电力电子实验报告湖北文理学院.docx
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电力电子实验报告湖北文理学院
《电力电子技术实验报告》
学院：
物电学院
专业：
自动化
任课教师：
实验一锯齿波同步移相触发电路实验
1.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）掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。
2.实验内容
（1）锯齿波同步移相触发电路的调试。
（2）锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。
3.实验原理
锯齿波同步移相触发电路的原理图参见挂件说明。
锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见挂件说明和电力电子技术教材中的相关内容。
4.实验结果
U1
U2
U3
U4
U5
U6
幅值（V）
12.6
7.4
2.8
9.0
16.4
4.6
宽度（ms）
20.11
20.60
20.20
19.98
20.21
20.06
1~7点对应的波形及“G,K”脉冲电压如下：
1点波形
2点波形
3点波形
.
4点波形
5点波形
6点波形
GK波形
1.移相范围的大小与控制电压uct，偏移电压Ub（即锯齿波触发电路中RP）有关。
调节输出电压Ug（即调节控制电压Uct）或调节偏移电压Ub（即调锯齿波触发电路中RP）都可以改变。
可以先将其中一个固定，再调节另外一个变量，达到想要的移相角度。
2.将输出电压Ug调至0V，即将控制电压Uct调至零，调节偏移电压Ub调锯齿波触发电路中RP），使=90O。
或者将NMCL——31A的“G”（给定）接到NMCL——05E的Ug孔，并将输出电压Ug调至0V，即将控制电压U_ct调至0，用示波器观察U2电压及U5电压波形，使=90度。
5.心得与体会
通过这次课程设计，我也深刻的认识了锯齿波同步移相触发电路的全局设置和工作原理，对复杂电路的设计有了更确切的思路。
实验二单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
1.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。
2.实验所需挂件及附件
序号
型 号
备 注
1
DJK01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。
2
DJK02晶闸管主电路
该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。
3
DJK03-1晶闸管触发电路
该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。
4
DJK10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。
5
D42 三相可调电阻
6
双踪示波器
自备
7
万用表
自备
3.实验原理
图6-1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6-2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反馈回电网。
“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。
有关实现有源逆变的必要条件等内容可参见电力电子技术教材的有关内容。
4.实验结果
1.单相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验报告
α=30°U d 的波形
α=60°U d 的波形
α=90°U d 的波形
α=120°U d 的波形
α=30°Uvt 的波形
α=60°Uvt 的波形
α=90°Uvt 的波形
α=120°Uvt 的波形
5.心得与体会
分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆后会产生的后果。
（1）触发电路工作不可靠。
如个别相失去脉冲或移相角过范围。
（2）晶闸管本身性能不好。
如不能正常导通或阻断。
（3）交流电源故障。
如突然断电，缺相或电压过低等。
（4）换相的裕量角过小。
主要是对换相重叠角估计不足，使换相时间小于晶闸管的关断时间。
实验三三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
1.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。
2.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。
3.实验原理
一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。
一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。
（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。
（2）对触发脉冲的要求：
1）按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60︒。
2）共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120︒，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120︒。
3）同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180︒。
（3）Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。
（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：
一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发（常用）
（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。
4.实验结果
0°触控角参数设置
0°阻感性负载参数设置
0°波形图
30°触控角参数设置
30°阻感性负载参数设置
30°波形图
60°触控角参数设置
60°时阻感负载参数设置
60°波形图
90°触发角参数设置
90°阻感性负载参数设置
90°波形图
5.结果及分析
输出结果分析。
图a时α=0°时的仿真波形，b、c、d是α=30°、60°、90°阻-感性负载的仿真和实验波形。
从理论分析波形、仿真波形和实验波形三者的对比看，基本是一致的。
结论：
当α≤60°时，u波形均为正值，主要不同点在于电感的存在；当60°＜α＜90°时，由于电感的作用，u的波形会出现负的部分，但是正的部分还是大于负的部分，平均电压u仍然为正值；当α=90°时，仿真出来的图形正负半周所占的面积基本一样，此时U=0。
以此可得出，随着α角的增大平均电压U的值减小。
6.心得与体会
通过这次课程设计，我也深刻的认识了三相桥式全控整流电路的全局设置和工作原理，对复杂电路的设计有了更确切的思路。
实验四单相交流调压电路实验
1.实验目的
熟悉用双向可控硅组成的交流调压电路的结构与工作原理。
2.实验内容
交流调压电路的测试。
3.实验原理
将一种形式的交流电变成另一种形式的交流电，可以通过改变电压、电流、频率和相位等参数。
只改变相位而不改变交流电频率的控制,在交流电力控制中称为交流调压。
单相交流调压的典型电路如图1所示。
图1单相交流调压电路
本实验采用双向可控硅BCR（Z0409MF）取代由两个单向可控硅SCR反并联的结构形式，并利用RC充放电电路和双向触发二极管DB3的特点，在每半个周波内，通过对双向可控硅的通断进行移相触发控制，可以方便地调节输出电压的有效值。
4.实验结果
5.实验结果分析
（1）α=φ时，负载获得最大功率，电流临界继续
（2）α>φ时，正负半波不会连续;导通角小于180
（3）α<φ时，VT1导通，时间超过TT；触发VT2时，VT1仍导通
6.心得与体会
（1）通过本次实验，加深了我对单相交流调压电路的工作原理以及交流调压感性负载时对移相范围要求的理解。
（2）熟悉了用双向可控硅组成的交流调压电路的结构与工作原理。
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