四川大学电力电子第一次实验报告

电力电子技术试验--单相半控桥整流电路实验1目录一、主要内容...........................................................................................................................2二、实验条件描述...................................................................................................................31、主要仪器设备.................................................................................................................32、实验小组人员分工.........................................................................................................4三、课前思考：黑板上五个问题的答案...............................................................................4四、实验过程...........................................................................................................................51、实现同步.........................................................................................................................52、半控桥纯阻性负载实验.................................................................................................63、半控桥阻-感性负载（串联电感L=200mH）实验........................................................7五、实验数据处理（含原始数据记录单及工程特性曲线，误差分析）.........................10六、课后思考：讨论题及我们的分析.................................................................................12七、实验综合评估.................................................................................................................151、对实验方案、结果进行可信度分析...........................................................................152、提出可能的优化改进方案...........................................................................................15八、multsim11仿真..............................................................................................................151带纯阻性负载仿真..........................................................................................................162、晶闸管突然失去触发脉冲即失控仿真.......................................................................183、带阻感负载仿真...........................................................................................................18电力电子技术试验--单相半控桥整流电路实验2一、主要内容1、项目名称：单相半控桥整流电路实验2、已知条件：（1）单相半控桥整流电路（2）触发电路原理图从试验台流入380V电压（单相）经变压电路变为120V左右的U2.在电阻两侧接示波器可观察电流波形。电力电子技术试验--单相半控桥整流电路实验33、实验完成目标（1）实现控制触发脉冲与晶闸管同步。（2）观测单相半控桥在纯阻性负载时dctuu、波形，测量最大移相范围及输入-输出特性。（3）单相半控桥在阻-感性负载时，测量最大移相范围，观测失控现象并讨论解决方案。二、实验条件描述1、主要仪器设备主要设备仪器名称型号主要参数电力电子及电气传动教学实验平台MCL-III型TDS2012（主要包括降压变压器、MCL-35、两只晶闸管，两只电力二极管，大功率滑动变阻器，可调电感、导线若干）Tektronic示波器TDS2012带宽：100MHZ最高采样频率：1GS/s数字万用表GDM-8145电力电子技术试验--单相半控桥整流电路实验42、实验小组人员分工姓名学号实验分工报告分工调所有仪器接线计算实验参数对应的理论值，并结合实验数据进行误差分析,根据实验数据绘制工程特性曲线；实验报告修改、排版完善。波形纠错对实验方案、结果进行可信度分析提出优化方案调示波器接线实验结果的理论分析及ud=f(uct)静态模型建模提出建模算法，并计算该电源的近似放大系数Ks照相实验仿真（电路，仿真波形，表明参数）并计算理论α参数提示步骤实验基本内容及条件描述，电路原理图电子版实验报告汇总并完成数据记录实验过程描述以及每个步骤涉及的实验方法（文字叙述）调电压表回答老师上课时提出的黑板上五个问题实验报告上的最后讨论题1，4三、课前思考：黑板上五个问题的答案1、如何为晶闸管匹配有效的同步移相控制？利用u2产生触发脉冲，首先用整流滤波电路将正弦波u2变为锯齿波，再利用直流电压uct和放大电路产生触发脉冲，因为是利用u2产生的脉冲，故此触发脉冲与u2同步，整流电源为正弦波u2，由此便实现了晶闸管与触发脉冲同步，同时调节uct的大小便可实现对触发角的控制。2、如何测量ud,id,的大小及瞬态波形？测量ud用示波器两端接在负载R两端测量，对于电阻，id与ud波形形状一致，故只需将示波器两端放在负载两端即可得到波形，测量电流id的时候用电流表，串联在负载侧，可读出id的值，实验过程中要观察id的变化，保证Id不超过0.6Α；测量ud的时候，要将电压表并联在晶闸管B的阴极以及二极管D的阳极，并读出ud的大小。测量的时候，先控制示波器定格，把两条垂直标尺移动到整流后的波形的末端到另一个波形的始端，即用标尺测量波形缺失的部分的长度t，在从示波器上能够读到半波的周期T，tT3、如何设定趋势测量的边界（值）及取样点分布的有效性？改变uct的大小调节，分别测量最大及最小和为90o时的ud及id值，由此便可电力电子技术试验--单相半控桥整流电路实验5确定边界值，在此范围内均匀取点，并记录。4、如何变更负载阻抗角，形成并观测电流的连续或断续状态？固定触发导通角在较大值，调节负载电阻由最大到最小（注意电流不能超过0.6Α），并非分别观察电流断续到连续的情况，并记录临界的情况。5、如何制造本电路特有的失控现象？调整控制角或者负载电阻，使id≈0.6A，突然断掉晶闸管的触发脉冲信号（模拟将迅速调到1800），制造失控现象，并记录失控前后ud的波形。四、实验过程1、实现同步（1）从三相交流电源进端取线电压Uuw（约230v）到降压变压器（MCL-35）,输出单相电压（约124v）作为整流输入电压u2；（2）在（MCL-33）两组基于三相全控整流桥的晶闸管阵列（共12只）中，选定两只晶闸管要实现同步则要选两只管脉冲相位角相差1800度的，实验面板提供了两组三相全控整流桥的晶闸管阵列，序号相邻晶闸管相位相差600，两组序号相同的晶闸管相位相同，选定两只晶闸管VT1和VT4，将两只二极管组成共阴极连接方式。（3）将连接好的两只共阴极晶闸管与整流二极管整列（共6只）中的两只共阳极方式连接的二极管组成半控桥整流保证控制同步，并外接纯阻性负载。（4）在负载回路上串接电流表、可调电阻负载，并把电阻调到最大。（5）按照原理图完成接线，检查电路接线正确后，打开电源开关，示波器显示ud波形。（6）用双踪示波器观察ud波形，在示波器上得到稳定输出电压波形，一个周期输出两个正半周波形，并从输出电压波形能观察到明显的电压过零跳变，如果每一个过零时刻与前一个电压过零时刻之差相等，则移相控制同步。同步时会产生稳定的频率正弦波频率为两倍的锯齿波，并且波形随控制信号连续变化而变化。试验台实际连接图电力电子技术试验--单相半控桥整流电路实验6同步移向控制信号产生的原理图2、半控桥纯阻性负载实验（1）连续改变控制角，测量并记录电路实际的最大移相范围，用数码相机记录小、最大和90o时的输出电压ud波形（注意：负载电阻不宜过小，确保当输出电压较大时，id不超过0.6A）；实验数据及波形：①通过调节移相可调电位器RP调节触发角，观察当晶闸管触发延迟角最小时输出电压ud波形，并拍摄此时波形如下图：②再次调节移相可调电位器RP改变触发角，观察当晶闸管触发延迟角为90度时输出电压ud波形，并拍摄此时波形如下图：③再次调节移相可调电位器RP改变触发角，观察当晶闸管触发延迟角大时输出电电压进行衰减后引入比较器，通过改变输入的比较电压，形成上下移的锯齿波。电力电子技术试验--单相半控桥整流电路实验7压ud波形，并拍摄此时波形如下图：（2）调节移相可调电位器RP，在最大移相范围内，测量13组不同触发延迟角之下，控制角、交流输入电压u2、控制信号uct和整流输出ud的大小。（3）计算移相控制角原始数据tα(ms)(rad)U2UctUdUd’0.280.087965126.3414.81110113.48620.840.263894126.476.57109111.85281.160.364424126.854.93107110.41631.520.477522126.924.02104107.8391.960.615752126.963.28101103.77112.40.753982127.132.719698.911732.960.929911127.252.169091.500073.61.130972127.71.628081.932464.21.319468128.161.37072.014515.21.633627128.80.765254.320746.041.89752129.50.563639.57218.62.701767130.670.2145.596369注：Ud’为在下由公式21cos'0.92dUU算得的理论值3、半控桥阻-感性负载（串联电感L=200mH）实验（1）断开总电源，将负载电感串入负载回路；（2）连续改变控制角，记录最小、最大和90o时的输出电压ud波形，（注意电流表指针的变化）观察其特点（id不超过0.6A）；①通过调节移相可调电位器RP调节触发延迟角，观察接入阻感性负载情况下当晶闸