电力电子实验报告

目录实验一锯齿波同步移相触发电路及单项半波可控整流……1页；成绩：实验二单相桥式全控整流电路实验……6页；成绩：实验三三相桥式全控整流及有源逆变电路实验……12页；成绩：实验四采用自关断器件的单相交流调压电路研究……18页；成绩：实验五直流斩波电路(设计性)的性能研究……22页；成绩：课程实验成绩：广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页1实验一锯齿波同步移相触发电路实验一．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．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。二．实验内容1．锯齿波同步触发电路的调试。2．锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析。三．实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见本书第二章和“电力电子技术”有关教材。四、实验所需挂件及附件序号型号备注1MCL－32A电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2MCL－31A低压电源和仪表该挂件包含“给定电源和±15V低压电源”等模块。3MCL－36晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。4双踪示波器和万用表自备广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页2五．实验方法1．按图4－1接线（同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连）。接通主电源和±15V低压直流电源，用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接在MCL－36的“7”端。同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。观察“3”~“5”孔波形及输出电压UG1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。3．调节脉冲移相范围将MCL—18的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U6的波形，调节偏移电压Ub（即调RP2），使a=180O，其波形如图4－2所示。MCL－32A主控制屏电源第4章UVWMCL－31A给定G＋15V－15V给定电压显示MCL－36同步电源输入低压电源输入＋15V0V－15V锯齿波触发电路0V图4－1锯齿波同步移相触发电路360°180°30°U1ωtωtU5广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页3调节MCL—18的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，a=180O，Uct=Umax时，a=30O，以满足移相范围=30O~180O的要求。4．调节Uct，使a=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形，并标出其幅值与宽度。用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察UG1K1和UG3K3的波形，调节电位器RP3，使UG1K1和UG3K3间隔1800。六．实验报告1．整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。2．总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，移相范围的大小与哪些参数有关？3．如果要求Uct=0时，=90O，应如何调整？4．讨论分析其它实验现象。七．注意事项1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。2．观察脉冲的移相范围时，可用导线把触发电路的地端（“2”）和脉冲输出“K”端相连。但一旦脉冲输出接至晶闸管，则不可把触发电路和脉冲输出相连，否则造成短路事故，烧毁触发电路。广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页4八.数据处理1．整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。1点波形2点波形3点波形4点波形5点波形广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页5UG1K1UG2K22．总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，移相范围的大小与哪些参数有关？答：调节RP2，使α=180°.。触发元件的选择有关。和可控硅自身的反应速度有关3．如果要求Uct=0时，=90O，应如何调整？答：将RP2逆时针旋转到底，调节RP3，观察示波器，至α=90°。广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页6实验二单相桥式全控整流电路实验一．实验目的1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。2．研究单相桥式全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。3．熟悉NMCL—36组件。二．实验线路及原理参见图1-3。三．实验内容1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．NMCL—33组件3．NMCL—36组件4．NMEL—03组件5．NMEL—24B组件6．NMCL—31A组件7．双踪示波器（自备）8．万用表（自备）五．注意事项1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL—36组件，故NMCL-33的内部脉冲需断，以免造成误触发。广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页72．电阻RD的调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。4．NMCL—36面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。5．逆变变压器采用NMEL-24B变压器，原边为220V，副边为110V。6．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。A图1-3单相桥式全控整流电路I组晶闸管，位于NMCL-33直流电流表，量程为5A负载电阻，可选用NMEL-03(900欧并联)平波电抗器，位于NMCL-331上RDALUVW锯齿波触发电路21G3K3G4K4UctRP2RP33RP1-15V5-15V476K2G2K1G1+15V同步电压输入~220VG(给定)NMCL-31ANMCL-05ANMCL-36NMEL-24B广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页8六.实验方法1．将NMCL—36面板左上角的同步电压输入接MEL—002T的U、V输出端。2．断开NMEL-24B和NMCL-33的连接线，合上主电路电源，调节主控制屏输出电压Uuv至220V，此时锯齿波触发电路应处于工作状态。NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。调节偏移电压电位器RP2，使=90°。断开主电源，连接NMEL-24B和NMCL-33。3．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。接上电阻负载（可采用两只900Ω电阻并联），并调节电阻负载至最大，短接平波电抗器。合上主电路电源，调节Uct，求取在不同角（30°、60°、90°）时整流电路的输出电压Ud=f（t），晶闸管的端电压UVT=f（t）的波形，并记录相应时的Uct、Ud和交流输入电压U2值。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。4．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。断开平波电抗器短接线，求取在不同控制电压Uct时的输出电压Ud=f（t），负载电流id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形并记录相应Uct时的Ud、U2值。注意，负载电流不能过小，否则造成可控硅时断时续，可调节负载电阻RP，但负载电流不能超过0.8A，Uct从零起调。改变电感值（L=100mH），观察=90°，Ud=f（t）、id=f（t）的波形，并加以分析。注意，增加Uct使前移时，若电流太大，可增加与L相串联的电阻加以限流。七．实验报告1．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻负载情况下，当=60°，90°时的Ud、UVT波形，并加以分析。2．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻—电感性负载情况下，当=90°时的Ud、id、UVT波形，并加以分析。3．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（）及Ud/U2=f（）。4．实验心得体会。广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页9八．数据处理1、绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻负载情况下，当=60°，90°时的Ud、UVT波形，并加以分析。答：电阻性负载下α=60°Ud的波形α=90°Ud的波形α=90°Ud的波形广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页10α=60°Uvt的波形α=90°Uvt的波形2、绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻—电感性负载情况下，当=90°时的Ud、id、UVT波形，并加以分析。答：当=90°时的Ud波形广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页11当=90°时的id波形当=90°时的UVT波形广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页12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．熟悉NMCL-33组件。2．熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。二．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．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。三．实验线路及原理实验线路如图1-7所示。主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．NMCL—33组件3．NMEL—03组件4．NMCL—31A组件5．NMEL-24B组件6．双踪示波器（自备）7．万用表（自备）五．实验方法1．未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页13（2）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。（3）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。注：将面板上的Ublf（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1~VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。（4）将NMCL-31A的给定器输出Ug接至NMCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使=150o。DCBAV图1-7a三相桥式全控整流及有源逆变电路主回路UVW主电源输出，位于MEL-002TNMEL-24B2．三相桥式全控整流电路按图1-7接线，AB两点断开、CD两点断开，AD连接在一起，并将RD调至最大(450)。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu，从0V调至220V。调节Uct，使在30o~90o范围内，用示波器观察记录=30O、60O、90O时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。广东石油化工学院自动化专业实验室实验报告第页143．三相桥式有源逆变电路断开电源开关后，断开AD点的连接，分别连接AB两点和CD两点。调节Uct，使仍为150O左右。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu，从0V调至220V合上电源开关。调节Uct，观察=90O、120O、150O时,电路中ud、uVT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。4．电路模拟故障现象观察。在整流状态时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察并记录此时的ud波形。六．实验报告1．画出电路的移