电力电子实验指导书本科5Word下载.docx

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按实验小组进行实验，实验小组成员应进行明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠，各人的任务应在实验进行中实行轮换，以便实验参加者能全面掌握实验技术，提高动手能力。

（4）按图接线，一般情况下，接线次序为先主电路，后控制电路；

先串联，后并联。

（5）完成实验系统接线后，必须进行自查。

串联回路从电源的某一端出发，按回路逐项检查各仪表、设备、负载的位置、极性等是否正确；

并联支路则检查其两端的连接点是否在指定的位置。

距离较远的两连接端必须选用长导线直接跨接，不得用两根导线在实验装置上的某接线端进行过渡连接。

自查无误后，必须再经老师检查。

（6）实验时，按指导书所提出的要求及步骤，逐项进行实验和操作。

系统启动前，应使负载电阻值最大，给定电位器处于零位；

测试记录点的分布应均匀；

改接线路时，必须断开主电源方可进行。

实验中应观察实验现象是否正常，所得数据是否合理，实验结果是否与理论相一致。

（7）完成本次实验全部内容后，应请指导教师检查实验数据、记录的波形。

经指导教师认可后方可拆除接线，整理好连接线、仪器、工具，使之物归原位。

3、实验总结

实验完后，必须对实验进行总结，对实验数据进行整理、绘制波形和图表、分析实验现象、撰写实验报告。

如实验结果与理论有较大出入时，需用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，找出引起较大误差的原因。

二、电力电子实验室注意事项

电力电子实验室，是强弱电结合的实验室。

为完成电力电子技术实验，确保实验时人身安全与设备可靠运行，要严格遵守如下安全操作规程：

（1）在实验过程时，绝对不允许做双手同时接到隔离变压器的两个输出端，将人体作为负载使用。

（2）任何接线和拆线都必须在切断主电源后方可进行。

（3）为了提高实验过程中的效率，完成接线或改接线路后，应仔细再次核对线路，并使组内其他人引起注意后方可接通电源。

（4）如果在实验过程中发生过流告警，应仔细检查线路以及电位器的调节参数，确定无误后方能重新进行实验。

（5）在实验中应注意所接仪表的最大量程，选择合适的负载完成实验，以免损坏仪表、电源或负载。

（6）系统起动前负载电阻必须放在最大阻值，给定电位器必须退回至零位后，才允许合闸起动并慢慢增加给定，以免元件和设备过载损坏。

实验一晶闸管的简易测试实验

一、实验目的

掌握晶闸管的简易测试方法。

二、实验条件

1、万用表1块

2、好、坏晶闸管各1只

三、实验原理

将万用表置于R×

1Ω位置，用表笔测量G、K之间的正反向电阻，阻值应为几Ω~几十Ω左右。

一般黑表笔接G，红表笔接K时阻值较小。

由于晶闸管芯片一般均采用了短路发射极结构（即相当在控制极与阴极间并联了一个小电阻），所以正反向阻值差别不大，即使测出正反向阻值近似相等也是正常的。

接着将万用表调至R×

10kΩ挡，测量G、A与K、A之间的阻值，无论黑红表笔怎样调换测量，阻值均应为无穷大。

否则，说明晶闸管已经损坏。

四、实验内容与要求

具体操作步骤如图1-1所示，将所测数据填入表1-1，并鉴别被测晶闸管的好坏。

表1-1

被测晶闸管

RAK

RKA

RAG

RGA

RGK

RKG

结论

KP1

KP2

图1-1判别晶闸管好坏示意图

五、实验报告

总结简易判断晶闸管好坏的方法。

实验二锯齿波同步触发电路的研究

1、加深理解锯齿波同步触发电路的工作原理，掌握各主要测试点的波形。

2、掌握锯齿波同步触发电路的测量和调试方法。

1、教学实验台主控制屏

2、NMCL-33组件

3、NMCL-05组件

4、NMEL-31组件

5、示波器

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，工作原理可参见教材中的相关内容。

1、将NMCL-05（A）面板上左上角的同步电压输入接NMCL-32的U、V端。

2、合上主电路电源开关。

用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。

观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。

观察“3”~“5”孔波形及输出电压UG1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各点波形，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。

3、调节脉冲移相范围

将NMCL-31的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调RP），使α=180o。

调节NMCL-31的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，α=180o，Uct=Umax时，α=30o，以满足移相范围α=30o~180o的要求。

4．调节Uct，使α=60o，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形。

用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察UG1K1和UG3K3的波形，调节电位器RP3，使UG1K1和UG3K3间隔1800。

五、实验注意事项

1、实验前应在g、k两端接上一只晶闸管（控制极接g，阴极接k）。

2、注意双踪示波器的使用，在同时使用两个探头时，应将两探头的地线端接在一起，防止发生短路事故。

六、实验报告

1、整理、描绘实验中记录的各点波形。

2、总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，其脉冲移相范围大小与那些量有关？

3、讨论分析实验中出现的其它实验现象。

实验三单相桥式半控整流电路的研究

1、研究单相桥式半控整流电路在电阻负载及电阻-电感性负载工作情况。

2、熟悉NMCL-05组件锯齿波触发电路的工作。

3、进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。

6、万用表

单相桥式半控整流电路中有2个晶闸管和2个二极管，在带电阻负载和电阻电感负载时的工作原理和波形分析不同，同时若回路中无续流二极管，则可能出现失控现象。

具体原理课参见教材中的相关内容。

1、将NMCL-05（A）面板左上角的同步电压输入接NMCL-32的U、V输出端。

合上主电路电源开关。

观察NMCL-05锯齿波触发电路中各点波形是否正确，确定其输出脉冲可调的移相范围。

并调节偏移电阻RP2，使Uct=0时，α=150°

。

2．单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载：

按图1-2接线，并短接平波电抗器L。

调节电阻负载RD（可选择900Ω电阻

并联，最大电流为0.8A）至最大。

（1）NMCL-31的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

合上主电路电源，调节NMCL-31的给定电位器RP1，使α=90°

，测取此时整流电路的输出电压ud=f（t），以及晶闸管端电压uVT=f（t）波形，并测定交流输入电压U2、整流输出电压Ud，验证

若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。

（2）采用类似方法，分别测取α=60°

，α=30°

时的ud、uVT波形。

3．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载

（1）接上续流二极管，接上平波电抗器。

NMCL-31的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

合上主电源。

（2）调节Uct，使α=90°

，测取输出电压ud=f（t）。

（3）调节Uct，使α分别等于60°

、90°

时，测取ud波形。

（4）断开续流二极管，观察ud波形。

突然切断触发电路，观察失控现象并记录ud波形。

若不发生失控现象，可调节电阻RD。

五、注意事项

1、为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤：

（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压Uct=0时，接通主电源。

然后逐渐增大Uct，使整流电路投入工作。

（3）断开整流电路时，应先把Uct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。

2、注意示波器的使用。

3、NMCL-33的内部脉冲需断开。

1、做出

、

时，单相半控桥电阻性负载、大电感性负载和带续流二极管的大电感负载时

和

的波形。

2、分析失控现象，画出失控时

波形并说明解决失控的措施。

3、分析和讨论实验中出现的异常现象。

实验四三相桥式半控整流电路的研究

1、熟悉三相桥式半控整流电路的接线。

2、观察电阻负载及电阻电感负载输出电压电流波形，加深对其工作原理的理解。

3、明确续流二极管的作用。

3、NMEL-03组件

4、示波器

5、万用表

在中等容量的整流装置或要求不可逆的电力拖动中，可采用比三相全控桥式整流电路更简单、经济的三相桥式半控整流电路。

它由共阴极接法的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波不可控整流电路串联而成，因此这种电路兼有可控与不可控两者的特性。

共阳极组三个整流二极管总是在自然换流点换流，使电流换到比阴级电位更低的一相，而共阴极组三个晶闸管则要在触发后才能换到阳极电位高的一个。

输出整流电压Ud的波形是三组整流电压波形之和，改变共阴极组晶闸管的控制角α，可获得0～2.34U2的直流可调电压。

工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。

1、未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲

（2）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。

（3）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V~2V的脉冲。

2、三相半控桥式整流电路供电给电阻负载时的工作研究

按图1-6接线，短接平波电抗器。

调节负载电阻，使RD大于200Ω，注意电阻不能过大，应保持id不小于100mA，否则可控硅由于存在维持电流，容易时断时续。

调节Uct，观察在30°

、60°

、120°

等不同移相范围内，整流电路的输出电压ud以及晶闸管端电压uVT的波形，并加以记录。

3、三相半控桥式整流电路供电给电阻电感负载时的工作研究

（1）断开主电路电源，按图接上L、R及续流二极管。

（2）调节Uct，观察在30°

1、供电给电阻负载时，注意负载电阻允许的电流，电流不能超过负载电阻允许的最大值，供电给反电势负载时，注意电流不能超过电机的额定电流（Id=1A）。

2、主电路的相序不可接错，否则容易烧毁晶闸管。

3、示波器的两根地线与外壳相连，使用时必须注意两根地线需要等电位，避免造成短路事故。

1、作出

时，三相半控桥电阻性负载、带续流二极管的大电感负载时

实验五用集成触发的三相桥式全控整流电路的研究

1、熟悉NMCL-33组件。

2、熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。

4、NMCL-35组件

主电路由三相全控整流电路组成，触发电路为由KC04、KC4l、KC42等集成芯片组成的集成触发电路，，可输出经高频调制后的双窄脉冲。

集成触发电路的原理、三相桥式整流工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。

四、实验内容

1．未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。

注：

将面板上的Ublf（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1~VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。

（4）将NMCL-31的给定器输出Ug接至NMCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使α=150o。

2．三相桥式全控整流电路

按图1-7接线，AB两点断开、CD两点断开，AD连接在一起，并将RD调至最大（450Ω）。

调节Uct，使α在30o~90o范围内，用示波器观察记录α=30O、60O、90O时，整流电压ud、晶闸管两端电压uVT的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。

1、与分立元件锯齿波移相触发电路相比，采用集成触发电路有哪些有点？

集成触发电路有哪个部分组成？

2、做出

时，三相全控桥电阻性负载和大电感性负载

实验六单相交流调压电路的研究

1、通过观察电阻负载的输出电压、电流波形，加深对双向晶闸管交流调压电路工作原理的理解。

2、加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求。

4、NMCL-05组件

本实验采用了锯齿波移相触发器。

该触发器适用于双向晶闸管或两个反向并联晶闸管电路的交流相位控制，具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有失交保护、输出电流大等优点。

单相晶闸管交流调压器的主电路由两个反向并联的晶闸管组成，工作原理可参见教材中的相关内容。

1．单相交流调压器带电阻性负载

将NMCL-33上的两只晶闸管VT1，VT4反并联而成交流电调压器，将触发器的输出脉冲端G1、K1，G3、K3分别接至主电路相应VT1和VT4的门极和阴极。

接上电阻性负载（可采用两只900Ω电阻并联），并调节电阻负载至最大。

调节锯齿波同步移相触发电路偏移电压电位器RP2，使

=150°

合上主电源，用示波器观察负载电压u、晶闸管两端电压uVT的波形，调节Uct，观察不同

角时各波形的变化，并记录

=600，900，1200时的波形。

2．单相交流调压器接电阻-电感性负载

1）在做电阻-电感实验时需调节负载阻抗角的大小，因此须知道电抗器的内阻和电感量。

可采用直流伏安法来测量内阻，电抗器的内阻为

RL=UL/I

电抗器的电感量可用交流伏安法测量，由于电流大时对电抗器的电感量影响较大，采用自耦调压器调压多测几次取其平均值，从而可得交流阻抗。

ZL=UL/I

电抗器的电感量为

这样即可求得负载阻抗角

在实验过程中，欲改变阻抗角，只需改变电阻器的数值即可。

（2）断开电源，接入电感（L=700mH）。

调节Uct，使α=450。

合上主电源，用示波器观察负载电压u的波形。

调节电阻R的数值（由大至小），观察在不同α角时波形的变化情况。

记录α>

φ，α=φ，α<

φ三种情况下负载两端电压u的波形。

也可使阻抗角φ为一定值，调节α观察波形。

调节电阻R时，需观察负载电流，不可大于0.8A。

时，单相交流调压电路电阻性负载和大电感性负载

2、分析和讨论实验中出现的异常现象。