电力电子实验

1、实验一 单相桥式半控整流电路实验一实验目的1研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻电感性负载及反电势负载时的工作。2 NMCL36B）锯齿波触发电路的工作。3进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。二实验线路及原理见图1-2。三实验内容1单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。2单相桥式半控整流电路供电给电阻电感性负载（带续流二极管）。4单相桥式半控整流电路供电给电阻电感性负载（断开续流二极管）。四实验设备及仪器1教学实验台主控制屏2NMCL33组件3NMCL36B组件4NMEL03/4组件5二踪示波器（自备）6万用表（自备）五注意事项1实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本

2、装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。2为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。（2）在控制电压Uct=0时，接通主电源。然后逐渐增大Uct，使整流电路投入工作。（3）断开整流电路时，应先把Uct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。3注意示波器的使用。4NMCL33的内部脉冲需断开。六实验方法1将NMCL36B面板左上角的同步电压输入接MEL-002T的U、V输出端。MEL-002T“三相交流电源”。合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，调节实验台侧面旋钮，使主控制屏U、V、W端输

3、出220V电压。观察NMCL36B)锯齿波触发电路中各点波形是否正确，确定其输出脉冲可调的移相范围。并调节偏移电阻RP2，使Uct=0时，=150°。2单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载：按图1-2接线，并短接平波电抗器L。调节电阻负载RD（可选两电阻并联，最大电流为0.8A）至最大。（a）NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。合上主电路电源， 调节NMCL-31A的给定电位器RP1，使=90°，测取此时整流电路的输出电压Ud=f（t），输出电流id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形，并测定交流输入电压U2、整流输出电压Ud，验证

4、。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。（b）采用类似方法，分别测取=60°，=30°时的Ud、id、Uvt波形。3单相桥式半控整流电路供电给电阻电感性负载（a）接上续流二极管，接上平波电抗器。NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。合上主电源。（b）调节Uct，使=90°，测取输出电压Ud=f（t），整流电路输出电流id=f（t）以及续流二极管电流iVD=f（t）波形，并分析三者的关系。调节电阻RD，观察id波形如何变化，注意防止过流。（c）调节Uct，使分别等于60°、90°时，测取U

5、d，iL，id，iVD波形。（d）断开续流二极管，观察Ud=f（t），id=f（t）。突然切断触发电路，观察失控现象并记录Ud波形。若不发生失控现象，可调节电阻Rd。七实验报告1绘出单相桥式半控整流电路供电给电阻负载，电阻电感性负载情况下，当=90°时的Ud、id、UVT、iVD等波形图并加以分析。2作出实验整流电路的输入输出特性Ud=f（Uct），触发电路特性Uct=f（）及Ud/U2=f（）曲线。 3分析续流二极管作用及电感量大小对负载电流的影响。八思考1 在可控整流电路中，续流二极管VD起什么作用？在什么情况下需要接入？2 能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？实验

6、二 三相桥式全控整流电路实验一实验目的1熟悉NMCL-33组件。2熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。二实验内容1三相桥式全控整流电路2三相桥式有源逆变电路3观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。三实验线路及原理实验线路如图1-7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桥组成。触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。四实验设备及仪器1教学实验台主控制屏2NMCL33组件3NMEL03/4组件4NMEL01组件5二踪示波器（自备）6万用表（自备）五实验方法1未上主

7、电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。（2）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。（3）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V2V的脉冲。注：将面板上的Ublf（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。（4）将NMCL-31A的给定器输出Ug接至NMCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使a=150o。 2三相桥式全控整流

8、电路 按图1-7接线，AB两点断开、CD两点断开，AD连接在一起，并将RD调至最大。MEL-002T“三相交流电源”。合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，调节实验台侧面旋钮，使主控制屏U、V、W端输出220V电压.。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。3三相桥式有源逆变电路断开电源开关后，断开AD点的连接，分别连接AB两点和CD两点。调节Uct，使a仍为150O左右。合上主电源。调节Uct，观察a=90O、120O、150O时, 电路

9、中ud、uVT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。4电路模拟故障现象观察。在整流状态时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察并记录此时的ud波形。六实验报告1画出电路的移相特性Ud=f(a)曲线；2作出整流电路的输入输出特性Ud/U2=f（）；3画出三相桥式全控整流电路时，a角为30O、60O、90O时的ud、uVT波形；4画出三相桥式有源逆变电路时，角为150O、120O、90O 时的ud、uVT波形；5简单分析模拟故障现象；实验三 GTR、GTO、MOSFET、IGBT的特性与驱动电路研究一实验目的1熟悉GTR、GTO、MOSFET、IGBT的开关特性

10、。2掌握GTR、GTO、MOSFET、IGBT缓冲电路的工作原理与参数设计要求。3掌握GTR、GTO、MOSFET、IGBT对驱动电路的要求。4熟悉GTR、GTO、MOSFET、IGBT主要参数的测量方法。二实验内容1、GTR的特性与驱动电路研究2、GTR的特性与驱动电路研究3、GTR的特性与驱动电路研究4、GTR的特性与驱动电路研究三实验设备和仪器1NMCL-07C电力电子实验箱2双踪示波器（自备）3万用表（自备）4教学实验台主控制屏四实验方法1、GTR的特性与驱动电路研究（1）GTR的贝克箝位电路性能测试（a）不加贝克箝位电路时的GTR存贮时间测试将开关S1拨到15V，S2接地，PWM波形

11、发生器的输出端“21”（占空比为50%）与面板上的“20”相连，“24与“10”、“11与“15”、 “17”与GTR的“B”端，“14”与GTR的“E”端、18”与主回路的“3”、 “19”与主回路“1”、GTR的“C”端相连。用双踪示波器观察基极驱动信号ub（“15”与“18”之间）及集电极电流ie（“14”与“18”之间）波形，记录存贮时间ts。ts=（b）加上贝克箝位电路后的GTR存贮时间测试在上述条件下，将“15”与“16”相连，观察与记录ts的变化。ts=（2）不同负载时GTR的开关特性测试（a）电阻负载时的开关特性测试GTR：将开关S1拨到15V，S2接地，PWM波形发生器的“2

12、1”与面板上的“20”相连，“24与“10”、“12”、“13”与“15”、“17”与GTR的“B”端、14”和GTR的“E”端、“18”与主回路的“3”相连、GTR“C”端与主回路的“1”相连。用示波器分别观察，基极驱动信号ib(“15”与“18”之间) 的波形及集电极电流ie(“14”与“18”之间) 的波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。ton= us，ts= us，tf= us（b）电阻、电感性负载时的开关特性测试除了将主回器部分由电阻负载改为电阻、电感性负载以外（即将“1”断开，而将“2”相连)，其余接线与测试方法同上。ton= us，ts= us，tf= us（3

13、）不同基极电流时的开关特性测试（a）断开 “13”与“15”的连接，将基极回路的“12”与“15”相连，其余接线同上，测量并记录基极驱动信号ib（“15”与“18”之间）及集电极电流ie（“14”与“18”之间）波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。（b）将GTR的“12”与“15”的连线断开，将“11”与“15”相连，其余接线与测试方法同上。ton= us，ts= us，tf= us（4）GTR有与没有基极反压时的开关过程比较（a）没有基极反压时的开关过程测试-与上述3测试方法相同。（b）有基极反压时的开关过程测试GTR：将原来的“18”与“3”断开，并将“18”与“9”以及

14、“8”与“3”相连，其余接线同上，测量并记录基极驱动信号ib（“15”与“8”之间）及集电极电流ie（“14”与“8”之间）波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。ton= us，ts= us，tf= us（5）并联缓冲电路作用测试（a）带电阻负载GTR：“4”与GTR的“C”端相连、“5”与GTR “E”端相连，观察有没有缓冲电路时 “18”与“15”及“18”与GTR的“C”端之间波形。（b）带电阻，电感负载将1断开，将2接入，观察有与没有缓冲电路时 “18”与“15”及“18”与GTR“C”之间波形。2、GTO的特性与驱动电路研究（1）.不同负载时GTO的开关特性测试（a）

15、电阻负载时的开关特性测试GTO：将开关S1拨到5V，S2接5V，PWM波形发生器的“21”与面板上的“20”相连，“24”与“25”、“29”与功率器件GTO的“G”端、主回路的“1”与“A”端、“K”端与“14”、“18”与主回路的“3”相连。用示波器分别观察，门极驱动信号ig(“G”端与“18”之间) 的波形及集电极电流ik(“A”端与“18”) 的波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。ton= us，ts= us，tf= us（b）电阻、电感性负载时的开关特性测试除了将主回器部分由电阻负载改为电阻、电感性负载以外（即将“1”断开，而将“2”相连)，其余接线与测试方法同上。

16、ton= us，ts= us，tf= us（2）并联缓冲电路作用测试（a）带电阻负载GTO：“6”与GTO的“A”端相连、“7”与“K”端相连，观察有与没有缓冲电路时 GTR的“G”端与“18”及“GTO的A端” 与“18”之间波形。（b）带电阻，电感负载将1断开，将2接入，有与没有缓冲电路时，观察波形的方法同上。3、MOSFET的特性与驱动电路研究（1）不同负载时MOSFET的开关特性测试（a）电阻负载时的开关特性测试MOSFET：将开关S1拨到15V，S2接地，PWM波形发生器的“21”与面板上的“20”相连，“26”与功率器件MOSFET的“G”端、“D”端与主回路的“1”、“S”端与“

17、14” 、“18”与主回路的“3”相连。 用示波器分别观察，栅极驱动信号ib（“G”端与“18”之间) 的波形及电流ic(“14”与“18”之间) 的波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。 ton= us，ts= us，tf= us（b）电阻、电感性负载时的开关特性测试 除了将主回器部分由电阻负载改为电阻、电感性负载以外（即将“1”断开，而将“2”相连)，其余接线与测试方法同上。 ton= us，ts= us，tf= us（2）不同栅极电流时的开关特性测试（a）断开 “26”与“G”端的连接，将栅极回路的“27”与“G”端相连，其余接线同上，测量并记录栅极驱动信号ig（“G”端

18、与“18”之间）及电流is（“14”与“18”之间）波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。（b）断开 “27”与“G”端的连接，将栅极回路的“28”与“G”端相连，其余接线与测试方法同上。 ton= us，ts= us，tf= us（3）MOSFET有与没有栅极反压时的开关过程比较（a）没有栅极反压时的开关过程测试-与上述2测试方法相同。（b）有栅极反压时的开关过程测试 MOSFET：将原来的“18”与“3”断开，并将“18”与“9”以及“8”与“3”相连，其余接线与测试方法同上。 ton= us，ts= us，tf= us（4）并联缓冲电路作用测试（a）带电阻负载 MOSFE

19、T：“6”与MOSFET的“D”端相连、“7”与“S”端相连，观察有与没有缓冲电路时 “G”端与“18”及MOSFET的“D”端与 “29”之间波形。（b）带电阻，电感负载将1断开，将2接入，有与没有缓冲电路时，观察波形的方法同上。4、IGBT的特性与驱动电路研究（1）不同负载时IGBT的开关特性测试（a）电阻负载时的开关特性测试 IGBT：将开关S1拨到15V，S2接地，PWM波形发生器的“21”与面板上的“20”相连，“26”与功率器件IGBT的“G”端、“C”端与主回路的“1”、“E”端与“14” 、“18”与主回路的“3”相连。 用示波器分别观察，栅极驱动信号ib(“G”端与“18”之间) 的波形及电流ie(“14”与“18”) 的波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。 ton= us，ts= us，tf= us（b）电阻、电感性负载时的开关特性测试 除了将主回器部分由电