电力电子技术实验内容5

电力电子技术实验内容实验一晶闸管的测试及导通关断条件测试实验1．实验目的（1）观察晶闸管的结构，掌握正确的晶闸管的简易测试方法；（2）验证晶闸管的导通条件及关断方法。2．预习要求（1）阅读电力电子技术教材中有关晶闸管的内容，弄清晶闸管的结构与工作原理；（2）复习晶闸管基本特征的有关内容，掌握晶闸管正常工作时的特性；3．实验器材（1）±5V、±12V直流稳压电源（双路）一台（2）万用表一块（3）晶闸管几个（用面板上的三相整流桥中的晶闸管）（4）DJDK-1型实验台（5）灯泡12V/0.1A一个（6）交流毫伏表一个4．实验内容（1）鉴别晶闸管的好坏；（2）晶闸管的导通条件测试；（3）晶闸管的关断方法的测试。5．实验电路图3-1晶闸管的测试图3-2晶闸管导通条件实验电路图3-3晶闸管的测试图3-4晶闸管关断条件实验电路6．实验内容及步骤（1）鉴别晶闸管的好坏见图3-1，用万用表的R×1K电阻档测试两只晶闸管的阳极（A）—阴极（K）、门极（G）—阳极（A）之间的正反向电阻，再用万用表的R×100K电阻档测量两只晶闸管的门极（G）—阴级（K）之间的正反向电阻，将测量数据填入下表，并鉴别晶闸管的好坏。被测晶闸管AKRKARAGRGARGKRKGR结论VT1VT2（2）晶闸管的导通条件（见图3-2）a)12V正向阳极电压，门极开路或接-5V电压，观察灯泡亮否，判断晶闸管是否导通；b)加12V反向阳极电压，门极开路或接-5V电压或接+5V电压，观察灯泡是否亮，判断晶闸管是否导通；c)阳极加12V正向电压，门极加+5V正向电压，观察灯泡亮否，判断晶闸管是否导通；d)灯亮后去掉门极电压，看灯泡亮否，再加-5V反向门极电压，看灯泡是否继续亮。e)写出导通条件，说明门极作用。（3）晶闸管关断条件实验（见图3-3、图3-4）a)按图8-5接线，接通12V电源电压，再在门极接通+5V电压使晶闸管导通，灯泡亮，接着断开门极电压；b)去掉12V阳极电压，观看灯泡是否亮；c)使晶闸管导通，然后断开门极电压，即打开K2，接着闭合K1，再打开K1，观察灯泡是否熄灭；d)再使晶闸管导通，断开门极电压，逐渐减小阳极电压，当电流表指针有某值逐渐降到零时，记下该值，即被测晶闸管的维持电流，此时若再升高阳极电源电压，灯泡也不再发亮，说明晶管已关断；e)总结关断晶闸管的方法。7．注意事项用万用表测试闸管门极与阴极正反高电阻时，发现有的晶闸管正反向电阻很接近，这种现象并不能说明晶闸管已经损坏，只要正向电阻比反向电阻小些，该晶闸管就是好的。注：用万表表测试晶闸管门极与阴极电阻时，不能用R×10Ω档，以防损坏门极，一般用R×1K档测量；8．实验报告要求（1）回答实验中提出的问题；（2）总结简易判断晶闸管好坏的方法。实验二正弦波同步移相触发电路实验一．实验目的1．熟悉正弦波同步触发电路的工作原理及各元件的作用。2．掌握正弦波同步触发电路的调试步骤和方法。二．实验内容1．正弦波同步触发电路的调试。2．正弦波同步触发电路各点波形的观察。三．实验线路及原理电路分脉冲形成，同步移相，脉冲放大等环节，具体工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．MCL—18组件3．MCL—05A组件4．MEL—03组件5．二踪示波器6．万用表五．实验方法1．将MCL—05A面板上左上角的同步电压输入端接MCL—18的U、V端，将“触发电路选择”拨至“集成电路”位置。2．三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，并打开MCL—05面板右下角的电源开关。用示波器观察各观察孔的电压波形，测量触发电路输出脉冲的幅度和宽度，示波器的地线接于“10”端。3．确定脉冲的初始相位。当Uct=0时，调节Ub（调RP）要求α接近于180°。4．保持Ub不变，调节MCL-31A的给定电位器RP1，逐渐增大Uct，用示波器观察U1及输出脉冲UGK的波形，注意Uct增加时脉冲的移动情况，并估计移相范围。5．调节Uct使α=90O、60°、30°，观察并记录面板上观察孔“5”-“7”及输出脉冲电压波形。六．实验报告1．画出α=90O、60°、30°时，观察孔“5”-“7”及输出脉冲电压波形。2．指出Uct增加时，α应如何变化？移相范围大约等于多少度？指出同步电压的那一段为脉冲移相范围。七．注意事项参照实验一的注意事项。实验三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．熟悉MCL—05A组件锯齿波触发电路的工作原理。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2．MCL—33组件3．MCL—05A组件4．MEL—03组件5．MCL—18组件6．二踪示波器7．万用表五．注意事项1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为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。NMCL-05ANMCL-36NMCL-31AG(给定)~220V同步电压输入+15VG1K1G2K2674-15V5-15VRP13RP3RP2UctK4G4K3G312锯齿波触发电路WVULARD平波电抗器，位于NMCL-331上负载电阻，可选用NMEL-03(900欧并联)直流电流表，量程为5AI组晶闸管，位于NMCL-33续流二极管，位于NMCL-33主电源输出，位于NMCL-002图1-2单相桥式半控整流电路（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。4．MCL—33的内部脉冲需断开。六．实验方法1．将MCL—05A面板左上角的同步电压输入接MCL-18的U、V输出端，“触发电路选择”拨向“锯齿波”。三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，并打开MCL—05A面板右下角的电源开关。观察MCL—05A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，α=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（可选择900Ω电阻并联，最大电流为0.8A）至最大。（a）MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源，调节主控制屏输出Uuv=220V。调节MCL-18的给定电位器RP1，使α=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29.0UUd=2cos1a+。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α=60°，α=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。MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出使Uuv=220V。（b）调节Uct，使α=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α分别等于60°、90°时，测取Ud，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α=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（α）及Ud/U2=f（α）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？实验四半桥型开关稳压电源的性能研究一．实验目的熟悉典型开关电路的结构，元器件和工作原理，要求主要了解以下内容：1．主电路的结构和工作原理。2．PWM控制电路的原理和常用集成电路。3．驱动电路的原理和典型的电路结构。二．实验内容1．SG3525的输出波形观察。2．半桥电路中各点波形的观察。三．实验设备和仪器1．电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。2．双踪示波器。3．万用表。。五．实验方法1．SG3525的调试：将开关S1打向“半桥电源”，分别连接“5”和“6”端，以及“9”端和“10”端`，“3”端和“4”端，用示波器分别观察锯齿波输出（“1”端）和A、B两路PWM信号的波形（分别为“5”端和“9”端对地波形），并记录波形，频率和幅值，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其占空比可调范围。2．断开主电路和控制电路的电源，分别将“PWM波形发生”的“7”、“8”和“半桥型开关稳压电源”的G1、S1端相连，将“PWM波形发生”的“11”、“12”端和“半桥型开关稳压电源”的G2、S2端相连，经检查接线无误后，将钮子开关S2打向“ON”，分别观察两个MOSFET管VT1、VT2的栅极G和源极S间的电压波形，并记录波形，周期，脉宽，幅值及上升、下降时间。3．断开主电路和控制电路的电源，分别将“主电源1”的“1”端、“2”端与“半桥开关稳压电源”的“1”、“2”端相连，然后合上控制电源以及主电源（注意：一定要先加控制信号，后加主电源！否则极易烧毁“主电源1”的保险丝）用示波器分别观察两个MOSFET栅、源极电压波形。记录波形、周期、脉宽和幅值。特别注意；不能用示波器同时观察两个MOSFET管的波形，否则会造成短路，严重损坏实验设备。4．分别将“半桥型开关稳压电源”的“8”、“10“端相连，”9“、”12“端相连（负载电阻为33欧姆），记录输出整流二极管阳极和阴极间的波形（“5”端和“7”端之间，以及“6”端和“7”端间。记录波形、周期、脉宽以及幅值，观察输出电压u0中的波形（“12”和“10”端间），记录波形、幅值，并观察主电路中变压器T的一次侧电压波形（“3”端和“4”端）以及二次侧电压波形（“5”端和“9”端间），记录波形、周期、脉宽和幅值。5．断开“9”和“12”之间的连线，连接“9”和“11”（负载电阻为3欧姆），重复4的实验内容。特别注意：用示波器同时观察两个二极管电压波形时要注意示波器探头的共地问题，否则会造成短路，并严重损坏实验装置。6．断开“PWM波形发生器”的“3”，“4”两点间连线，将“半桥型开关稳压电源”的“13”端连至“PWM波形发生器”的“2”端，并将“半桥型开关稳压电源”的“9”端和“PWM波形发生”的地端相连，调节“脉冲宽度调节”电位器，使“半桥型开关稳压电源”的输出端（“8”和“9”端间）电压为5V，然后断开“9”，“11”端连线，连接“9”，“12”端（负载电阻改变至33欧姆），测量输出电压U2的值，计算负载调整率∆1005-22×=UUU%六．实验报告1．根据记录的变压器一次侧、二次侧波形，计算变压器电压比。2．分析负载变化对电路工作的影响。3．分析本实验电路输出稳压的原理。4．用示波器同时观察VT1和VT2的漏源极电压波形会产生什么后果？试详细分析。5．若要同时观察VD1和VD2阳极阴极间