电力电子技术课件

电力电子技术主讲教师：林建华电工电子实验中心闽南理工学院2021/4/91电力电子技术闽南理工学院2021/4/91实验目录实验一单结晶体管触发电路实验实验二锯齿波同步移相触发电路实验实验三单相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验五直流斩波电路的性能研究附录1THMPE-2型电力电子技术实验装置使用说明附录2电力电子技术实验的基本要求和安全操作规程附录3实验安全操作规程2021/4/92实验目录实验一单结晶体管触发电路实验2021/4/92实验一单结晶体管触发电路实验2021/4/93实验一单结晶体管触发电路实验2021/4/93一、实验目的1、熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。2、掌握单结晶体管触发电路的基本调试步骤。2021/4/94一、实验目的2021/4/94二、实验原理

单结晶体管触发电路利用单结晶体管又称双基极二极管、的负阻特性和RC充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图1-1所示。图中V3为单结晶体管，其常用型号有BT33和BT35两种，由等效电阻V2和C1组成RC充电回路，由C1-V3-脉冲变压器原边组成电容放电回路，调节RP1电位器即可改变C1充电回路中的等效电阻，即改变电路的充电时间。2021/4/95二、实验原理单结晶体管触发电路利用单结图1-1单结晶体管触发电路原理图2021/4/96图1-1单结晶体管触发电路原理图2021/4/96工作原理简述如下：

由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再由稳压管VS1、VS2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V2向电容C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压UP时，V3导通，电容通过脉冲变压器原边迅速放电，同时脉冲变压器副边输出触发脉冲；同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压Uv，使得V3重新关断，C1再次被充电，周而复始，就会在电容C1两端呈现锯齿波形，在每2021/4/97工作原理简述如下：

由同步变压器副边输出60V的交流次V3导通的时刻，均在脉冲变压器副边输出触发脉冲；在一个梯形波周期内，V3可能导通、关断多次，但对晶闸管而言只有第一个输出脉冲起作用。电容C1的充电时间常数由等效电阻等决定，调节RP1电位器改变C1的充电时间，控制第一个有效触发脉冲的出现时刻，从而实现移相控制；单结晶体管触发电路的各点典型波形如图1-2所示。

电位器RP1已装在面板上，同步信号已在内部接好无需外接，所有的测试信号均在面板上引出。2021/4/98次V3导通的时刻，均在脉冲变压器副边输出触发脉冲；在一个梯形图1-2单结晶体管触发电路各点典型波形（α=900）2021/4/99图1-2单结晶体管触发电路各点典型波形（α=900）20三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2PE-12晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。3双踪示波器自备2021/4/910三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏四、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。

用两根导线将PE-01电源控制屏的“三相主电路”A、B、C输出任意两相与PE-12的“外接220V”端连接；按下控制屏上的“启动”按钮，听到控制屏内有交流接触器瞬间吸合，此时“三相主电路输出”应输出线电压为220V的交流电源；打开PE-12电源开关，船形开关发光，这时挂件中所有的触发电路都开始工作；用双踪示波器2021/4/911四、实验内容

1、单结晶体管触发电路的调试。

2一路探头观测60V的同步电压信号，另一路探头观察单结晶体管触发电路，经半波整流后“1”点的波形，经稳压管削波得到“2”、“3”点的波形，调节移相电位器RP1，观察“4”点锯齿波的变化及“5”点的触发脉冲波形；观测输出的“G、K”触发电压波形，其能否在30°～170°范围内移相?

3、单结晶体管触发电路各点波形的记录

调节RP1电位器，当α＝30o、60o、90o及120o时，将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来，并与图1-2的波形进行比较。2021/4/912一路探头观测60V的同步电压信号，另一路探头观察单结晶体管触五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的

2021/4/913五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。

2、由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响，故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极，否则无法观察到正确的脉冲波形。

3、在示波器读取波形的幅度及周期时，首先应将模拟示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置，防止读数错误。2021/4/914公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才六、预习思考题

1、单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系?

2、单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°?2021/4/915六、预习思考题

1、单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C七、实验报告

1、画出α=60°时，单结晶体管触发电路各点输出的波形及其幅值。

2021/4/916七、实验报告

1、画出α=60°时，单结晶体管触发电路各点输实验二锯齿波同步移相触发电路实验2021/4/917实验二锯齿波同步移相触发2021/4/917

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。2021/4/918

一、实验目的2021/4/918二、实验原理锯齿波同步移相触发电路I、II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，其原理图如图2-1所示。由V2、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压UT来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由VS、V1等元件组成的恒流源电路，当V2截止时，恒流源对C2充电形成锯齿波；当V2导通时，电容C2通过R3、V2放电；调节电位器RP1可以调节恒流源的电流大小，改变对电容的充电时间，从而改变了锯齿波的斜率；控制电压Uct、偏移电压Ub和锯齿波电压在V4基极综合叠加2021/4/919二、实验原理锯齿波同步移相触发电路I、II由同步检图2-1锯齿波同步移相触发电路I原理图2021/4/920图2-1锯齿波同步移相触发电路I原理图2021/4/920从而构成移相控制环节，RP2、RP3分别调节控制电压Uct和偏移电压Ub的大小；V5、V6构成脉冲形成放大环节，C5为强触发电容用于改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉冲，电路的各点典型波形如图2-2所示。

本装置设有两路锯齿波同步移相触发电路，分别为I和II，它们在电路上完全一样，只是锯齿波触发电路II输出的触发脉冲相位与I恰好互差180O，供完成单相整流及逆变电路实验用。

电位器RP1、RP2及RP3均已安装在挂箱的面板上，同步变压器副边已在挂箱内部接好，所有的测试信号均在面板上引出。2021/4/921从而构成移相控制环节，RP2、RP3分别调节控制电压Uct和图2-2锯齿波同步移相触发电路I各点典型波形（α=900）2021/4/922图2-2锯齿波同步移相触发电路I各点典型波形（α=900三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2PE-12晶闸管触发电路（一）该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。3双踪示波器自备2021/4/923三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制四、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波形的观察和分析。

（1）用两根导线将PE-01电源控制屏的“三相主电路”A、B、C输出任意两相与PE-12的“外接220V”端连接；按下控制屏上的“启动”按钮，听到控制屏内有交流接触器瞬间吸合，此时“三相主电路输出”应输出线电压为220V的交流电源；打开PE-12电源开关，船形开关发光，这时挂件中所有的触发电路都开始工作；用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的波形。2021/4/924四、实验内容

1、锯齿波同步移相触发电路的调试。①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。

②观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。

③调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。

④观察“3”～“7”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比较“4”点电压U4和“7”点电压U7的对应关系。

（2）调节触发脉冲的移相范围

将控制电压Uct调至零（即将电位器RP2逆时针旋到底），用示波器观察同步电压信号和“7”点U7的波形，调节偏移电压Ub（即调RP3电2021/4/925①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成位器），使α=170°。（3）调节Uct使α=60°，观察并记录U1～U7及输出“G、K”脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，并记录在下表中。U1U2U3U4U5U6U7幅值（V）宽度（ms）2021/4/926位器），使α=170°。U1U2U3U4U5U6U7幅值（五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号2021/4/927五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。

2、由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响，故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极，否则无法观察到正确的脉冲波形。

3、在示波器读取波形的幅度及周期时，首先应将模拟示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置，防止读数错误。2021/4/928的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样六、预习思考题

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?2021/4/929六、预习思考题

1、锯齿波同步移相触发电路有哪些特点?

2、七、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

α=90°，应如何调整?2021/4/930七、实验报告

1、整理、描绘实验中记录的各点波形，并标出

实验三单相桥式全控整流及有源逆变电路实验2021/4/931实验三2021/4/931一、实验目的

1、加深理解单相桥式全控整流及有源逆变

电路的工作原理。

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逆变的全过程，

掌握实现有源逆变的条件。

4、了解产生逆变颠覆的原因及预防方法。2021/4/932一、实验目的

1、加深理解单相桥式全控整流及有源逆变二、实验原理

图3-1为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用控制屏右下处的可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗Ld选用控制屏下部的700mH，直流电压、电流表均在控制屏面板上。触发电路采用PE-12挂件箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。2021/4/933二、实验原理

图3-1为单相桥式整流带电阻电感性图3-1单相桥式全控整流实验原理图2021/4/934图3-1单相桥式全控整流实验原理图2021/4/934图3-2为单相桥式有源逆变实验原理图，三相电源经三相不控整流，得到一个上负下正的直流电源，供逆变桥路使用，逆变桥路逆变出的交流电压经升压变压器升压后返馈回电网；“三相不控整流”从电源控制屏下获得，其中控制屏下部分的“心式变压器”在此做为升压变压器用，从晶闸管逆变出的电压接“心式变压器”的中压端Am、Bm，返回电网的电压从其高压端A、B输出，为了避免输出的逆变电压过高而损坏心式变压器，故将变压器接成Y/Y接法；图中的电阻R、电抗Ld和触发电路与整流所用相同。

从PE-12输出的四路触发脉冲，在接到晶闸管主电路的时候必须要遵循以下规定：PE-12输出的G1K1和G4K4触发脉冲信号接到PE-11的VT3和VT4，G2K2和G3K3触发脉冲信号接到VT1和VT6。2021/4/935图3-2为单相桥式有源逆变实验原理图，三相电源经三相图3-2单相桥式有源逆变电路实验原理图2021/4/936图3-2单相桥式有源逆变电路实验原理图2021/4/93三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2PE-11三相可控整流电路该挂件包含“晶闸管”等几个模块。3PE-12晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。4双踪示波器自备5万用表自备2021/4/937三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏四、实验内容

1、触发电路的调试

用两根导线将PE-01电源控制屏的“三相主电路”A、B、C输出任意两相与PE-12的“外接220V”端连接；按下控制屏上的“启动”按钮，听到控制屏内有交流接触器瞬间吸合，此时“三相主电路输出”应输出线电压为220V的交流电源；打开PE-12电源开关，船形开关发光，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。

将控制电压Uct调至零（将电位器RP2逆时针旋到底），观察同步电压信号和“7”点U7的波2021/4/938四、实验内容

1、触发电路的调试

用两根导线将PE-形，调节偏移电压Ub（即调RP3电位器），使α=180°。

将锯齿波触发电路的输出脉冲端分别接至全控桥中相应晶闸管的门极和阴极，注意不要把相序接反了，否则无法进行整流和逆变实验；并将PE-11上的控制触发脉冲的开关都打到“断”的位置,确保晶闸管不被误触发。

2、单相桥式全控整流

按图3-1接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持Ub偏移电压不变（即RP3固定）的情况下，逐渐增加Uct（调节RP2），输出电压逐步升高，在α=30°、60°、90°及2021/4/939形，调节偏移电压Ub（即调RP3电位器），使α=180°。120°时，用示波器观察、记录整流电压Ud和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录电源电压U2和负载电压Ud的数值于下表中。α30°60°90°120°U2Ud（记录值）Ud（计算值）计算公式:Ud＝O.9U2（1+cosα）/22021/4/940120°时，用示波器观察、记录整流电压Ud和α30°3、单相桥式有源逆变电路实验

按图3-2接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持Ub偏移电压不变（即RP3固定）的情况下，逐渐增加Uct（调节RP2），可以观测到输出电压逐步减小，当晶闸管两端电压恰好为0时，α为90°，此时继续增大Uct，输出电压由负变到正，表明晶闸管处于整流状态，在β=30°、60°及90°时，观察、记录逆变电流Id和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录负载电压Ud的数值于下表中。2021/4/9413、单相桥式有源逆变电路实验

按图3-2接线，将电阻β30°60°90°U2Ud（记录值）Ud（计算值）4、逆变颠覆现象的观察调节Uct,使α=150°，观察Ud波形。突然关断触发脉冲（可将触发信号拆去），用双踪慢扫描示波器观察逆变颠覆现象，记录逆变颠覆时的Ud波形。2021/4/942β30°60°90°U2Ud（记录值）五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观2021/4/943五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观察到两个信号，而不发生意外。

2、在本实验中，触发脉冲是从外部接入PE-11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的开关拨向“断”的位置，避免误触发。

3、要注意的是，供给PE-12挂件电源必须与接到主电路的电源必须是同一路，同时要保证相位上一致，否则无法顺利完成该实验。

4、为了保证学生完成逆变实验时，不小心从逆变状态调到整流状态而不发生过流的情况，应将回路中的电阻R取比较大的值，保证晶闸管能可靠工作。2021/4/944察到两个信号，而不发生意外。

2、在本实验中，触发六、思考题

1、实现有源逆变的条件是什么?在本实验中是如何保证满足这些条件?2021/4/945六、思考题

1、实现有源逆变的条件是什么?在本实验七、实验报告

1、画出α=30°、60°、90°、120°及150°时Ud和UVT的波形。

2、画出电路的移相特性Ud=f（α）曲线。

3、分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆后会产生的后果。2021/4/946七、实验报告

1、画出α=30°、60°、90°、120°及实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验2021/4/947实验四三相桥式全控整流2021/4/947一、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典型波形。2021/4/948一、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二、实验原理

三相桥式全控整流主电路由三相晶闸管及负载组成，实验线路见图4-1，触发电路为PE-11中的集成触发电路，由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲，以上的集成电路的内部原理可参考附录中的相关内容，图中的可调电阻R、电感Ld、直流电压及电流表均在电源控制屏上，电阻R将两个900Ω接成并联形式；电感选用700mH。

在三相桥式有源逆变电路中，实验线路如图4-2所示，图中的电阻将并联形式改为串联形式、电感的取值与整流的完全一致，而三相不2021/4/949二、实验原理

三相桥式全控整流主电路由三相晶闸管及负控整流及心式变压器均在电源控制屏上，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4-1三相桥式全控整流电路实验原理图2021/4/950控整流及心式变压器均在电源控制屏上，其中心式变压器用作升压变图4-2三相桥式有源逆变电路实验原理图2021/4/951图4-2三相桥式有源逆变电路实验原理图2021/4/95三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”，“直流电源”等几个模块。2PE-11三相可控整流电路

3双踪示波器自备4万用表自备2021/4/952三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制四、实验内容

1、PE-11上的“触发电路”调试

①打开PE-01电源控制屏上的总电源开关，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。

②打开PE-11电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”处的发光管亮。

③用双踪示波器观察A、B、C三相的锯齿波，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。

④将控制屏下面的“给定”输出Ug直接与PE-11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PE-11上的偏移电压2021/4/953四、实验内容

1、PE-11上的“触发电路”调试

电位器，用双踪示波器同时观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔”VT1的输出波形，使α=170°。

⑤适当增加给定Ug的正电压输出，观测PE-11上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到双窄触发脉冲。

⑥用20芯的扁平电缆，将PE-11的“触发脉冲输出”端与“触发脉冲输入”端相连，并将PE-11“触发脉冲控制”上的六个钮子开关拨至“通”侧，用示波器观察VT1～VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。

2021/4/954电位器，用双踪示波器同时观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔2、三相桥式全控整流电路

按图4-1接线，将控制屏上的“给定”正给定输出调到零RP1电位器逆时针旋到底、，可调电阻器R放在最大阻值处，按下“启动”按钮，逐步调节给定电位器，增大移相电压，使α角在30°～150°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0.82A、。用示波器观察并记录α=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数值于下表中。2021/4/9552、三相桥式全控整流电路

按图4-1接线，将控制屏上α30˚60˚90˚U2Ud（记录值）Ud（计算值）计算公式:Ud=2.34U2cosα（0～60O）

Ud=2.34U2[1+cos（a+）]（60o～120o）2021/4/956α30˚60˚90˚U2Ud（记录值）Ud（计算值））]（63、三相桥式有源逆变电路

按图4-2接线，将电源控制屏上的“给定”正给定输出调到零（RP1电位器逆时针旋到底），将可调电阻器R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β角在30°～90°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻R,使得电流Id保持在0.3A左右（注意Id不得超过0.41A）。用示波器观察并记录β=30°、60°及90°时的电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波形，并记录相应的Ud数值于下表中。2021/4/9573、三相桥式有源逆变电路

按图4-2接线，将电源控制β30˚60˚90˚U2Ud（记录值）Ud（计算值）计算公式:Ud=2.34U2cos（180O-β）4、故障现象的模拟当β=60°时，将任意一路或几路触发脉冲钮子开关拨向“断开”位置，模拟晶闸管失去触发脉冲时的故障，观察并记录此时的Ud、UVT波形的变化情况。2021/4/958β30˚60˚90˚U2Ud（记录值）Ud（计算值）计算公式五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。2021/4/959五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观2、由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响，故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极，否则无法观察到正确的脉冲波形。

3、为了防止过流，启动时必须将负载电阻R调至最大阻值位置。

4、有时会发现脉冲的相位只能移动120°左右就消失了，这是因为KC04触发电路的原因，KC04触发电路要求电源相位关系严格按A、B、C的排列顺序，如果A、C两相相位接反，结果就会如此，此时对整流实验无影响，但在逆变时，由于整个调节范围只能到120°，实验效果不明显，用户可自行将四芯插头内的A、C相两相的导线对调，就能保证有足够的移相范围。2021/4/9602、由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响，故观察输六、预习思考题

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可任意设定吗?

2、在本实验的整流及逆变时，对α角有什么要求?为什么?2021/4/961六、预习思考题

1、如何解决主电路和触发电路的同步七、实验报告

1、画出电路的移相特性Ud=f（α）。

2、画出触发电路的传输特性α=f（Uct）。

3、画出α=30°、60°、90°、120°及

150°时的整流电压Ud和晶闸管两端电压

UVT的波形。

4、简单分析模拟的故障现象。2021/4/962七、实验报告

1、画出电路的移相特性Ud=f（α）实验五直流斩波电路的性能研究2021/4/963实验五直流斩波电路的性能研究2021/4/963一、实验目的

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。

2021/4/964一、实验目的

1、熟悉直流斩波电路的工作原理。

二、实验线路及原理说明

1、主电路

①降压斩波电路（BuckChopper）

降压斩波电路（BuckChopper）的原理图及工作波形如图5-1所示。图中V为全控型器件，选用IGBT。D为续流二极管。由图5-1b中V的栅极电压波形UGE可知，当V处于通态时，电源向负载供电，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，重复上一周期的过程。负载电压的平均值为：2021/4/965二、实验线路及原理说明

1、主电路

①降压斩波电路（Buc式中ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间，T为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=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α，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。2021/4/966式中ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间图5-1降压斩波电路的原理图及波形2021/4/967图5-1降压斩波电路的原理图及波形2021/4/967②升压斩波电路（BoostChopper）

升压斩波电路（BoostChopper）的原理图及工作波形如图5-2所示。电路也使用一个全控型器件V。由图5-2中V的栅极电压波形UGE可知，当V处于通态时，电源Ui向电感L1充电，充电电流基本恒定为I1,同时电容C1上的电压向负载供电，因C1值很大，基本保持输出电压UO为恒值。设V处于通态的时间为ton，此阶段电感L1上积蓄的能量为UiI1ton。当V处于断态时Ui和L1共同向电容C1充电，并向负载提供能量。设V处于断态的时间为toff，则在此期间电感L1释放的能量为(UO-Ui)I1ton。当电路工作2021/4/968②升压斩波电路（BoostChopper）

升压斩于稳态时，一个周期T内电感L1积蓄的能量与释放的能量相等，即：

上式中的T/toff≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。2021/4/969于稳态时，一个周期T内电感L1积蓄的能量与释放的能量相等，a、电路图b、波形图

图5-2升压斩波电路的原理图及波形2021/4/970a、电路图b、波形图2021③升降压斩波电路（Boost-BuckChopper）

升降压斩波电路（Boost-BuckChopper）的原理图及工作波形如图5-3所示。电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，电源Ui经V向电感L1供电使其贮存能量，同时C1维持输出电压UO基本恒定并向负载供电。此后，V关断，电感L1中贮存的能量向负载释放。可见,负载电压为上负下正，与电源电压极性相反。输出电压为：2021/4/971③升降压斩波电路（Boost-BuckChopper）

若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。a、电路图b、波形图图5-3升降压斩波电路的原理图及波形

2021/4/972若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源④Cuk斩波电路

Cuk斩波电路的原理图如图5-4所示。电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，Ui—L1—V回路和负载R—L2—C2—V回路分别流过电流。当V处于断态时，Ui—L1—C2—D回路和负载R—L2—D回路分别流过电流，输出电压的极性与电源电压极性相反。输出电压为：2021/4/973④Cuk斩波电路

Cuk斩波电路的原理图如图5-若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。图5-4Cuk斩波电路原理图2021/4/974若改变导通比α，则输出电压可以比电源图5-4Cuk斩⑤Sepic斩波电路

Sepic斩波电路的原理图如图5-5所示。电路的基本工作原理是：可控开关V处于通态时，Ui—L1—V回路和C2—V—L2回路同时导电，L1和L2贮能。当V处于断态时，Ui—L1—C2—D—R回路及L2—D—R回路同时导电，此阶段Ui和L1既向R供电，同时也向C2充电，C2贮存的能量在V处于通态时向L2转移。输出电压为：2021/4/975⑤Sepic斩波电路

Sepic斩波电路的原理图如若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。图5-5Sepic斩波电路原理图2021/4/976若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，图5-5⑥Zeta斩波电路

Zeta斩波电路的原理图如图5-6所示。电路的基本工作原理是：当可控开关V处于通态时，电源Ui经开关V向电感L1贮能。当V处于断态后，L1经D与C2构成振荡回路，其贮存的能量转至C2，至振荡回路电流过零，L1上的能量全部转移至C2上之后，D关断，C2经L2向负载R供电。输出电压为：2021/4/977⑥Zeta斩波电路

Zeta斩波电路的原理图如图5-6Zeta斩波电路原理图

若改变导通比α，则输出电压可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0<α<1/2时为降压，当1/2<α<1时为升压。2021/4/978图5-6Zeta斩波电路原理图2021/4/9782、控制与驱动电路

控制电路以SG3525为核心构成，SG3525为美国SiliconGeneral公司生产的专用PWM控制集成电路，其内部电路结构及各引脚功能如图5-7所示，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PWM信号）。它适用于各开关电源、斩波器的控制。2021/4/9792、控制与驱动电路

控制电路以SG3525为核图5-7SG3525芯片的内部结构与所需的外部组件

2021/4/980图5-7SG3525芯片的内部结构与所需的外部组件三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2PE-19直流斩波实验3慢扫描示波器自备4万用表自备2021/4/981三、实验设备序号型号备注1PE-01电源四、实验内容

1、控制与驱动电路的测试

（1）启动实验装置电源，开启DJK20控制电路电源开关。

（2）调节PWM脉宽调节电位器改变Ur，用双踪示波器分别观测SG3525的第11脚与第14的波形，观测输出PWM信号的变化情况，并填入下表。Ur(V)1.41.61.82.02.22.42.511(A)占空比(%)14(B)占空比(%)PWM占空比(%)2021/4/982四、实验内容

1、控制与驱动电路的测试

（1）启动实验装（3）、用示波器分别观测A、B和PWM信号的波形，记录其波形、频率和幅值，并填入下表。观测点A（11脚）B（14脚）PWM波形类型幅值A(V)频率f(Hz)（4）、用双踪示波器的两个探头同时观测11脚和14脚的输出波形，调节PWM脉宽调节电位器，观测两路输出的PWM信号，测出两路信号的相位差，并测出两路PWM信号之间最小的“死区”时间。

2021/4/983（3）、用示波器分别观测A、B和PWM信号的波形，记录其波2、直流斩波器的测试(使用一个探头观测波形)

斩波电路的输入直流电压Ui由三相调压器输出的单相交流电经DJK20挂箱上的单相桥式整流及电容滤波后得到。接通交流电源，观测Ui波形，记录其平均值(注：本装置限定直流输出最大值为50V，输入交流电压的大小由调压器调节输出)。

按下列实验步骤依次对六种典型的直流斩波电路进行测试。

（1）、切断电源，根据DJK20上的主电路图，利用面板上的元器件连接好相应的斩波实验线路，并接上电阻负载，负载电流最大值限制在200mA以内。将控制与驱动电路的输出“V-G”2021/4/9842、直流斩波器的测试(使用一个探头观测波形)

斩波电“V-E”分别接至V的G和E端。

（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(α)时，记录Ui、UO和α的数值于下表中，从而画出UO=f(α)的关系曲线。Ur（V）1.41.61.82.02.22.42.5占空比α（%）Ui(V）Uo(V)2021/4/985“V-E”分别接至V的G和E端。

（2）、检查五、注意事项

1、在主电路通电后，不能用示波器的两个探头

同时观测主电路元器件之间的波形，否则会

造成短路。

2、用示波器两探头同时观测两处波形时，要注

意共地问题，否则会造成短路，在观测高压

时应衰减10倍，在做直流斩波器测试实验

时，最好使用一个探头。2021/4/986五、注意事项

1、在主电路通电后，不能用示波器的两个探头

六、预习思考题

1、直流斩波电路的工作原理是什么？有哪些结

构形式和主要元器件？

2、为什么在主电路工作时不能用示波器的双踪

探头同时对两处波形进行观测？2021/4/987六、预习思考题

1、直流斩波电路的工作原理是什么？有哪些结七、实验报告

1、分析图5-7中产生PWM信号的工作原理。

2、整理各组实验数据绘制各直流斩波电路的

Ui/UO-α曲线，并作比较与分析。

3、讨论、分析实验中出现的各种现象。2021/4/988七、实验报告

1、分析图5-7中产生PWM信号的工作原理附录1THMPE-2型电力电子技术

实验装置使用说明1-1控制屏介绍及操作说明一、特点(1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《半导体变流技术》等课程所开设的实验项目。(2)实验装置占地面积小，节约实验室用地，无需设置电源控制屏、电缆沟、水泥墩等，可减少基建投资；实验装置只需三相四线的电源即可投入使用，实验室建设具有周期短、见效快。(3)装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、清晰、直观。实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备，造成设备损坏；实验线路连接方式安全、可靠、迅速、简便；除电源控制屏、挂件2021/4/989附录1THMPE-2型电力电子技术

实验装置使用说明1外，还设置有实验桌，桌面上可放置示波器等实验仪器，操作舒适、方便。实验台底部安装有轮子和不锈钢固定调节机构，便于移动和固定。

(4)控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，切实保护实验操作者的人身安全，为开放性的实验室创造了安全条件。

(5)挂件面板分为三种接线孔，强电、弱电及波形观测孔，三者有明显的区别。

(6)实验线路选择典型线路，完全配合教学内容，满足教学大纲要求。

二、技术参数

(1)输入电压三相四线制380V±10%50Hz

(2)工作环境环境温度范围为-5—40℃,相对湿度<75%,

海拔<1000m

(3)装置容量：≤１.0kVA

(4)外形尺寸：长×宽×高=1550㎜×795㎜×1470㎜2021/4/990外，还设置有实验桌，桌面上可放置示波器等实验仪器，操作舒适、1-2PE-01电源控制屏

电源控制屏主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流电源；同时也为实验提供所需的仪表和负载，如直流电压电流表，交流电压电流表及可调电阻负载等；屏上还设有定时器兼报警记录仪，供教师考核学生实验之用；在控制屏正面的大凹槽内，设有两根不锈钢方管，可挂置实验所需挂件，凹槽底部设有7芯、3芯插座，有源挂件的电源均从这些插座提供；在控制屏两边还设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。

一、MPE01控制屏面板

1、三相电网电压指示

三相电网电压指示主要用于检测输入的电网电压是否有缺相的情况，操作交流电压表下面的切换开关，观测三相电网各线间电压是否平衡。

2、定时器兼报警记录仪

平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能，它还可以自动记录由于接线操作错误所导致的告2021/4/9911-2PE-01电源控制屏

电源控制屏主要为实验警次数，具体的操作方法详见现代电力电子技术实验台使用说明书。

3、电源控制部分

它由电源总开关(钥匙式)、启动按钮及停止按钮组成；控制屏共有三种状态：休眠、待机和运行，当打开电源总开关前时，设备上只有定时器兼报警记录仪工作；打开电源总开关，红灯亮，电源控制屏处于待机状态；当按下启动按钮后，红灯灭，绿灯亮，此时控制屏的三相主电路及直流电源均有电压输出，控制屏处于运行状态；如果想切断电源输出，则按下停止按钮，绿灯灭，红灯亮，重新回到待机状态。

4、三相主电路输出

三相主电路输出可提供三相线电压为220V/1.5A电源，在A、B、C三相输出附近装有黄、绿、红发光二极管，用以指示输出电压，当有输出电压后，相应的发光管发光，主电路输出还设有电子式过流保护，当发生过流的情况，控制屏发出声光报警信号并及时切断主电源。2021/4/992警次数，具体的操作方法详见现代电力电子技术实验台使用说明书。图1-2主控制屏上面板图2021/4/993图1-2主控制屏上面板图2021/4/9935、直流电源

在按下启动按钮后将直流电源开关拨向“开”侧，则直流电源输出为220V的直流电压，并设有发光二极管指示输出是否正常，直流电源输出由0.5A熔丝做短路保护；由于该电源的容量有限，一般不要作为大电流的直流电源使用。

6、面板仪表

控制屏面板上部设有量程分别为500V和5A的真有效值交流电压表、电流表，精度为0.5级，供精确测量非正弦交流电压信号；控制屏面板下部设置有±300V数字式直流电压表和±5A数字式直流电流表，精度为0.5级。

二、MPE02控制屏面板

该面板位于主控制屏面板的正下方，主要提供“给定”部分、“三相整流滤波电路”和“单相自藕调压器”三块功能，分别叙述如下：

1．给定

电压给定由两个电位器RP1、RP2及两个钮子开关S1、S2组成；S1为正、负极性切换开关，当S1开关拨到“正给定”侧，则可输出正电压，反之则输出负电压；输出的正、负电压的大小2021/4/9945、直流电源

在按下启动按钮后将直流电源开关拨向“开分别由RP1和RP2电位器来调节，顺时针调节输出增大，输出电压范围为0～士l5V，S2为输出控制开关，打到“运行”侧，允许正负给定电压输出，打到“停止”侧，则输出恒为零。元件RP1、RP2、S1及S2均安装在面板上，方便操作；此外给定输出由一只3位半的直流数字电压表指示输出电压值。

要注意的是不允许长时间将给定输出端直接接地，特别是输出电压比较高的时候，可能会将RP1、RP2触点烧坏。

2．整流滤波电路

整流滤波电路完成将三相或单相交流整流为直流电压，供实验中的直流电压源使用，输出端接有2A的保险丝，防止输出短路。图1-3主控制屏左下面板图2021/4/995分别由RP1和RP2电位器来调节，顺时针调节输出增大，输出电3．单相自藕调压器

提供了一只0～250V/0.5KVA单相交流自耦调压器，为相应的实验提供单相可调交流电源，最大输出电流为2A，输出侧设有电子式过流保护，当发生过流情况，控制屏发出声光报警信号并及时切断主电源；面板上设有电源控制开关，当控制屏启动后，将开关拨到“开”侧，调压器的原边得电，调节控制屏左侧的调压器旋钮，可得到0～250V的可调交流电压。

三、MPE03控制屏面板

该面板位于控制屏大凹槽下部，主要有“指针式直流电压、电流表”、“平波电抗器”、“三相心式变压器”和“可调电阻”四块内容，面板图如下：图1-4主控制屏右下面板图2021/4/9963．单相自藕调压器

提供了一只0～250V/0.5K1．指针式直流电压、电流表

直流电压表测量范围0～±300V，为中零式，精度为1.0级；直流电流表测量范围0～±2A，为中零式，精度为1.0级。

2．平波电抗器

实验主回路中所使用的平波电抗器装在电源控制屏内，其各引出端通过连线引到面板上，有3档电感量可供选择，分别为lOOmH、2O0mH及700mH，各档在1A电流下均能保持线性，可根据实验需要选择合适的电感值，电抗器回路中串有3A熔丝保护，熔丝座安装在控制屏内电抗器旁。

3．三相心式变压器

在逆变实验中作为升压变压器使用，该变压器有2套副边绕组，原、副边绕组的相电压为127V/63.5V/31.8V(如果是Y/Y/Y接法，则线电压为220V/110V/55V)。

4．可调磁盘电阻

面板上共有三个磁盘电阻，一个同轴90Ω/1.3A双层瓷盘电阻，两个900Ω/0.41A双层瓷盘电阻，通过旋转手柄调节电阻值的大小，单个电阻回路中均设有熔丝保护。2021/4/9971．指针式直流电压、电流表

直流电压表测量范围0～±附录2电力电子技术实验的基本

要求和安全操作规程《电力电子技术》、《半导体变流技术》是电气工程及其自动化、自动化等专业的三大电子技术基础课程之一，《电力拖动自动控制系统》、《电机控制》是这些专业重要的专业课。上述课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实验环节是这些课程的重要组成部分。通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高学生独立动手能力和分析、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、较新，实验也比较复杂，系统性较强。电力电子技术实验是上述课程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，促使理论和实践相结合，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主电路、触发或驱动电路的构成2021/4/998附录2电力电子技术实验的基本

要及调试方法，能初步设计和应用这些电路。

2、掌握交、直流电机控制系统的组成和调试方法，系统参数的测量和整定方法。

3、能设计交、直流电机控制系统的具体实验线路，列出实验步骤。

4、熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能及使用方法。

5、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。

6、能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。

本书介绍了30余个电力电子技术方面的实验。电力电子技术方面的实验可以完成单结晶体管、锯齿波同步移相晶闸管触发电路实验、三相全控整流及有源逆变电路、单相整流电路及各类晶闸管整流逆变电路、单三相交流调压电路、电力电子器件驱动与保护电路、直流斩波电路的性能研究、整流电路有源功率因数校正实验、软开关技术实验等实验。

1-2实验前的准备

实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行2021/4/999及调试方法，能初步设计和应用这些电路。

2、掌握交、直流电的必要步骤。每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，否则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验要求，甚至有可能损坏实验装置。因此，实验前应做到：

1、复习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、阅读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；明确实验过程中应注意的问题。

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、进行实验分组，一般情况下，电力电子技术实验分组为每组1～2人，交、直流调速系统实验的实验小组为每组2～3人。

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。实验时要做到以下几点：2021/4/9100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1、实验开始前，指导教师要对学生的预习报告作检查，要求学生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。

2、指导教师对实验装置作介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能与使用方法。

3、按实验小组进行实验，实验小组成员应进行明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠，各人的任务应在实验进行中实行轮换，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。在进行调速系统实验时，也可由2人同时进行主电路和控制电路的接线。

5、完成实验系统接线后，必须进行自查。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、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必须选用长导线直接跨接，不得用2021/4/91011、实验开始前，指导教师要对学生的预习报告作检查，要求学生了2根导线在实验装置上的某接线端进行过渡连接。

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；测试记录点的分布应均匀；改接线路时，必须断开主电源方可进行。实验中应观察实验现象是否正常，所得数据是否合理，实验结果是否与理论相一致。

7、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、绘制波形和图表、分析实验现象、撰写实验报告。每位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拢，而是用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，2021/4/91022根导线在实验装置上的某接线端进行过渡连接。

6、实验时，找出引起较大误差的原因。

实验报告的一般格式如下:

1、实验名称、专业、班级、实验学生姓名、同组者姓名和实验时间。

2、实验目的、实验线路、实验内容。

3、实验设备、仪器、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号。

4、实验数据的整理、列表、计算，并列出计算所用的计算公式。

5、画出与实验数据相对应的特性曲线及记录的波形。

6、用理论知识对实验结果进行分析总结，得出明确的结论。

7、对实验中出现的某些现象、遇到的问题进行分析、讨论，写出心得体会，并对实验提出自己的建议和改进措施。

8、实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。

9、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。2021/4/9103找出引起较大误差的原因。

实验报告的一般格式如下:

1、附录3实验安全操作规程

为了顺利完成电力电子技术及电机控制实验，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，绝对不允许实验人员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、为了提高学生的安全用电常识，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，学生独立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。2021/4/9104附录3实验安全操作规程

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、电源控制屏以及各挂件所用保险丝规格和型号是经我们反复实验选定的，不得私自改变其规格和型号，否则可能会引起不可预料的后果。

7、在完成电流、转速闭环实验前一定要确保反馈极性是否正确，应构成负反馈，避免出现正反馈，造成过流。

8、除作阶跃起动试验外，系统起动前负载电阻必须放在最大阻值，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。

9、在直流电机启动时，要先开励磁电源，后加电枢电压。在完成实验时，要先关电枢电压，再关励磁电源。2021/4/91055、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ENDTHANKYOU!2021/4/9106ENDTHANKYOU!2021/4/9106感谢您的阅读收藏，谢谢！

2021/4/9107感谢您的阅读收藏，谢谢！

2021/4/9107电力电子技术主讲教师：林建华电工电子实验中心闽南理工学院2021/4/9108电力电子技术闽南理工学院2021/4/91实验目录实验一单结晶体管触发电路实验实验二锯齿波同步移相触发电路实验实验三单相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验五直流斩波电路的性能研究附录1THMPE-2型电力电子技术实验装置使用说明附录2电力电子技术实验的基本要求和安全操作规程附录3实验安全操作规程2021/4/9109实验目录实验一单结晶体管触发电路实验2021/4/92实验一单结晶体管触发电路实验2021/4/9110实验一单结晶体管触发电路实验2021/4/93一、实验目的1、熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。2、掌握单结晶体管触发电路的基本调试步骤。2021/4/9111一、实验目的2021/4/94二、实验原理

单结晶体管触发电路利用单结晶体管又称双基极二极管、的负阻特性和RC充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图1-1所示。图中V3为单结晶体管，其常用型号有BT33和BT35两种，由等效电阻V2和C1组成RC充电回路，由C1-V3-脉冲变压器原边组成电容放电回路，调节RP1电位器即可改变C1充电回路中的等效电阻，即改变电路的充电时间。2021/4/9112二、实验原理单结晶体管触发电路利用单结图1-1单结晶体管触发电路原理图2021/4/9113图1-1单结晶体管触发电路原理图2021/4/96工作原理简述如下：

由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再由稳压管VS1、VS2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V2向电容C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压UP时，V3导通，电容通过脉冲变压器原边迅速放电，同时脉冲变压器副边输出触发脉冲；同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压Uv，使得V3重新关断，C1再次被充电，周而复始，就会在电容C1两端呈现锯齿波形，在每2021/4/9114工作原理简述如下：

由同步变压器副边输出60V的交流次V3导通的时刻，均在脉冲变压器副边输出触发脉冲；在一个梯形波周期内，V3可能导通、关断多次，但对晶闸管而言只有第一个输出脉冲起作用。电容C1的充电时间常数由等效电阻等决定，调节RP1电位器改变C1的充电时间，控制第一个有效触发脉冲的出现时刻，从而实现移相控制；单结晶体管触发电路的各点典型波形如图1-2所示。

电位器RP1已装在面板上，同步信号已在内部接好无需外接，所有的测试信号均在面板上引出。2021/4/9115次V3导通的时刻，均在脉冲变压器副边输出触发脉冲；在一个梯形图1-2单结晶体管触发电路各点典型波形（α=900）2021/4/9116图1-2单结晶体管触发电路各点典型波形（α=900）20三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2PE-12晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。3双踪示波器自备2021/4/9117三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏四、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。

用两根导线将PE-01电源控制屏的“三相主电路”A、B、C输出任意两相与PE-12的“外接220V”端连接；按下控制屏上的“启动”按钮，听到控制屏内有交流接触器瞬间吸合，此时“三相主电路输出”应输出线电压为220V的交流电源；打开PE-12电源开关，船形开关发光，这时挂件中所有的触发电路都开始工作；用双踪示波器2021/4/9118四、实验内容

1、单结晶体管触发电路的调试。

2一路探头观测60V的同步电压信号，另一路探头观察单结晶体管触发电路，经半波整流后“1”点的波形，经稳压管削波得到“2”、“3”点的波形，调节移相电位器RP1，观察“4”点锯齿波的变化及“5”点的触发脉冲波形；观测输出的“G、K”触发电压波形，其能否在30°～170°范围内移相?

3、单结晶体管触发电路各点波形的记录

调节RP1电位器，当α＝30o、60o、90o及120o时，将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来，并与图1-2的波形进行比较。2021/4/9119一路探头观测60V的同步电压信号，另一路探头观察单结晶体管触五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的

2021/4/9120五、注意事项

1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。

2、由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响，故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极，否则无法观察到正确的脉冲波形。

3、在示波器读取波形的幅度及周期时，首先应将模拟示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置，防止读数错误。2021/4/9121公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才六、预习思考题

1、单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系?

2、单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°?2021/4/9122六、预习思考题

1、单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C七、实验报告

1、画出α=60°时，单结晶体管触发电路各点输出的波形及其幅值。

2021/4/9123七、实验报告

1、画出α=60°时，单结晶体管触发电路各点输实验二锯齿波同步移相触发电路实验2021/4/9124实验二锯齿波同步移相触发2021/4/917

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。2021/4/9125

一、实验目的2021/4/918二、实验原理锯齿波同步移相触发电路I、II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，其原理图如图2-1所示。由V2、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压UT来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由VS、V1等元件组成的恒流源电路，当V2截止时，恒流源对C2充电形成锯齿波；当V2导通时，电容C2通过R3、V2放电；调节电位器RP1可以调节恒流源的电流大小，改变对电容的充电时间，从而改变了锯齿波的斜率；控制电压Uct、偏移电压Ub和锯齿波电压在V4基极综合叠加2021/4/9126二、实验原理锯齿波同步移相触发电路I、II由同步检图2-1锯齿波同步移相触发电路I原理图2021/4/9127图2-1锯齿波同步移相触发电路I原理图2021/4/920从而构成移相控制环节，RP2、RP3分别调节控制电压Uct和偏移电压Ub的大小；V5、V6构成脉冲形成放大环节，C5为强触发电容用于改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉冲，电路的各点典型波形如图2-2所示。

本装置设有两路锯齿波同步移相触发电路，分别为I和II，它们在电路上完全一样，只是锯齿波触发电路II输出的触发脉冲相位与I恰好互差180O，供完成单相整流及逆变电路实验用。

电位器RP1、RP2及RP3均已安装在挂箱的面板上，同步变压器副边已在挂箱内部接好，所有的测试信号均在面板上引出。2021/4/9128从而构成移相控制环节，RP2、RP3分别调节控制电压Uct和图2-2锯齿波同步移相触发电路I各点典型波形（α=900）2021/4/9129图2-2锯齿波同步移相触发电路I各点典型波形（α=900三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2PE-12晶闸管触发电路（一）该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。3双踪示波器自备2021/4/9130三、实验设备序号型号备注1PE-01电源控制屏该控制四、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波形的观察和分析。

（1）用两根导线将PE-01电源控制屏的“三相主电路”A、B、C输出任意两相与PE-12的“外接220V”端连接；按下控制屏上的“启动”按钮，听到控制屏内有交流接触器瞬间吸合，此时“三相主电路输出”应输出线电压为220V的交流电源；打开PE-12电