电力电子技术实验指导书88083Word文档下载推荐.docx
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师，根据教学大纲要求的实验课时数共同讨论所做的实验方案。
本指导书
充分考虑《电力电子技术》课程内容多并体现了其最新发展的特点，为保
证学生在有限的实验时间内，尽可能地通过实验能够熟练掌握电力电子技
术中最常用的基本电路、基本器件的原理及应用，能够举一反三。
所以共
安排了三个单元大实验（实际是六个实验内容）。
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目录
第一章DJDK－1型电力电子技术实验装置简介
1－1控制屏介绍及操作说明…………………………………………4
1－2各挂件功能介绍…………………………………………………5
第二章电力电子实验的基本要求和安全操作说明……………………22
第三章电力电子技术实验内容
实验一、三相半波可控整流电路实验………………………………25
三相半波有源逆变电路实验………………………………28
实验二、直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）……………30
实验三、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验…………36
GTO、MOSFET、GTR、IGBT驱动与保护电路实验……38
单相正弦波脉宽调制SPWM逆变电路验……………………40
第四章附录
附录一电源控制屏常见故障的诊断………………………………44
附录二KC系列集成块原理说明…………………………………45
附录三DJK02和DJK02-1插座使用说明…………………………49
3第一章实验装置简介
1-1控制屏介绍及操作说明
一、特点
（1）实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用
方便功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、
《直流调速系统》、《交流调速系统》、《电机控制》及《控制理论》等课程所开设的
主要实验项目。
（2）实验机组容量小，耗电小，配置齐全；
装置使用的电机经过特殊设计,其参数特
性能模拟3KW左右的通用实验机组。
图1-1DJDK-1电力电子技术及电机控制实验装置外形图
（3）装置布局合理，面板示意图明确、清晰、直观；
实验连接线采用强、弱电分开
的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备，造成该设备损坏；
电路连接方
式安全、可靠、迅速、简便；
除电源控制屏和挂件外，实验桌上可放置机组、示波器等
实验仪器，操作舒适、方便。
电机采用导轨式安装，更换机组简捷、方便；
实验台底部
安装有轮子和不锈钢固定调节机构，便于移动和固定。
实验装置外形如上图1-1
（4）控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保
4护装置，可保护教师和学生的人身安全。
（5）挂件面板分为三种接线孔，强电、弱电及波形观测孔，三者有明显的区别，不能
互插。
二、技术参数
（1）输入电压三相四线制380V±
10%50Hz
（2）工作环境环境温度范围为-5—40℃,相对湿度<
75%。
（3）装置容量：
＜１.5kVA
（4）电机输出功率:
＜200W
（5）外形尺寸：
长×
宽×
高=1870㎜×
730㎜×
1600㎜
1-2各挂件功能介绍
这里只介绍《电力电子技术》实验所用到的挂件使用方法，并简单说明其工作原理
和单元电路原理图。
一、图1-2DJK01挂件电源控制屏
电源控制屏主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源等；
同时为
实验提供所需的仪表，如直流电压、电流表，交流电压、电流表。
屏上还设有定时器兼
报警记录仪，教师可考核学生的实验时间和质量；
在控制屏正面的大凹槽内，设有两根
不锈钢管，可挂置实验所需挂件，凹槽底部设有12芯、10芯、4芯、3芯等插座，
从这些插座提供有源挂件的电源；
在控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四
极380V电源插座，此外还设有供实验台照明用40W日光灯。
1、三相电网电压指示
三相电网电压指示主要用于检测输入的电网电压是否有缺相的情况，操作交流电压
表下面的切换开关，观测三相电网各线间电压是否平衡。
2、定时器兼报警记录仪
平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警和切断电源等功能，它还可以自
动记录由于接线操作错误所导致的告警次数。
3、电源控制部分
它的主要功能是控制电源控制屏的各项功能，它由电源总开关、启动按钮及停止按
钮组成。
当打开电源总开关时，红灯亮；
当按下启动按钮后，红灯灭，绿灯亮，此时控
制屏的三相主电路及励磁电源都有电压输出。
4、三相主电路输出
三相主电路输出可提供三相交流200V/3A或240V/3A电源。
输出的电压大小由“调
速电源选择开关”控制，当开关置于“直流调速”侧时，A、B、C输出线电压为200V，
可完成电力电子实验以及直流调速实验；
当开关置于“交流调速”侧时，A、B、C输出
线电压为240V，可完成交流电机调压调速及串级调速等实验。
在A、B、C三相附近装
有黄、绿、红发光二极管，用以指示输出电压。
同时在主电源输出回路中还装有电流互
感器，电流互感器可测定主电源输出电流的大小，供电流反馈和过流保护使用，面板上
的TA1、TA2、TA3三处观测点用于观测三路电流互感器输出电压信号。
5
图1-2DJK01主控制屏面板图
5、励磁电源
在按下启动按钮后将励磁电源开关拨向“开”侧，则励磁电源输出为220V的直流
电压，并有发光二极管指示输出是否正常，励磁电源由0.5A熔丝做短路保护，由于励磁
电源的容量有限，仅作为直流电机提供励磁电流，故一般不能作为大电流的直流电源使
用。
6、面板仪表
面板下部设置有±
300V数字式直流电压表和±
5A数字式直流电流表，精度为0.5
级，能为可逆调速系统提供电压及电流指示；
面板上部设置有500V真有效值交流电压
表和5A真有效值交流电流表，精度为0.5级，供交流调速系统实验时使用。
二、图1-3DJK02挂件晶闸管主电路
该挂件装有12只晶闸管、直流电压和电流表等，其面板如图1-3所示。
1、三相同步信号输出端
同步信号是从电源控制屏内获得，屏内装有△/Y接法的三相同步变压器，和主电
源输出同相，其输出相电压幅度为15V左右，供DJK02-1挂件内的KC04集成电路，
从而产生移相触发脉冲；
只要将本挂件的12芯插头与屏相连接，则输出相位一一对应
的三相同步电压信号；
接口的详细引脚情况详见附录相关内容。
2、正、反桥脉冲输入端
从DJK02-1来的正、反桥触发脉冲分别通过输入接口，加到相应的晶闸管电路上；
接口的详细情况详见附录相关内容。
63、正、反桥钮子开关
从正、反桥脉冲输入端来的触发脉冲信号通过“正、反桥钮子开关”接至相应晶闸管
的门极和阴极。
面板上共设有十二个钮子开关，分为正、反桥两组，分别控制对应的晶
闸管的触发脉冲；
开关打到“通”侧，触发脉冲接到晶闸管的门极和阴极；
开关打到“断”
侧，触发脉冲被切断；
通过钮子开关的切换可以模拟晶闸管失去触发脉冲的故障情况。
图1-3三相变流桥路面板图
4、三相正、反桥主电路
正桥主电路和反桥主电路分别由六只5A/1000V晶闸管组成；
其中由VT1～VT6组
成正桥元件（一般不可逆、可逆系统的正桥使用正桥元件）；
由VT1ˊ～VT6ˊ组成反
桥元件（可逆系统的反桥以及需单个或几个晶闸管的实验可使用反桥元件）；
所有这些
晶闸管元件均配置有阻容吸收及快速熔断丝保护，此外正桥还设有压敏电阻接成三角
形，起过压吸收。
图1-3DJK02三相变流桥路面板图
5、电抗器
实验主回路中所使用的平波电抗器装在电源控制屏内，其各引出端通过12芯的插
座连接到DJK02面板的中间位置，有3档电感量可供选择，分别为lOOmH、2O0mH、
700mH（各档在1A电流下能保持线性），可根据实验需要选择合适的电感值。
电抗器
回路中串有3A熔丝保护，熔丝座装在电抗器旁。
6、直流电压表及直流电流表
面板上装有±
300V的带镜面直流电压表、±
2A的带镜面直流电流表，均为中零式，
精度为1.0级，为可逆调速系统提供电压及电流指示。
7三、图1-4DJK02-1三相晶闸管触发电路
该挂件装有三相晶闸管触发电路和正反桥功放电路等，面板图如图1-4。
1、移相控制电压Uct输入及偏移电压Ub
观测及调节Uct及Ub用于控制触发电路的移相角；
在一般的情况下，我们首先将
Uct接地，调节Ub，以确定触发脉冲的初始位置；
当初始触发角定下后，在以后的调节
中只调节Uct的电压，这样确保移相角不会大于初始位置；
如在逆变实验中初始移相角
α=150o
定下后，无论调节Uct，都能保证β>
300
，防止出现逆变颠覆的情况。
2、触发脉冲指示
在触发脉冲指示处设有钮子开关用以控制触发电路，开关拨到左边，绿色发光管亮，
在触发脉冲观察孔处可观测到后沿固定、前沿可调的宽脉冲链；
开关拨到右边，红色发
光管亮，触发电路产生双窄脉冲。
3．三相同步信号输入端
通过专用的十芯扁平线将DJK02上的“三相同步信号输出端”与DJK02-1“三相同
步信号输入端”连接，为其内部的触发电路提供同步信号；
同步信号也可以从其他地方
提供，但要注意同步信号的幅度和相序问题；
接口的详细情况详见附录相关内容.
图1-4DJK02-1三相触发电路面板图
4、锯齿波斜率调节与观测孔
8打开挂件的电源开关，由外接同步信号经KC04集成触发电路，产生三路锯齿波信
号，调节相应的斜率调节电位器，可改变相应的锯齿波斜率，三路锯齿波斜率应保证基
本相同，使六路双窄脉冲间隔基本一致，才能使主电路输出的波形整齐划一。
5、控制电路
其线路原理如图1-6所示。
在由原KC04、KC41和KC42三相集成触发电路的基础上，
又增加了4066、4069芯片，可产生三相六路互差60°
的双窄脉冲或三相六路后沿固定、
前沿可调的宽脉冲链，供触发
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