电力电子技术实验指导书定稿20160922上午定稿Word文档下载推荐.doc

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2-4三相半波有源逆变电路实验 22

2-5三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 24

2-6单相交流调压电路实验 28

2-7三相交流调压电路实验 31

附录：

各模块及各实验的详细接线图 54

THMDK-3型电力传动开放式综合实验平台电力电子技术实验指导书

第一章电力电子所需实验装置介绍

1-1实验的基本要求

培养学生能根据实验目的，实验内容及实验设备来拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。

学生在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。

现按实验过程对学生提出下列基本要求。

实验前的准备

实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等），并按照实验项目准备记录抄表等。

实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始做实验。

认真作好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。

实验的进行

1、建立小组，合理分工

每次实验都以小组为单位进行,每组由2～3人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。

2、选择组件和仪表

实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。

3、按图接线

根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，一般按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。

为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线。

4、起动电机，观察仪表

在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范起动电机，观察所有仪表是否正常（如指针正、反向是否超满量程等）。

如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；

如果一切正常，即可正式开始实验。

5、测取数据

预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。

正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。

6、认真负责，实验有始有终

实验完毕，须将数据交指导教师审阅。

经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。

实验报告

实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。

实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

实验报告包括以下内容：

1、实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温℃。

2、列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据（PN、UN、IN、nN）等。

3、列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。

4、数据的整理和计算

5、按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于8cm×

8cm，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线,不在曲线上的点仍按实际数据标出。

6、根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。

实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。

7、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。

1-2实验安全操作规程

为了按时完成大功率电机实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程：

1、实验时，人体不可接触带电线路。

2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。

3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。

实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。

4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免损坏仪表或电源。

5、总电源或实验台实验平台上的电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。

1-3各模块功能介绍

EZT3-10TC787触发电路模块

TC787芯片介绍

TC787集成电路作为功率晶闸管的移相触发电路适用于主功率器件是晶闸管的三相全控桥或其它拓扑电路结构的系统中。

TC787在单双电源下均可工作，使其适用于电源的范围较广泛，它们输出三相触发脉冲的触发控制角可在0°

～180°

范围内之间连续同步改变。

它们对零点的识别非常可靠，使它们可方便地用作过零开关，同时器件内部设计有移相控制电压与同步锯齿波电压交点（交相）的锁定电路，抗干扰能力极强。

电路自身具有输出禁止端，使用户可在过电流、过电压时进行保护，保证系统安全。

TC787可方便地通过改变6脚的电平高低来设置其输出为双脉冲还是单脉冲。

在正序时同步信号与双脉冲触发关系如图所示：

晶闸管的导通采用双脉冲触发，脉冲宽度由Cx端外接电容容值决定，每组脉冲之间的间隔为60°

。

TC787的逻辑电路框图组成如图所示。

它由同步过零电路、极性检测电路、锯齿波形成电路、锯齿波比较电路、抗干扰电路、调制脉冲发生器电路、脉冲形成电路和脉冲分配电路组成。

经滤波后的三相同步电压，通过过零和极性检测单元检测出零点和极性后，作为内部三个恒流源的控制信号。

三个恒流源输出的的恒值电流给三个等值电容Ca、Cb、Cc恒流充电，形成良好的等斜率锯齿波。

锯齿波形成单元输出的锯齿波与移相控制电压Vr比较后取得交相点，该交相点经集成块内部的抗干扰锁定电路锁定，保证交相唯一而稳定，使交相点以后的锯齿波或移相电压的波动不影响输出。

该交相信号与脉冲发生器输出的调制脉冲信号经脉冲形成电路处理后，变为与三相输入同步信号相位对应且与移相电压大小适应的脉冲信号，送到脉冲分配及驱动电路。

此时脉冲分配电路根据用户在引脚6设定的状态完成双脉冲（引脚6为高电平）或单脉冲（引脚6为低电平）的分配功能，并经输出驱动电路功率放大后输出：

一旦系统发生过电流、过电压或其他非正常情况，在引脚5输入高电平信号，脉冲分配及驱动电路内部的逻辑电路动作，封锁脉冲输出，确保集成块的12、11、10、9、8、7六个引脚输出全为低电平。

模块介绍

模块原理图如下

2.1a、b、c三个三号弱电柱输入端口接“控制屏”上“三相同步信号”，n点接在直流电源电压的1/2处（同步信号的峰峰值不要大过直流电源电压）；

2.2电位器RPa1、RPb1、RPc1起到调节芯片输入的同步信号幅值的作用，同时也能与电容配合起到微调输入到芯片的同步信号的相位（输入芯片的信号波形从1、2、3观测点观测）。

所以芯片输出的双窄脉冲（观测点为VT*）两脉冲间距可通过此电位器来调节。

也可与RP3点位器配合调节起到限制触发脉冲的移向范围等作用。

调节时应保证三相均衡调节；

2.3外部给定从Uct端口输入，实验时通常限定为0~6v。

经比例放大后的实际输入芯片的给定电压通过TP1测量点测量；

2.4A、B、C相锯齿波观测点为与同步型号相对应的锯齿波波形；

2.5芯片6脚为功能选择端，高电平是芯片输出波形为全控双脉冲，低电平为半控单脉冲。

5脚为禁止端（使能端）输入高电平芯片封锁输出。

两处由纽子开关S1、S2作为切换；

调试方法

3.1接线图见下

3.2将电位器RPa1、RPb1、RPc1逆时针到底，用双踪示波器观测A、B、C三相锯齿波观测孔，用一路通道观测同步信号，另一路观测锯齿波波形，其中a、b、c三路同步信号a对应A相锯齿波，b对应B相锯齿波，c对应C相锯齿波。

所测波形如图所示。

各相锯齿波与同步信号的相位关系

3.3顺时针调节RP2到底，，调节RP3使TP1点电压达到最低，然后用一路通道观测同步信号A，另一路探头观测点VT1，调节RP1电位器使触发信号出现在同步信号的150°

的位置（即α=120°

）。

此时观测VT1,VT2,VT3,VT4,VT5,VT6六路观测孔波形,VT1～VT6依次增加60度，调节RP2观测每路脉冲的可移相范围是否大于120°

否则调节RP3电位器，必要时也可调节RP1电位器，同步信号与双列脉冲触发关系应满足下图（将拨动开关拨到到正常工作侧，有脉冲输出；

拨到封锁输出侧，则无脉冲；

将拨动开关由双列脉冲拨打到单列脉冲时，则双列脉冲由双窄脉冲变为单窄脉冲。

）

3.4若在双窄脉冲状态时，双窄脉冲宽度不满足60°

时微调RPa1、RPb1、RPc1电位器保证双窄脉冲宽度至少为60°

然后重复3.3调试过程。

否则无法作出三相全控实验。

EZT3-11功放电路I模块

该模块主要作用是将TC787触发电路模块输出的触发信号进行功率放大，以驱动晶闸管模块。

模块原理图如下：

触发信号从VT端输入，功放后从G、K输出端输出至晶闸管。

UlF端为使能端，需在使用时连接到GND。

EZT3-12功放电路II模块

其工作原理与EZT3-11相同。

EZT3-13功放电路III模块

EZT3-15调节器I模块

该模块的功能是对给定和反馈两个输入量进行加法、比例、积分等运算，使其输出按某一规律变化。

该模块是由运算放大器、输入变换器、反馈环节、二极管输出限幅环节构成。

其原理图如下图所示。

在上图中“1、2、3、4、5”端为信号输入端。

其中“2、5”端由C4、R2、C7、R6组成微分反馈矫正环节，有助于抑制振荡，减少超调。

“3、4”端间构成有输入电压变换环节，其值经过电位器RP4调节后作用与“2”端。

二极管VD2、VD3为运放的输入限幅，起到保护运放的作用。

二极管VD1、VD4和电位器RP1、RP3组成正负限幅值可调的输出限幅电路。

“6、7”端用于外接比例电阻与积分电容（从EZT3-19上得到）用以调整系统的放大倍数与相应时间。

RP2为运放的调零电位器。

2.1调零：

把输入端“1、2、3、5”短接后接地，在“6、7”之间接30K电阻（从EAZT3-19可调电阻电容模块得到）构成比例调节器，用万用表的直流mV档测量“8”端输出，调节调零电位器RP2，调节至输出约为零。

2.2正负限幅值的整定：

在“6、7”端串接30K电阻和可调电容（可调电容调至最大值）（从EAZT3-19可调电阻电容模块得到）构成比例积分调节器，在输入端“5”加一个+3V的给定电压，用万用表测量输出端“8”，调节RP3电位器，将其值整定为－6V；

在输入端“5”加一个-3V的给定电压，调节RP1电位器，将其值整定为6V。

EZT3-16调节器II模块

该模块是由运算放大器、限幅电路、输入选择网络等环节构成。

其工作原理基本上与调节器一相同。

如下所示：

调节器二与调节器一相比，增加了几个输入端，其中“3”端用于接收推β信号，当主电路输出过流时，电流反馈与过流保护的“Uβ”端输出一个推β信号（高电平），信号击穿稳压管，正电压信号输入运放的反向输入端，使调节器的输出电压下降，α角向180°

方向移动，降低整流时输出电压，保护主电路。

“5、7”端预留出用于外接逻辑控制器的相应输出端，当高电平输入时击穿稳压管，三极管Q1、Q2导通，相应的“4、6”端的输入电压信号对地短接。

把输入端“1至7”短接后接地，在“