电力电子实验

电力电子实验主要内容实验一晶闸管的导通和关断条件实验二单相桥式半控整流实验三单相交流调压电路研究实验四IGBT斩波电路研究实验五GTR单相并联逆变研究实验六锯齿波同步触发电路研究实验一晶闸管的导通和关断条件实验目的1．验证晶闸管的导通条件。2．掌握晶闸管的关断方法。实验电路VVug5~4A-（+）+（-）D-（+）G+（-）KVE15图1晶闸管导通条件实验电路A+-3S1S2SAKGVVug5~43K123VuF50/10VuF50/22.0图2晶闸管关断方法实验电路实验设备1．导通关断实验板；2．30V直流稳压电源；3．5V稳压电源(DC4)；4．TX-LN实验台；实验内容和步骤1、晶闸管的导通条件1）阳极加正向15V电压，先门极开路，观察晶闸管是否导通（灯泡是否亮）。再门极加+5V电压，观察晶闸管是否导通。2）阳极、门极都加正向电压使晶闸管导通后去掉门极+5V电压，看晶闸管是否关断（灯是否灭掉）。再加-5V反向门极电压，看灯泡是否继续亮。3）阳极加反向15V电压，门极开路、加+5V或-5V电压，观察晶闸管是否导通。1PR1PR2、晶闸管的关断条件实验1）接通15V电源电压，再加5V控制极电压使晶闸管导通，接着就去掉5V控制极电压。2）关闭15V电源电压一下后再接通，观察灯是否继续亮。3）1、2端接上10电容，灯亮后，去掉5V电压，然后闭合S1，再闭合S2，观察灯是否继续亮。1PR1PR4）去掉10电容，换上0.22，重做上面实验，结果如何？5）把晶闸管导通后，去掉门极电压，然后闭合S3，再断开S3，观察灯是否熄灭。6）电路中串入可变电阻R，晶闸管导通后，逐渐增大电阻R，当电流表读数由某值突然降到零时，该值为晶闸管的维持电流，此时再增大阳极电压，灯泡已不再亮，说明晶闸管已关断。1PR1PR思考与讨论1．说明控制极的作用及导通条件。2．说明电容的作用？电容过小时会出现什么问题？为什么？电容是否越大越好？为什么？实验二单相桥式半控整流实验目的1．熟悉单结管触发电路的工作原理及电路中各元件作用。2．对电阻负载的工作情况及波形作分析。3．掌握双踪示波器的使用方法。实验电路图AVdR2V'2V~110V2u~220V'VV1VT5VT+-+-4VD2VDLNV~1g1g2g2gkkABCD~60V图1实验电路图实验设备1．TX-LN实验台；2．隔离变压器；3．灯泡负载；4．单结管触发电路；5．晶闸管主电路；6．二极管主电路；7．直流电流电压表；8．示波器实验内容和步骤1．实验准备（1）熟悉实验装置，找出单结管触发电路，所使用的晶闸管、整流二极管的位置。（2）找出所需要接线的端子。找出测试点与测量插孔之间的对应关系。。2．触发电路测试（1）先不接主电路连线，只触发电路接通电源。用示波器观察触发电路中所标各点波形。A点：整流输出波形；B点：削波后的波形；C点：锯齿波波形；D点：单结管输出波形。（2）调节移相电位器Rp，观察C点和D点的波形变化和移动情况。（3）估计触发电路的移相范围。1PR1PR3．电阻负载研究（1）单结管电路测试正常后，连接主电路。（2）主电路接好后先让老师检查后再接通电源，用示波器观察ud：负载两端电压波形；uT：晶闸管两端电压波形；uD：二极管两端电压波形。（3）调节移相电位器Rp，用示波器观察不同角时ud波形，测量不同角时ud的数值记入表中1PR1PR实验注意事项双踪示波器有两个探头，可同时测量两路信号，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的外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，一般同时观测两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将其中一个探头的地线接于此处（另一个探头的地线可悬空不接），探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观测到两个信号，而不发生意外。思考与讨论将测量值与理论计算值比较，分析误差原因。实验三单相交流调压电路研究实验目的1．通过观察负载的输出电压波形，加深对双向晶闸管交流调压工作原理的理解。2．熟悉KCO5晶闸管移相触发器的原理及应用。实验电路图AˆCˆDˆEˆ16129Bˆ58~220VLN~30V1R2PR6R2CLR1PR3R5R+15V0PRcu1C220VLNV~V'V2V'2VKCO5内部电路1V2V3V4V5V6V7VV8V9V10V11V16251310915461278波形简图0Au0Cu0Du0Eu0Bu实验设备1．TX-LN实验台；2．双踪示波3．KCO5实验板；4．KS晶闸管板；5．TC1同步变压器；6．直流电流电压表；7．交流电流电压表；8．DC2电源板；9．隔离变压器实验内容和步骤1．触发电路测试，按图接好导线，闭合开关，接通30V同步电压和直流电源，观察A-E点波形并记录。2．触发电路工作正常后，接上灯泡负载，用示波器观察负载Ud波形实验注意事项1．示波器用双探头时应共地连接，示波器探头放到×10档。2．观察A点波形时，应将Y轴耦合方式开关置于“AC”位置，B～E点置“DC”。思考与讨论1．交流调压电路一般用在哪些场合？举例说明。2．双向晶闸管与两个单向晶闸管反并联的不同点？控制方式有什么不同？实验四IGBT斩波电路研究该实验为综合性实验，实验内容涉及《电力电子技术》斩波部分和《电机拖动》直流电机电压与转速关系等知识点。实验目的1．掌握斩波电路的工作原理。2．熟悉IGBT器件的应用。3．熟悉W494集成脉宽调制器电路。4．了解斩波电路的调试步骤和方法。5．了解斩波电路的应用。V_+2V'2V~110V2u~220VLN'VV_M_1234A68B16150R+15V131194R1R2PR1PR3R+15V-15V1C-+C2PQPQ间电压约为150VVVDPQA_实验电路图W494内部功能框图TRTC振荡器1CK触发器&QQ&11基准电压TRTC65412315167145V12101198CCV13GND实验设备1．TX-LN实验台；2．灯板；3．双踪示波器；4．斩波电路板；5．隔离变压器；6．直流电动机；7．转速转矩测量仪;8．直流电压电流表实验内容和步骤1．控制电路测试（1）对照电路图熟悉电路接线，在实验装置中找出主电路和控制电路插板的位置，熟悉电路接线，找出IGBT和W494等主要元件。（2）先把电位器调到零位，再接通电源，用示波器观察观察A点波形并记录（应为锯齿波），调节电位器，观察B点应有脉宽可调的脉冲输出。（3）调节使输出脉冲宽度为零。正向旋转使控制电压由零上升，用示波器观察脉冲应逐渐变宽，这样说明控制电路工作正常，记录A点波形及占空比为50%时B点波形。1PR1PR2．灯泡负载（1）断开电源，把电位器调到零位，使输出脉冲宽度为零。断开电源，接上灯泡负载（并联四只灯）。（2）接通电源，观察负载上的U波形并记录（占空比50%和100%）。（3）关掉三个灯，重作上述实验。1PR1PR2．负载实验（1）断开电源，把电位器调到零位，使输出脉冲宽度为零。断开电源，接上灯泡负载（并联四只灯）。（2）接通电源，观察负载上的U波形并记录（占空比50%和100%）。（3）关掉三个灯，重作上述实验。（4）拆去灯泡负载，接上直流电机负载，调节占空比并记录。1PR1PRV_+2V'2V~110V2u~220VLN'VV_M_1234A68B16150R+15V131194R1R2PR1PR3R+15V-15V1C-+C2PQVVDPQA_1.电源部分切记不能大意接到两根火线上2.主电路和控制电路未电气隔离，不可同时使用双通道观测波形3.直流电机励磁回路务必确定连接完好，电流表指示不为零实验注意事项思考与讨论1．比较两种灯泡负载时的波形有什么不同？为什么？2．占空比为100%时波形是否平直？为什么？实验五GTR单相并联逆变研究实验目的1．熟悉由GTR组成的单相并联逆变电路及工作原理，了解各元件的作用。2．观察控制电路及负载波形，研究改善负载波形的方法。实验电路图555C3C451RpR2R115CKA7628414JKQQAR’+15VV2V1C2C1Vc2Vc1A1A2S+5V+15vBCDER6R5V4V3~uo实验设备1．TX-LN实验台；2．双踪示波器；3．GTR板；4．灯板实验内容和步骤1．按电路图连接好导线，接通总电源前先检查开关S处于断开位置（向下）。2．接通+5V和+15V电源，观察A点波形，调节Rp看555集成输出频率是否连续可调。3．观察B、C点波形，频率应为A点的一半，且B、C两点波形应反相。4．观察D、E两点波形，频率同B点和C点，但幅值要高很多。5．控制电路正常后接通主电路，闭合S（向上），观察逆变器输出波形，调节Rp，输出频率应连续可调。此时说明逆变电路工作正常。6．将15V电源直接接入变压器中心头。7．读取该电路的频率范围。8．记录时的波形。1PR1PR实验注意事项1．示波器用双探头时应共地连接，示波器探头放到×10档。2．为了安全，调试时应串入R′,否则调试中一旦出现逆变失败，就会因电流过大而损坏设备。思考与讨论1．逆变电路有哪些应用？举例说明2．提出改善输出电压波形的理想方案。实验六锯齿波同步触发电路研究实验目的1．加深理解锯齿波同步触发电路的工作原理。2．明白各主要点的波形与电路参数的关系。3．掌握锯齿波同步触发电路的测量方法与调试方法。实验电路图锯齿波触发板+15V-15V稳压电源DC2+30V(DC4)-15V(DC2)UcUbLN～220V~7VUsgk(+a)(0)实验设备1．TX-LN实验台；2．双踪示波器；3．锯齿波触发板；4．同步变压器TC1；5．给定板；6．KS双向晶闸管；7．稳压电源DC2；8．DC4实验内容和步骤1．按实验电路图找出主要测试点与测量插孔的对应关系。2．按图接通各直流电源和同步电压。3．用示波器观察各主要点波形。4．调节脉冲移相范围。实验注意事项1．实验时必须接上晶闸管的g、k，否则不到波形。2．示波器用双探头时应共地连接。思考与讨论1．总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法。2．说明移相范围与哪些量有关？