1、TA2、TA3接电流互感器的输出端。IO经分压电阻分压，再接到零电平检测，用于检测是否有电流流过电机，其中二极管VD1起到限幅保护的作用。IF为电流反馈输出端，通过调节电位器RP1可调节电流反馈系数。RP2用于调节过流保护的电流值的大小。当RP2中间抽头上的电压高于稳压管DW1

11、的稳压值时，DW1被击穿，T1三极管导通,T2三极管不导通，其集电极为高电位，通过R5、SB1和VD1反馈到T1的基极，电路处于自锁状态，则U输出高电位，调节器的输出被封锁。同时T3三极管导通继电器吸合，报警灯指示过流。按下复位按钮可解除自锁状态。 （5）电流调节器（ACR）：原理图如图2-5所示。电流调节器（ACR）由运放、二极管限幅器、互补输出、输入阻抗网络及反馈阻抗网络等环节组成，工作原理上与速度调节器相同。RP1、RP2、RP3、RP4分别为正限幅调节电位器、负限幅调节电位器、放大系数调节电位器、运放调零电位器。 （6）反号器（AR）：原理图如图2-6所示。反号器用于调速系统中需倒向的

12、环节。实际上是一个比例电路其放大倍数为K=-(RP1+R2)/R1可调节RP1的值使K=-1。RP1装在面板上，手动调节。 （7）转矩极性鉴别（DPT）：原理图如图2-7所示。转矩极性鉴别为一电平检测器，用于检测控制系统中转矩极性的变化；它是一个模数转换器，可将连续变化的电平转换成逻辑运算所需的“0”、“1”状态信号。转矩极性鉴别输入输出特性如图2-8所示，它具有继电器特性。 （8）零电平检测（DPZ）： 原理图如图2-9所示。零电平检测工作原理与转矩极性鉴别相同 ，他在控制系统中进行零电流检测。输入输出特性如图2-10所示。（9）逻辑控制器（DLC）：原理图如图2-11所示。逻辑控制器用于逻

13、辑无环流可逆调速系统，作用是对转矩极性和主回路零电流信号进行逻辑运算，切换加于正组桥或反组桥晶闸管整流装置上的触发脉冲，以实现系统的无环流运行。a逻辑判断环节逻辑判断环节的任务是根据转矩极性鉴别和零电流检测环节的输出UM和UI的状态，正确的判断出晶闸管的触发脉冲是否要切换（由UM是否变换状态决定）及切换条件是否具备（由UI是否由“0”变“1”决定）。当UM变号后，零电流检测器检测到主电路电流过零（UI=“1”）时，逻辑判断电路立即翻转，同时保证在任何时刻逻辑判断电路的输出UZ 和UF状态相反。b延时环节要使正、反两组整流装置安全、可靠的切换工作，必须在逻辑无环流系统中的逻辑判断电路发出切换指令

14、UZ 或UF后，经关断等待时间t1（约3ms）和触发等待时间t2(约10ms)之后才能执行切换指令，故设置相应延时电路，延时电路VD1、VD2、C1、C2起t1延时作用，VD3、VD4、C3、C4起t2延时作用。c逻辑保护环节当逻辑电路发生故障时，UZ 、UF的输出同时为“1”，逻辑控制器的两个输出端UIf 、UIr全为“0”状态，造成两组桥路全工作，引起短路事故。加入逻辑保护环节后，UZ 、UF全为“0”状态时，UIf 、UIr都为“1”状态，两组桥路的触发脉冲全部被封锁，避免了短路事故发生。d推环节在正反桥切换时，逻辑控制器中的U输出“1”，将此信号送入ACR的输入端作为脉冲后移推指令，避

15、免了切换时的电流冲击。(10) JPDL05A比JPDL05多计算机接口一个,用于计算机PID控制时与计算机板卡连接.当用计算机控制时将面板上的扭子开关打到右侧,计算机接口各端子功能定义如下:1脚 速度调节器输出端与面板上速度调节器部分6（Usc）相接3脚 电流反馈信号输入端与面板上电流反馈与保护部分2（If）相接5脚 速度反馈信号输入端与面板上速度变换部分3脚相接，实验时应将面板上转速变换电位器调到适合板卡的电压范围。7脚 计算机速度给定信号输出端与面板上给定单元Ug1脚相接9脚电流调节器输出端与面板上电流调节器部分10（Usc）相接其他脚为悬空。4JPDL 08三相变流桥路a该实验箱装有1

16、2只晶闸管，其中SCR1SCR6为正组桥，SCR1SCR6为反组桥，所有晶闸管均配有阻容吸收、熔丝保护。 触发电路采用三片KC04、一片KC41和一片KC42（或三片TCA785），能输出双窄脉冲（或宽脉冲序列）。触发脉冲通过钮子开关连到晶闸管的门极与阴极，正、反组脉冲功放电路分别由UIf、UIr控制，将UIf接地则正组桥接入触发脉冲，将UIr接地，则反组桥接入触发脉冲。UIf和UIr悬空时，无触发脉冲输出。触发电路可通过钮子开关切换分别输出宽脉冲或双窄脉冲。面板上设有脉冲观察孔，当输出为窄脉冲时，可观察到互差60的双窄脉冲。当输出为宽脉冲时，可观察到后沿固定、前沿可变的脉冲链。面板上电位器R

17、P用于调节偏移电压，移相控制端UCT接直流电压用于调节导通角大小。实验接线时要分清测试孔、强电孔、弱电孔，严禁混接！因原来采用的三片KC04、一片KC41和一片KC42组成的输出双窄脉冲的触发电路存在稳定性差的问题，故现在经改进均采用三片TCA785组成的能输出宽脉冲序列的触发电路。单向交流调功电路触发电路，原理如下图。 电路左半部分是一个矩形波发生器: 当调节RP时，可得到占空比可变的矩形波。 矩形波信号加到光耦合双向可控硅，当调节矩形波的占空比，就可调节双向可控硅的导通的时间，将两个输出端接到两只反并联的可控硅的门极，就构成强触发的过零触发电路。 5JPDL 09晶阐管触发电路实验箱该挂件

18、包括了单结晶体管触发电路、正弦波同步移相触发电路、锯齿波同步移相触发电路、单相交流调压触发电路、单相并联逆变触发电路，共五种晶闸管触发电路。（1） 单结晶体管触发电路原理图如图2-14所示。单结晶体管T3、整流稳压环节及由T1、T2等组成的等效可变电阻组成。由同步变压器副边输出60V的交流同步电压Ur，经VD1半波整流，再由稳压管DW1、DW2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与晶闸管阳极电压的过零点一致，梯形波通过R4、T2向电容C2充电，由于单结晶体管具有负阻特性，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压UP时，单结晶体管T3导通，从而通过脉冲变压器输出脉冲。同时C2经T3放电，由于时间常数

19、很小，UC2很快下降到单结晶体管的谷点电压Uv， T3重新关断，C2再次充电。每个梯形波周期内， T3可能导通、关断多次，但只有第一个输出脉冲起作用。电容C2的充电时间常数由等效电阻等决定，由RP1来调节。（2） 正弦波同步移相触发电路原理图如图2-15所示。正弦波同步移相触发电路由同步移相、脉冲形成与放大等环节组成，同步信号由同步变压器提供。晶体管T1左边部分为同步移相环节，在T1的基极综合了同步信号电压UT、偏移电压Ub及控制电压Uct，RP1可调节Uct，RP2调节Ub。调节Uct可改变触发电路的控制角。脉冲形成环节是一集基耦合单稳态脉冲电路， T2的集电极耦合到T3的基极， T3的集电

20、极通过C4、RP3耦合到T2的基极。当同步移相环节送出负脉冲时，使单稳电路翻转，从而输出脉宽可调的触发脉冲。（3） 锯齿波同步移相触发电路原理图如图2-16所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形脉冲放大等环节组成。由T1、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由T1等元件组成的恒流源电路及T2、T3、C2等组成锯齿波形成环节。控制电压Uct、偏移电压Ub和锯齿波电压Ut在T4基极叠加，从而构成移相控制环节。T5、T6构成脉冲形成放大环节，脉冲变压器输出触发脉冲。（4） 单相交流调压触发电路原理图如图2

21、-17所示。单相交流调压触发电路采用了KC05集成晶闸管移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或反并联晶闸管电路的交流相位控制，有失交保护、输出电流大等优点，是交流调压的理想触发电路。KC05的内部原理结构请查阅有关资料。（5） 单相并联逆变器触发电路原理图如图2-18所示。单相并联逆变器触发电路以LM555集成时基电路为基础振荡电路，通过JK触发器（4095）二分频后得到相位相差180º的触发脉冲，经T2、T3功率放大后交替触发主电路中的两个晶闸管。振荡电路的振荡频率由电位器RP1调节，频率可在30-160Hz之间变化。LM555的输出“3”端接T1，使信号放大，并将LM555的5V

22、电源过渡到4095芯片的15V电源系统。JK触发器输出为相位相差180º的脉冲。6JPDL 11给定负载及吸收电路实验箱 给定：输出0到±15V连续可调的直流电压。压敏电阻：作为过压保护元件，内部已连成三角形接法。 二极管：有四个二极管配合完成各种实验。7JPDL15直流脉宽调速系统实验箱JPDL15采用H桥式电路，它是由四个MOSFET和四个续流二极管组成，其工作方式可以是双极式或单极式。双极式运行时，驱动脉冲采用死区控制，从而避免了由于开关的延时造成桥臂直通现象。实验箱采用TL494作为PWM信号发生器，并采用隔离驱动和过流保护施措，确保了安全性和可靠性。8JPDL22

23、新特器件驱动实验箱本实验箱研究对象是全控型器件，内容包括：GTR（功率晶体管）、MOSFET（功率场效应管）、GTO（可关断晶闸管）、IGBT（绝缘栅型场效应管）器件的驱动及开关特性。PWM信号发生器采用TL494芯片，GTR、MOSFETGTO的驱动电路由分立器件组合而成，IGBT采用专门集成驱动芯片，它们都具有过流保护功能，确保功率器件可靠的工作，从而降低了损坏的可能性。3 电力电子技术实验本章内容主要是关于晶闸管的各种实验，其中包括单相、三相整流和有源逆变电路，直流斩波电路，单相、三相交流调压电路，单相、三相交流调压电路，单相并联逆变电路，电压型逆变器，电流型逆变器，晶闸管器件及触发、驱

24、动电路。实验一 单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路实验一、实验目的1. 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用；2. 掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法；3. 对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作作全面分析；4. 了解续流二极管的作用。二、实验线路及原理熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极，即构成如图3-1所示的实验线路。三、实验内容1. 单结晶体管触发电路的调试；2. 单结晶体管触发电路各点电压波形的观察；3. 单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/UUV=f（）特性的

25、测定；4. 单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察；四、实验设备1. 电力电子实验台2. JPDL09实验箱3. JPDL08实验箱4. JPDJ10实验箱（或JPDL11实验箱）5. 示波器（自备）；6. 万用表（自备）。五、预习要求1. 阅读第二章相关介绍及教材中有关单结晶体管触发电路的内容，了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉JPDL09实验箱；2. 复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时，电路各部分的电压和电流波形；3. 掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。六、思考题1. 单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中的各元件

26、有什么关系？2. 单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象？如何解决？七、实验方法1单结晶体管触发电路的调试将实验台交流电源切换到“直流调速（或调压器调到115V）”状态，此时U、V间输出电压为220V(在电网相电压为220V前提下),JPDL09的电源接U、V两相。打开实验箱电源开关，用示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出梯形波、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相可变电位器RP1，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在20o180o范围内。2单结晶体管触发电路各点波形的记录将单结晶体管触发电路的各点波形描绘下来，并与理论波形进行比较。3单相半波可

27、控整流电路接纯阻性负载触发电路调试正常后，按图3-1电路图接线，负载为JPDJ10实验箱或JPDL11的白炽灯泡，选择大小合适的电阻值。合上电源，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形UT，调节电位器RP1，观察=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、UT波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表3-1中。表3-130o60o90o 120o150o180oU2Ud（记录值）Ud/ UUVUd（计算值）4单相半波可控整流电路接电阻电感性负载将负载改接成阻感性负载（由JPDJ10实验箱的可变电阻或JPDL11的白炽灯与电抗器串联而成）。不接续流二极管

28、VD，在不同阻抗角（改变Rd的电阻值）情况下，观察并记录=30o、60o、90 o、120o时的Ud及Ue的波形。并测定直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表3-2中。表3-230°60°90°120°（记录值）（计算值）接入续流二极管VD1，重复上述实验，观察续流二极管的作用，以及波形的变化。并测定直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表3-3中。表3-330°60°90°120°（记录值）（计算值）计算公式：Ud=0.45*UUV*（1+cos）/2八、实验报告1. 画出单结晶体管触发电路各点的电压波形；

29、2. 画出=90o时，电阻性负载和电阻电感性负载的Ud、UT波形。3. 画出电阻性负载时Ud/UUV=f（）的实验曲线，并与计算值Ud的对应曲线相比较。4. 分析实验中出现的现象，写出体会。九、注意事项1. 双踪示波器两个探头的地线端应接在电路的同电位点，以防通过两探头的地线造成被测量电路短路事故。示波器探头地线与外壳相连，使用时应注意安全。2. 在本实验中，触发脉冲是从外部接入JPDL08面板上晶闸管的门极和阴极，此时，应将所用晶闸管对应的触发脉冲开关拨向“断开”位置。3. 当有触发脉冲而主电路没有故障，而晶闸管不能触发导通，有可能是同步信号反相，只需颠倒一下JPDL09电源的极性即可。实验

30、二 锯齿波同步移相触发电路一、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. 掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。二、实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路的原理请参看第二章相关介绍及教材有关内容。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见实验箱面板和电力电子技术教材中的相关内容。 三、实验内容1. 锯齿波同步移相触发电路的调试；2. 锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。四、实验设备1. 电力电子实验台2. JPDL09实验箱3. JPDL08实验箱4. JPDJ10实验箱；5. 示波器（自备）；6

31、. 万用表（自备）。五、预习要求1. 阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理；2. 掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。六、思考题1. 锯齿波同步移相触发电路有哪些特点？2. 锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关？3. 为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大？七、实验方法1. 接通电源，用示波器观察各观察孔的电压波形。2. 观察“1”、“2”孔的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”孔电压波形的关系；3. 观察“3”-“5”孔电压波形和输出电压Ug的波形，记下各波形的幅值与宽度，并

32、比较“3”孔电压和“5”孔电压的对应关系；4. 调节触发脉冲的移相范围。5. 将控制电压Uct调至零（调电位器RP2），用示波器观察同步信号、“1”孔电压 “5”孔的波形，调节偏移电压Ub（即调RP3），使=180o。6. 调节Uct使=60o，观察并记录U1-U5，及输出脉冲电压Ug的波形，标出其幅值与宽度并记录在下表3-3中（可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/cm”和“t/cm”的旋钮放置在校准位置，以防读数误差）。表3-3U1U2U3U4U5U6幅度（V）幅度（ms）八、实验报告1. 整理、描绘实验中记录的各点波形，并标出其幅值和宽度；2. 总结锯齿波同步触发电路移相范围的调

33、试方法，如果要求在Uct=0的条件下，使=90o，如何调整？3. 分析实验中出现的各种现象。九、注意事项1. 双踪示波器两个探头的地线端应接在电路的同电位点，以防通过两探头的地线造成被测量电路短路事故。示波器探头地线与外壳相连，使用时应注意安全。2. 在本实验中，触发脉冲是从外部接入JPDL08面板上晶闸管的门极和阴极，此时，应将所用晶闸管对应的触发脉冲开关拨向“断开”位置。3. 当有触发脉冲而主电路没有故障，而晶闸管不能触发导通，有可能是同步信号反相，只需颠倒一下JPDL09电源的极性即可。4. 观察输出脉冲波形时，应将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门有和阴极，否则，可能无法观察到触发

34、波形。附录：JPDL 09晶阐管触发电路实验箱（6） 锯齿波同步移相触发电路原理图如图2-16所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形脉冲放大等环节组成。由T1、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由T1等元件组成的恒流源电路及T2、T3、C2等组成锯齿波形成环节。控制电压Uct、偏移电压Ub和锯齿波电压Ut在T4基极叠加，从而构成移相控制环节。T5、T6构成脉冲形成放大环节，脉冲变压器输出触发脉冲。实验三 单相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的1. 加深理解单相桥式全控整流及单相有源逆变电路

35、的工作原理；2. 研究单相桥式变流电路整流的全过程；3. 研究单相桥式变流电路由整流切换到逆变的全过程，掌握实现有源逆变的条件；4. 掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。二、实验线路及原理图3-7为本实验的实验原理图。将JPDL03实验箱中整流电路作为逆变桥的直流电源，逆变变压器采用JPDL03实验箱，回路中接入平波电抗器L（700mH）及限流电阻Rd。有关实现有源逆变的原理及实现条件可参见教材的有关内容。触发电路采用JPDL09组件实验箱上的锯齿波同步移相触发电路。三、实验内容1. 单相桥式全控整流电路带阻感性负载；2. 单相桥式有源逆变电路带阻感性负载；3. 有源逆变电路逆变颠覆现象的观察；

36、四、实验设备1. 电力电子实验台；2. JPDL03实验箱3. JPDL08实验箱4. JPDL09实验箱5. JPDJ10实验箱(JPDL11实验箱)；6. 示波器（自备）；7. 万用表（自备）。五、预习要求1. 阅读教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容，掌握单相桥式全控整流电路带不同负载时的工作原理；2. 阅读教材中有关有源逆变电路的内容，掌握实现有源逆变的基本条件。3. 六、思考题4. 实现有源逆变的条件是什么？在本实验中如何保证能满足这些条件？5. 实验电路中逆变变压器的作用是什么？七、实验方法1. 按图3-7接线，图中变压器的AX端为220V，AmXm端为110V，在进行有源逆变

37、，变压器为逆变变压器。将锯齿波触发电路的输出脉冲端分别接至JPDL08中相应晶闸管的门极和阴极，并将触发脉冲开关断。2. 单相桥式全控整流电路开关S合向左端。调节锯齿波触发电路中的移相调节电位器RP2，使Uct=0，调节偏移电位器RP3使=150o。保持Ub不变（即RP3固定），逐渐增加Uct在=0-90º的范围内，做单相桥式全控整流电路带阻感性负载实验，在=0o、30o、60o、90o时，用示波器观察、记录整流电压Ud晶闸管两端电压UT的波形，并记录U2、Ud的数值于下表3-4中。表3-40o30o60o90o120o150oUUVUd（记录值）Ud（计算值）计算公式：Ud=0.9

38、*U2*cos。3单相桥式有源逆变电路断开电源，将开关S拔向有源逆变直流电源端（三相不控整流桥）。调节Uct=0时，=30 o即=150o。合上主电路电源，在=30o、60o、90o时，用示波器观察并记录Ud、UT的波形，并在上表中记录UUV、Ud的数值。当90o时，晶闸管过渡到整流状态，此时输出电压极性改变。4逆变颠覆现象的观察调节Uct，使=150º，合上主电路电源，观察Ud波形。突然关断触发脉冲，用双踪示波器观察逆变颠覆现象，记录逆变颠覆时的Ud波形。八、实验报告1. 实验前说明该实验所需挂件，利用所给挂件外接线图绘制实验电气接线图。2. 画出=0o、30o、60o、90o、1

39、20o、150o的Ud和UT的波形；3. 画出电路的移相特性Ud=f（）曲线；4. 分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆后会产生的后果。九、注意事项1. 双踪示波器两个探头的地线端应接在电路的同电位点，以防通过两探头的地线造成被测量电路短路事故。示波器探头地线与外壳相连，使用时应注意安全。2. 在本实验中，触发脉冲是从外部接入JPDL08面板上晶闸管的门极和阴极，此时，应将所用晶闸管对应的触发脉冲开关拨向“断开”位置。3. 当有触发脉冲，主电路也没有故障，而晶闸管不能触发导通，有可能是同步信号反相，只需颠倒JPDL09电源的极性即可。4. 结束实验时，应先将电压表与电路分离，将电流表用线短接掉，以防止

40、仪表的损坏。5. 为了防止过流，完成从整流到逆变的过程，主电路应串入适当阻值的电阻。实验四 三相半波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，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情况。二、 实验所需挂件及附件1 电力电子实验台2 JPDL08三相变流桥路3 JPDL11给定、负载及吸收电路4 JPDJ10可调电阻器5 双踪示波器(自备)6 万用表(自备)三、 实验线路及原理三相半波可控整流电路用了三只晶闸管，与单相电路比较，其输出电压脉动小，输出功率大。不足之处是晶闸管电流即变压器的副边电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率较低。图34中晶

41、闸管用JPDL08正桥组的三个，电阻R用JPDJ10可调电阻器，接成并联形式，Ld电感用JPDL08面板上的700mH，其触发信号由JPDL08内部提供，只需在外部加一个给定电压接到Uct端即可。直流电压、电流表由JPDL-4控制屏上获得。图34三相半波可控整流电路实验原理图四、 实验内容（1） 研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。（2） 研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。五、 预习要求阅读电力电子技术教材中有关三相半波整流电路的内容。六、 思考题（1） 如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？（2） 根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电路的最大输出电流？七、

42、实验方法（1） JPDL08上“触发电路”的调试打开JPDL-4总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。将JPDL-4“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速（或调压器调到115V）”侧。打开JPDL08电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“宽”的发光管亮。观察A、B、C三相的锯齿皮，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。将JPDL11上的“给定”输出Ug直接与JPDL08上的移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地位置（即Uct=0），调节JPDL08上的偏移电压电位器

43、，用双踪示波器，用双踪示踊器观察A相锯齿波和“双脉冲观察孔”VT1的输出波形，使=170°。适当增加给定Ug的正电压输出，观测JPDL08上“触发脉冲观察孔”的波形，此时应观测到宽脉冲。将JPDL08面板上的Ulf端接地，将“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”，观察正桥VT1VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。（2）三相半波可控整流电路带电阻性负载按图34接线，将滑线变阻器放大最大阻值处，按下“启动”按钮，JPDL11上的“给定”从零开始，慢慢增加移相电压，使能从30°到170°范围内调节，用示波器观察并记录=30°、60°、90&#

44、176;、120°、150°时整流输出电压Ud和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录相应的电源电压U2及Ud的数值于下表中30°60°90°120°150°U2Ud（记录值）Ud/U2Ud（计算值）（3）三相半波整流带电阻电感性负载将JPDL08上700mH的电抗器与负载电阻R串联后接入主电路，观察不同移相角时Ud、Id的输出波形，并记录相应的电源电压U2及Ud、Id值，画出=90°时的Ud及Id波形图。30°60°90°120°U2Ud（记录值）Ud/U2Ud（计算值）八、实

45、验报告绘出当=90°时，整流电路供电给电阻性负载、电阻电感性负载时的Ud及Id的波形，并进行分析讨论。九、注意事项（1双踪示波器两个探头的地线端应接在电路的同电位点，以防通过两探头的地线造成被测量电路短路事故。示波器探头地线与外壳相连，使用时应注意安全。（2）在本实验中，触发脉冲是从外部接入JPDL08面板上晶闸管的门极和阴极，此时，应将所用晶闸管对应的触发脉冲开关拨向“断开”位置。（3）整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。实验五 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的1. 加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理；2. 了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的

46、波形。二、实验线路及原理实验线路如图3-11所示。主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成；触发电路为JPDL08中的集成触发电路，由KC04、KC41、KC42等集成芯片（或 TCA758）组成，可输出经高频调制后的宽脉冲链。三相桥式整流及逆变电路的工作原理以及集成触发电路的原理可参考有关教材内容。三、实验内容1. 电力电子实验台2. 三相桥式全控整流电路带大电感负载；3. 三相桥式有源逆变电路；4. 观察整流或有源逆变状态下，模拟电路故障现象时的各电压波形。四、实验设备1. 电力电子实验台2. JPDL03实验箱3. JPDL08实验箱4. JPDL11实验箱5.

47、JPDJ10实验箱6. 示波器(自备)；7. 万用表(自备)。五、预习要求1. 阅读电力电子技术教材中三相桥式全控整流电路的有关内容，掌握三相桥式全控整流电路带大电感负载时的工作原理；2. 阅读教材中有源逆变电路的有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件；3. 学习有关集成触发电路的内容，掌握该触发电路的工作原理。六、思考题1. 如何解决主电路和触发电路的同步问题？在本实验中，主电路三相电源的相序能任意确定吗？2. 在本实验中，在整流向逆变切换时，对角有什么要求？为什么？七、实验方法1. JPDL08的调试（1） 观察电源控制屏上三相交流电源的电压表指示值，三相是否平衡。（2） 电源控制屏上交流电

48、源输出切换到“直流调速（或调压器调到115V）”；（3） 将触发脉冲,打到宽脉冲,用示波器观察6个触发脉冲，应使其间隔相互间隔60o,三角波的斜率应调到一致。（4） 将给定器G的输出端“Ug”接至JPDL08面板上的“移相控制电压”Uct端，调节偏移电压电位器RP，使Uct=0时（可直接接地，以保证输入为零），=150o。 （5） 将JPDL08面板上的UIf（当三相桥式全控变流电路使用正桥VT1-VT6时）接地，将正组桥触发脉冲的6个开关拨到“接通”，用示波器观察晶闸管的门极与阴极的触发脉冲是否正常。2. 三相桥式全控整流电路（1） 按图3-11接线，其中全控桥的三相接JPDL03的变压器的

49、110V绕组，变压器原边接电源三相，变压器为Y/Y12点接法，将开关“S”拨向左边的短接线端，给定器JPDL11上的“正给定”输出为零（逆时针旋到底）；合上主电路开关，调节给定电位器，加移相电压，使角在30o90o范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻Rd，使得负载电流Id保持在0.6A左右（注意Id不得超过0.65A）。用示波器观察并记录=30o，60o，90o时整流电压ud和晶闸管两端电压UT的波形，并记录相应的Ud、Uct数值于下表3-8中。表3-830o60o90o120oUctUd（记录值）Ud（计算值）计算公式：Ud=2.34*UUV*cos（2） 模拟故障现象当=60o时，将

50、示波器所观察的晶闸管的触发脉冲钮子开关拨向“断开”位置，或将“UIf”端的接地线断开，模拟晶闸管失去触发的故障，观察并记录这时的Ud、UT的变化情况。3 三相桥式有源逆变断开三相桥式有源逆变电路主电源开关后，将开关“S”拨向右边的不控整流桥端。调节给定电位器逆时针到底，即使给定器输出为零；合上电源开关，观察并记录=30o，60o，90o时电路中Ud、UT的波形，并记录相应的Ud、Uct数值于上表中。调节偏移电压Ub，使<30 o ，观察逆变失败现象。八、实验报告1. 画出电路的移相特性Ud=f（）；2. 画出触发电路的传输特性=f（Uct）；3. 画出=30o，60o，90o，120o，150o时的整流电压Ud和晶闸管两端电压UT的波形；4. 简单分析模拟故障现象。九、注意事项1. 双踪示波器两个探头的地线端应接在电路的同电位点，以防通过两探头的地线造成被测量电路短路事故。示波器探头地线与外壳相连，使用时应注