电力电子(成品)(共22页)

1、河南机电(jdin)高等专科学校实训(实验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)单相半波可控整流电路实验课题名称一、目的与要求（1） 掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。（2） 掌握单相半波可控整流电路在电阻性负载和电阻电感性负载时的工作情况。（3） 了解续流二极管的作用。二、使用的主要设备和仪器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK02 三相变流桥路 3.DJK03-1 晶闸管触发电路 4.DJK06 给定及实验器件 5.D42三相可调电阻 6.双踪示波器 三、实训（实验）的主要内容图3-6单相半波可控整流电路图 单结晶体管

2、触发电路的工作原理及线路图参看实验指导书。将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发），图中的R负载用D42三相可控电阻，将两个900接成并联形式。二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100Mh、200Mh、700Mh三档可供选择，本实验中选用700Mh。直流电压表及直流电流表从DJK01挂件上得到。 四、 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和分析。 （3） 单相半波整流电路带

3、电阻性负载时Ud/U2=f()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。 五、 实验方法（1） 单结晶体管触发电路的调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压 等波形。调节斜率电位器RP1，锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围，能否在30170范围内移动？ （2） 单相半波可控整流电路接电阻性负载 触发电路

4、调试正常后，按图3-6电路图接线。将电阻器调在最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压UVT的波形,调节电位器RP1，观察=30、60、90、120、150时的波形，并测量直流输出电压Ud和电源电压U2，并记录在下表中。 30 60 90 120 150 U2 U（记录值） d Ud /U2 U（计算值） d 计算公式：Ud =0.45 U2（1+cos）/2六、 实验结果及结论画出=90时，电阻性负载和电阻电感性负载Ud、UVT波形。 画出电阻性负载时Ud /U2=f（）的实验曲线，并与计算值Ud的对应曲线相比较。 河南(h nn)机电高等专科学校实训(实

5、验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)单相桥式半控整流电路实验课题名称一、目的与要求（1） 加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。（2） 了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用，学会对试验中出现的问题加以分析和解决。二、使用的主要设备和仪器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK02 三相变流桥路 3.DJK03-1 晶闸管触发电路 4.DJK06 给定及实验器件 5.D42三相可调电阻 6.双踪示波器 三、实训（实验）的主要内容本实验线路如图3-7所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK0

6、3-1挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用D42三相可调电阻，将两个900接成并联形式，二极管VD1、VD2、VD3及开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验用700mH。直流电压表及直流电流表从DJK01挂件上获得。 四、 实验内容（1） 单相桥式半控整流电路带电阻性负载。 （2） 单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。 （3） 单相桥式半控整流电路带反电势负载（选做）。 五、 实验方法将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200

7、V，用两根导200V交流电压接到DJK03-1“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用双踪示波器观察“锯齿波同步触发电路”各观察孔的波形。 按原理图3-7接线。主电路接可调电阻R，将电阻器调在最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压UVT和整流二极管UVD1的波形,调节锯齿波同步触发电路上的移相控制电位器RP2，观察并记录在不同角时Ud、UVT 、UVD1的波形，测量相应电源电压U2和负载电压Ud的数值，并记录在下表中。 30 60 90 120 150 U2 U（记录值） d Ud /U2 U（计算值） d 六、 实验结果及结论

8、画出电阻性负载，电阻电感性负载时Ud /U2=f（）的曲线。 画出电阻性负载，电阻电感性负载，角分别是30 、60 、 90 时的Ud、UVT的波形。 河南(h nn)机电高等专科学校实训(实验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)三相半波可控整流电路实验课题名称一、目的与要求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、使用的主要设备和仪器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK02 三相变流桥路 3.DJK03-1 晶闸管触发电路 4.DJK06 给定及实验器件 5.D42三相

9、可调电阻 6.双踪示波器 三、实训（实验）的主要内容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。不足之处时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3-10中晶闸管用DJK02正桥组的三个，电阻R用D42三相可调电阻，将两个900接成并联形式，电感Ld用DJK02面板上的700mH，其三相触发信号由DJK02-1内部提供，只需在其外加一个给定接到Uct端即可。直流电压表、电流表由DJK01获得。 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、

10、 实验方法DJK02和DJK02-1上的“触发电路”的调试 按图3-19接线，将电阻器放在最大阻值出，按下“启动”按钮，DJK06上的“给定”从零开始，慢慢增加移相电压，使能从30到180范围内调节，用示波器观察并记录三相电路中=0、30、60、90、120、150时整流输出电压Ub和晶闸管两端电压UVT 的波形，并记录相应电源电压U2和负载电压Ud的数值于下表中。 30 60 90 120 150 U2 U（记录值） d Ud /U2 U（计算值） d 计算公式： Ud=1.17 U2COS （030） Ud=0.675 U21+COS（+/6） （30150） 六、 实验结果及结论绘出当=

11、90时，整流电路供电给出电阻性负载、电阻电感性负载时的Ud和Id的波形，并进行分析讨论。 河南(h nn)机电高等专科学校实训(实验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)三相桥式全控整流电路实验课题名称一、目的与要求加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。 二、使用的主要设备和仪器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK02 三相变流桥路 3.DJK03-1 晶闸管触发电路 4.DJK06 给定及实验器件 5.D42三相可调电阻 6.双踪示波器 三、实训（实验）的主要内容试验线

12、路如图3-13及图3-14所示。主电路由三相全控整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DJK02-1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。集成触发电路的原理可参考1-3节中的有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。 在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am、Bm、Cm，返回电网的电压从高压端A、B、C输出，变压器接成Y/Y接法。 图中的电阻R用D42三相可

13、调电阻，将两个900接成并联形式；电抗Ld在DJK02面板上，选用700mH，直流电压表、电流表由DJK01获得。 四、 实验内容三相桥式全控整流电路。 五、 实验方法DJK02和DJK02-1上的“触发电路”的调试 三相桥式全控整流电路按图接线，将DJK06上的“给定”输出调到零（逆时针旋到底），使电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使角在30150范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻R，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=30、60及90时的整流电压Ud和晶闸管两端电压UVT 的波形，并记录相应的Ud

14、数值于下表中。 30 60 90 U2 U（记录值） d Ud /U2 U（计算值） d 计算公式： Ud=2.34 U2COS （060）Ud=2.34 U21+COS（+/3） （60120） 六、 实验结果及结论画出电路的移相特性Ud=f(t)。 画出=30、60、90、120、150时的整流电压Ud和晶闸管两端电压UVT 的波形。 河南机电高等(godng)专科学校实训(实验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)锯齿波同步移相触发电路实验 课题名称一、目的与要求加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。

15、掌握锯齿波同步移相触发电路的调试步骤。 二、使用的主要设备和仪器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK03-1 晶闸管触发电路 3.双踪示波器 三、实训（实验）的主要内容锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11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、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见1-3节和电力电子技术教材的相关内容。 四、 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电压波形的观察和分析。 五、 实验方法锯齿波同步移相触发电路的波形观测 将控制电压Uct（即电位器RP2）使=60，观察并记录U1U6及输出“G”、“K

16、”脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，并记录在下表中（可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置）。 六、 实验结果及结论整理、描绘实验中记录的各点波形，并标出其幅值和宽度。 总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法，如果要求在Uct=0的条件下，使=90，如何调整？ 河南机电高等(godng)专科学校实训(实验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)单相交流调压电路实验（1） 课题名称一、目的与要求加深理解单相交流调压电路的工作原理。加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相

17、范围的要求。了解KC系列集成触发器的原理和应用。二、使用的主要设备和仪器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK02 三相变流桥路 3.DJK03-1 晶闸管触发电路 4.D42三相可调电阻 5.双踪示波器 6.万用表三、实训（实验）的主要内容本实验采用KC05晶闸管集成移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两个反向并联晶闸管电路的交流相位控制，具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有失交保护、输出电流大等优点。 单相晶闸管交流调压器的主电路由两个反向并联的晶闸管组成，如图3-15所示。 图中的电阻R用D42三相可调电阻，将两个900接成并联形式；晶闸管则利用DJK02上的反

18、桥元件，交流电压、电流表由DJK01控制屏上得到，电抗Ld从DJK02上得到，用700mH。 四、 实验内容KC05集成移相触发电路的调试。 单相交流调压电路带电阻性负载。 单相交流调压电路带电阻电感性负载。 五、 实验方法KC05集成晶闸管移相触发电路调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03 “外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，用示波器观察“1”“5”端机脉冲输出的波形，调节电位器RP1，观察锯齿波斜率是否变化，调节RP2，观察输出脉冲的移相范围如何变化，移相能否达到170，记录

19、上述过程中观察到的各点电压波形。 单相交流调压带电阻性负载 将DJK02面板上的两个晶闸管反向并联而构成交流调压器，将触发器的输出脉冲端“G1”、“K1”、“G2”、“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“单相调压触发电路”上的电位器RP2，观察在不同角时各点波形的变化，并记录=30、60、90、120时的波形。 30 60 90 U2 U d 六、 实验结果及结论整理、画出实验中所记录的各类波形。 分析实验中出现的各种问题。 河南(h nn)机电高等专科学校实训(实验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:

20、成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)直流斩波电路的性能研究 课题名称一、目的与要求（1） 熟悉直流斩波电路的工作原理。 （2） 熟悉各种直流斩波电路的组成及其工作特点。（3） 了解PWM控制与驱动电路的原理及其常用的集成芯片。 二、使用的主要设备和仪器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK09 单相调压与可调负载 3. DJK20 直流斩波电路4.D42三相可调电阻 5.慢扫描示波器 6. 万用表三、实训（实验）的主要内容1、主电路 、降压斩波电路(Buck Chopper) 降压斩波电路(Buck Chopper)的原理图及工作波形如图所示。图中V为全控型器件，选用IGB

21、T。D为续流二极管。由图4-12b中V的栅极电压波形UGE可知，当V处于通态时，电源Ui向负载供电，UD=Ui。当V处于断态时，负载电流经二极管D续流，电压UD近似为零，至一个周期T结束，再驱动V导通，重式中ton为V处于通态的时间，toff为V处于导通比(=ton/T)。由此可知，输出到负载的电压平均值UO最大为Ui，若减小占空比，则UO随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。它采用恒频脉宽调制控制方案，内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。调节Ur的大小，在A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相差、占空比可调的矩形波（即P

22、WM信号）。它适用于各开关电源、斩波器的控制。详细的工作原理与性能指标可参阅相关的资料。四、 实验内容控制与驱动电路测试 五、 实验方法KC05集成晶闸管移相触发电路调试 (1)切断电源，根据DJK20上的电路图，利用面板上的元器件连接好相应的斩波电路，并街上电阻负载，负载电流最大的限值是200mA，(2)检查接线正确，尤其是电解电容的极性是否接反后，接通主电路和控制电路的电源。 (3)用示波器观测PWM信号的波形、UGE的电压波形、UCE的电压波形及输出电压Uo和二极管两端电压UD的波形，注意各波形间的相位关系。 (4)调节PWM脉宽调节电位器改变Ur，观测在不同占空比()时，记录Ui、UO

23、和的数值于下表中，从而画出UO=f()的关系曲线。Ur(V) 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5 占空比(%) Ui(V) Uo(V) 六、 实验结果及结论讨论、分析实验中出现的各种现象。 河南机电(jdin)高等专科学校实训(实验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验课题名称一、目的与要求掌握各种电力电子器件的工作特性。 掌握各器件对触发信号的要求。 理解各种自关断器件对驱动与保护电路的要求。 熟悉各种自关断器件的驱动与保护电路的结构及特点。 二、使用的主

24、要设备和仪器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK06 给定及实验器件 3. DJK07 新器件特性实验4.DJK09 单相调压与可调负载 5.万用表三、实训（实验）的主要内容a) 晶闸管（SCR）特性实验。 b) 可关断晶闸管（GTO）特性实验。 c) 功率场效应管（MOSFET）特性实验。 d) 大功率晶体管（GTR）特性实验。 e) 绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。四、 实验原理及步骤实验原理 将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载电阻R串联后接至直流电源的两端，由DJK06上的给定为新器件提供触发电压信号，给定电压从零开始调节，直至器件触发

25、导通，从而可测得在上述过程中器件的V/A特性；图中的电阻R用DJK09 上的可调电阻负载，将两个90的电阻接成串联形式，最大可通过电流为1.3A；直流电压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得，五种电力电子器件均在DJK07挂箱上；直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器，然后调压器输出接DJK09上整流及滤波电路，从而得到一个输出可以由调压器调节的直流电压源。 (1)当电压表指示接近零（表示管子完全导通），停止调节，记录给定电压Ug调节过程中回路电流Id以及器件的管压降Uv。 Ug Id Uv (2)按下控制屏的“停止”按钮，将晶闸管换成可关断晶闸管（GTO），重复上述步骤，并记

26、录数据。 Ug Id Uv (3)按下控制屏的“停止”按钮，换成功率场效应管（MOSFET），重复上述步骤，并记录数据。 Ug Id Uv (4)按下控制屏的“停止”按钮，换成大功率晶体管（GTR），重复上述步骤，并记录数据。 Ug Id Uv (5)按下控制屏的“停止”按钮，换成绝缘双极性晶体管（IGBT），重复上述步骤，并记录数据。 Ug Id Uv 河南机电(jdin)高等专科学校实训(实验(shyn)报告(bogo)系 别:指导教师:成 绩：专业班级姓 名学号组 别时 间地 点实训(实验)课题名称单相交流调功电路实验一、目的与要求熟悉调功电路的基本工作原理与特点。二、使用的主要设备和仪

27、器1.DJK01 电源控制屏 2.DJK22 单项交流调压/调功电路 3. 示波器4.万用表三、实训（实验）的主要内容单相交流调功电路方框图如图3-20所示。 交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同，只是控制的方式不同，它不是采用移相控制而采用通断控制方式。交流调压是在交流电源的半个周期作移相控制，交流调功是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，即负载与交流电源几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。如图3-21所示，这种电路常用于电炉的温度控制，因为像电炉这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。