电力电子技术实验指导书电气专

《电力电子技术》实验指导书1实验一单相桥式半控整流电路实验一、实验目的：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，学会对实验中出现的问题加以分析和解决。二、实验主要仪器与设备：序号型号备注1DJK01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。2DJK02晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。3DJK03-1晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。4DJK06给定及实验器件该挂件包含“二极管”以及“开关”等几个模块。5D42三相可调电阻6双踪示波器自备7万用表自备三、实验原理本实验线路如图1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1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900Ω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、电流表从DJK02挂件获得。《电力电子技术》实验指导书2AVD2VT1S112U1VT3锯齿波触发电路VD1DJK03-1挂件VD3VLd三相电源输出RI1图1单相桥式半控整流电路实验线路图四、预习要求1、阅读电力电子技术教材中有关单相桥式半控整流电路的有关内容。五、实验内容及步骤1、实验内容：(1)锯齿波同步触发电路的调试。(2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。(3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。2、实验步骤：(1)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的“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。(2)锯齿波同步移相触发电路调试：其调试方法与实验三相同。令Uct=0时（RP2电位器顺时针转到底），α＝170o。(3)单相桥式半控整流电路带电阻性负载：《电力电子技术》实验指导书3按原理图接线，主电路接可调电阻R，将电阻器调到最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管两端电压UVT和整流二极管两端电压UVD1的波形，调节锯齿波同步移相触发电路上的移相控制电位器RP2，观察并记录在不同α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，记录表1中。表1030060090012001502UdU（记录值）dU（计算值）六、实验注意事项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。2、在本实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极和阴极，此时,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置，并将Ulf及Ulr悬空，避免误触发。《电力电子技术》实验指导书4实验二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、掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。二、实验主要仪器与设备：序号型号备注1DJK01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。2DJK02晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。3DJK03-1晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。4DJK10变压器实验该挂件包含“逆变变压器”以及“三相不控整流”等模块。5D42三相可调电阻6双踪示波器自备7万用表自备三、实验原理图2为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用D42三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。触发电路采用DJK03-1组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。图3为单相桥式有源逆变原理图，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返馈回电网。“三相不控整流”是DJK10上的一个模块，其“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《电力电子技术》实验指导书5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。VT4AVT1U1VT3锯齿波触发电路DJK03-1挂件VVT6Ld三相电源输出RI1图2单相桥式整流实验原理图＋LdVT4VT3VA1DJK03-1挂件R三相不控整流－三相电源输出三相电源输出AVT1三相心式变压器B1U1I1VT6锯齿波触发电路图3单相桥式有源逆变电路实验原理图四、预习要求1、阅读电力电子技术教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容。2、掌握实现有源逆变的条件。《电力电子技术》实验指导书6五、实验内容及步骤1、实验内容：(1)单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。(2)单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。(3)有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。2、实验步骤：(1)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的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，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顺时针旋到底)，观察同步电压信号和“6”点U6的波形，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相应晶闸管的门极和阴极，注意不要把相序接反了，将DJKO2上的正桥和反桥触发脉冲开关都打到“断”位置,使Ulf和Ulr悬空，确保晶闸管不被误触发。(2)单相桥式全控整流按图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)，逐渐增加Uct（调节RP2），在α=0°、30°、60°、90°、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的数值于表4中。表203006009001202UdU（记录值）dU（计算值）《电力电子技术》实验指导书7(3)单相桥式有源逆变电路实验按图3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)，逐渐增加Uct（调节RP2），在β=30°、60°、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的数值于表5中。表30300600902UdU（记录值）dU（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。六、实验注意事项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。2、在本实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极和阴极，此时,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置，并将Ulf及Ulr悬空，避免误触发。3、为了保证从逆变到整流不发生过流，其回路的电阻R应取比较大的值，但也要考虑到晶闸管的维持电流，保证可靠导通。《电力电子技术》实验指导书8实验三三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波形。二、实验主要仪器与设备：序号型号备注1DJK01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。2DJK02晶闸管主电路3DJK02-1三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”,“正反桥功放”等几个模块。4DJK10变压器实验该挂件包含“逆变变压器”以及“三相不控整流”等模块。5DJK06给定及实验器件该挂件包含“二极管”以及“开关”等几个模块。6D42三相可调电阻7双踪示波器自备8万用表自备三、实验原理实验线路如图4及图5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DJKO2-1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链。集成触发电路的原理可参考有关内容，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。图中的R用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式；电感Ld在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。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《电力电子技术》实验指导书9U1VT3K1K4G6K5VT1正桥功放I1三相电源输出AG3RG5K3Uc1VT4K2VG1K6G2G4LdVT6触发电路VT5VT2给定图4三相桥式全控整流电路实验原理图给定VT6三相不控整流VK2U1VT2LdG2＋K1VT1K4G5VT4G6K5VT5三相电源输出G4AVT3触发电路Uc1－G3I1K3RG1正桥功放K6三相电源输出三相心式变压器图5三相桥式有源逆变电路实验原理图《电力电子技术》实验指导书10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。四、预习要求1、阅读电力电子技术教材中有关三相桥式整流与逆变电路的有关内容。2、了解三相桥式整流电路有源逆变的条件。五、实验内容及步骤1、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)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障（人为模拟）时观测主电路的各电压波形。2、实验步骤：(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试①打开DJK01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将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。③用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。④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。⑤将DJK06上的“给定”输出Ug直接与DJK02-1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DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔”VT1的输出《电力电子技术》实验指导书11波形，使α=150°。⑥适当增加给定Ug的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。⑦将DJK02-1面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的“正桥触发