电力电子实验指导书完全版

1、电力电子实验指导书完全版电力电子技术实验指导书实验一单相半波可控整流电路实验 1实验二三相桥式全控整流电路实验 4实验三单相交流调压电路实验 7实验四三相交流调压电路实验 9实验装置及控制组件介绍 1114实验一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 .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做全面分析；3 . 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1-1所示的实验线路

2、。图1-1单结晶体管触发的单相半波可控整流电路三、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/U2=f ( a )特性的测定;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. RTDL0致验箱3. RTDL0政验箱4. RTDL11实验箱5. RTDJ3放验箱6. 示波器；7. 万用表；五、预习要求1 . 了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉RTDL0皎验箱；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

3、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 .单相半波可控整流电路接纯阻性负载调试触发电路正常后，合上电源，用示波器观察负载电压 Ud、晶I、管VT两 端电压波形Uvt,调节电位器RP1,观察a =30°、60°、90°、120°、150°、180o时 的Ud Uvt波形，并测定直流输出电压 Ud和电源电压L2,记录于下表1-1中。表1-1a30°60°90°120°150°

4、180°UUd （记录值）Ud/ U2Ud （计算值）2.单结晶体管触发电路的调试RTDL09的电源由电源电压提供（下同）,打开实验箱电源开关，按图1-1电 路图接线，负载为RTDJ3放验箱，选择最大的电阻值，调节移相可变电位器RP1, 用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形（即用于单相半波可控整流的触发脉冲）。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（由滑动变阻器Rd与平波电抗器串联而成，RTDL08实验箱提供电感）。不接续流二极管VD,在不同阻抗角（改变Rd的电阻值）情况下， 观察并记录a =30°、60°、90 °、12

5、0°时的Ud及Uvt的波形。接入续流二极管VD重复上述实验，观察续流二极管的作用记录于下表 1-2中 计算公式：Ud=0.45*U 2* （1+c°sa） /2表1-2a30°60°90°120°150°180°U2Ud （记录值）Ud/ U2Ud （计算值）八、实验报告1 .画出a=90o时，电阻性负载和电阻电感性负载的 Ud Uvt波形；2 .分析实验中出现的现象，写出体会。九、注意事项1 .在本实验中，触发脉冲是从外部接入 RTDL080板上晶闸管的门极和阴极，止匕时, 应将所用品闸管对应的触发脉冲开关拨向“

6、断开”位置；2 .实验报告及时上交；3 .波形图注意横纵坐标（时间，电压）单位；4 .实验完毕整理好导线及挂箱；5 .先关闭电源再记录波形；6 .实验台小蓝本实验情况记录；7 .注意万用表的使用贯穿整个实验！ !测量电流和电压测量方法不同，防止短路。实验二三相桥式全控整流电路实验一、实验目的1 .加深理解三相桥式全控整流电路的工作原理；2 . 了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。二、实验线路及原理实验线路如下图所示。主电路由三相全控变流电路；触发电路为RTDL08中的集成触发电路，由KC04 KC41 KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。三 相桥式整流电路的工作原

7、理以及集成触发电路的原理可参考电力电子技术教材的有关内图2-1三相桥式全控整流电路及三相有源逆变电路三、实验内容1 .三相桥式全控整流电路带大电感负载；2 .观察整流状态下，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 . RTDL0政验箱3 . RTDL11实验箱4 . RTDJ3放验箱5 .示波器；6 .万用表。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 .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

8、的相序能 任意确定吗？七、实验方法1. RTDL08勺调试(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)将示波器探头接到“脉冲观察孔”和“锯齿波观察孔”，观察6个触发脉冲；(3)将RTDL080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)纯电阻性负载按图接线，接电源三相，相电压小于 55V;同时，将负载电阻Rd调整到最大 值，。用示波器观察并记录 a =30°, 60°, 90o时整流电压Ud和晶闸管

9、两端电压Uvt 的波形，并记录相应的Ud Uvt数值于下表2-1中。表2-1a0°30°60°90°120°UvtUd (记录值)Ud (计算值)计算公式：Ud=2.34*U2*cos a (a060°)Ud=2.34*U2*1+cos (兀 /3 + a ) (a >60°)(2)阻感性负载将负载变为阻感性负载(电感由RTDL08实验箱提供)，用示波器观察并记录a =30°, 60°, 90°时整流电压Ud和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录相应的Ud、 Uvt数值于下表2-2中。表2-

10、2a0°30°60°90°UvtUd (记录值)Ud (计算值)计算公式：Ud=2.34*U*c°s a(3)模拟故障现象当a=60o时，将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 Uvt的变化情况。八、实验报告1 .画出电路的移相特性 Ud=f ( a )；2 .画出a =30°, 60°, 90°, 120o时的整流电压Ud和晶闸管两端电压Uvt的波形； 九、注意事项1 .结束实验时，应先将电压表与电路分离，将电流表用

11、线短接掉，以防止仪表的损 坏；2 .电源控制屏的电压指针不精确，需要使用万用表；3 .实验报告及时上交；4 .波形图注意横纵坐标(时间，电压)单位；5 .实验完毕整理好导线及挂箱；6 .先关闭电源再记录波形；7 .实验台小蓝本实验情况记录。实验三 单相交流调压电路实验一、实验目的1 .加深理解单相交流调压电路的工作原理；2 .加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求；3 . 了解KC05晶闸管移相触发器的原理和应用。二、实验线路及原理本实验采用了 KC05晶闸管移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两个反并联品 闸管电路的交流相位控制，具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简

12、单、易于集中控 制、有失交保护、输出电流大等优点。单相品闸管交流调压器的主电路由两个反向并联的品闸管组成，图3-1为其原理图图3-1单相交流调压主电路三、实验内容1 . KC05集成移相触发电路的调试；2 .单相交流调压电路带纯阻性负载；3 .单相交流调压电路带阻感性负载。四、实验设备1 .电力电子实验台2 . RTDL0盼验箱3 . RTDL0皎验箱4 . RTDJ37实验箱5 .示波器6 .万用表五、预习要求1 .阅读电力电子技术教材中有关交流调压器的内容，掌握交流调压器的工作原理；2 .学习有关单相交流调压器及其触发电路的内容，了解KC05晶闸管触发芯片的工作 原理及在单相交流调压电路中

13、的应用。六、思考题1 .交流调压器在带电感性负载时可能会出现什么现象？为什么？如何解决？2 .交流调压器有哪些控制方式？应用场合有哪些？七、实验方法1 . KC05集成品闸管移相触发器调试连接单相交流调压电路后，打开 RTDL0如源开关，即将同步变压器的同步电压接入电 路；用示波器观察 Ug1、Ug2的波形。调节电位器 RP1,观察锯齿波斜率能否变化；调节 RP2观察输出脉冲的移相范围如何变化，移相能否达到 180°。2 .单相交流调压器带纯阻性负载将RTDL080板上的两个晶闸管反并联而构成交流调压器，将RTDL091单相交流调压触发器的输出脉冲端“ G1”、“K1”、"

14、G2'和“K2”分别接至主电路相应晶闸管的门极和阴 极，接上电阻性负载；用示波器观察负载电压、晶闸管两端电压 Uvt的波形。调节电位器 RP2观察不同a角时各点波形的变化；并记录 a =60°,90°,1200时的波形。3 .单向交流调压器接阻感性负载断开电源，改接阻感性负载。合上电源，用示波器同时观察负载电压 u;调节Rd的数 值，使阻抗角甲为一定值；观察在不同a角时波形的变化情况，记录 a>¥、a=V、a< 甲三种情况下负载两端电压U的波形。八、实验报告1 .整理、画出实验中记录下的各类波形；2 .分析电阻电感负载时，a角与甲角相应关系的变

15、化时调压器工作的影响；3 .分析实验中出现的各种问题。九、注意事项1 .实验报告及时上交；2 .波形图注意横纵坐标（时间，电压）单位;3 .实验完毕整理好导线及挂箱；4 .先关闭电源再记录波形；5 .实验台小蓝本实验情况记录。实验四三相交流调压电路实验一、实验目的1. 加深理解三相交流调压电路的工作原理；2. 了解三相交流调压电路带不同负载时的工作原理；3. 了解三相交流调压电路触发电路的工作原理。二、实验线路及原理本实验采用的三相交流调压器为三相三线制，由于没有中线，每相电流必须从另一相流出 以构成回路。交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。实验装置中使用后沿固定、 前沿可变的宽脉冲链。

16、实验线路如图 4-1所示。Rd4-1三相交流调压主电路原理图三、实验内容1 .三相交流调压器触发电路的调试2 .三相交流调压电路带纯阻性负载四、实验设备1 .电力电子实验台2 . RTDL0盼验箱3 . RTZN08/流电流表）4 . RTDJ5 .示波器6 .万用表五、预习要求1 .阅读教材中有关交流调压器的内容，掌握交流调压器的工作原理；2 . 了解如何使三相可控整流电路的触发电路适用于三相交流调压电路六、实验方法1 .主控制屏调试及开关设置（1）开关设置：RTDL08的触发脉冲指示：“宽” ；II桥工作状态指示：“其他”。（2）在“双脉冲”观察孔中观察后沿固定、前沿可调的宽脉冲链（同三相

17、桥式全控整流电路的实验）。2 .三相交流调压器带电阻性负载使用正桥晶闸管VT1VT6按图3-10连成三相交流调压器主电路，其触发脉 冲已通过内部连线接好，只要将正桥触发脉冲的6个开关拨至“接通”，“UIf”端接地即可。接上三相电阻负载，接通电源，用示波器观察并记录a=0°、30°、60°、90°、120°、150°时的输出电压波形，并记录相应的输出电压有效值添 入下表4-1中。表4-1a0°30°60°900120°150°U七、实验报告1 .整理并画出实验中记录下的波形；2 .讨论、

18、分析实验中出现的各种问题八、注意事项1 .实验报告及时上交；2 .波形图注意横纵坐标（时间，电压）单位；3 .实验完毕整理好导线及挂箱；4 .可先关闭电源实验台电源再记录波形（利用示波器保存功能）5 .实验台小蓝本实验情况记录。实验装置及控制组件介绍1. RTDL 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220V/110V/55V(Y /Y/Y)。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。2. RTDL 08三相变流桥路a.该实验箱装有12只晶闸管，其中SCR1SCR6正组桥，SCR1SCR6反组桥，所 有品闸管均配有阻容吸收、熔丝保护。触

19、发电路采用三片KC04 一片KC41和一片KC422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和双窄脉冲。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RP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。单向交流调功电路触发电路，原理如下图。单相交流

20、调功控制电路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。3. RTDL09fl闸管触发电路实验箱该挂件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2晶体管T3、整流稳压环节及由T1、T2等组图2-14单结晶体管触发电路成的等效可变电阻组成。由同步变压器副边输出6

21、0V的交流同步电压Ur,经VD1 半波整流，再由稳压管 DW1 DW24行削波，从而得到梯形波电压，具过零点与 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廿时，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图2-15正弦波同步触发电路节组成，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 UK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 5。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的集电极通过C4 RP3耦合至U 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