电力电子专业技术基础实验指导书gg.docx

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电力电子专业技术基础实验指导书gg

电力电子技术基础实验指导书-gg

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电力电子技术基础实验指导书

南昌大学信息工程学院

电气与自动化实验中心

实验一锯齿波同步移相触发电路实验…………………………......1

实验二单相桥式全控整流电路实验…………………………..……....3

实验三三相桥式全控整流电路实验………………………………....6

实验四直流斩波电路实验………………………………….……......8

实验一锯齿波同步移相触发电路实验

一．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．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。

二．实验内容

1．锯齿波同步触发电路的调试。

2．锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析。

三．实验线路及原理

锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见“电力电子技术”教材。

四．实验设备及仪器

1．NMCL系列教学实验台主控制屏

2．NMCL-32组件和SMCL-组件

3．NMCL-05组件

4．双踪示波器

5．万用表

五．实验方法

图1-1锯齿波同步移相触发电路

1．将NMCL-05面板左上角的同步电压输入接到主控电源的U、V端，“触发电路选择”拨向“锯齿波”。

2.将锯齿波触发电路上的Uct接着至SMCL-01上的Ug端，‘7’端地。

3．合上主电路电源开关，并打开NMCL-05面板右下角的电源开关。

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。

同时观察“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，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。

4．调节脉冲移相范围

将SMCL-01的“Ug”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U1电压（即“1”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调RP2），使α=180˚。

调节NMCL-01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=180˚，Uct=Umax时，α=30˚，以满足移相范围α=30˚~180˚的要求。

5．调节Uct，使α=60˚，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形，并标出其幅值与宽度。

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。

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，移相范围的大小与哪些参数有关？

3．如果要求Uct=0时，α=90˚，应如何调整？

4．讨论分析其它实验现象。

5.写出实验心得体会。

实验二单相桥式全控整流电路实验

一．实验目的

1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。

2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载及电阻-电感性负载下的工作特性。

3．熟悉NMCL-05锯齿波触发电路的工作。

二．实验线路及原理

参见图3-1

三．实验内容

1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。

2．单相桥式全控整流电路供电给电阻-电感性负载。

四．实验设备及仪器

1．NMCL-III教学实验台主控制屏

2．NMCL-32主控制屏

3．NMCL-05组件及SMCL-01或NMCL-31

4．MEL-03A组件和NMCL-331多电感组件

5．NMCL-35和NMCL-33组件

6．双踪示波器

7．万用表

五．注意事项

1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱。

2．负载电阻调节需注意。

若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。

3．电感的值可根据需要选择并且必须与电阻串联，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。

4．NMCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。

同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30˚～180˚），可尝试改变同步电压极性。

5．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。

六．实验方法

1．将NMCL-05面板左上角的同步电压输入接NMCL-32的U、V输出端,“触发电路选择”拨向“锯齿波”。

2．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载

接上电阻负载（可采用两只900Ω电阻并联），并调节电阻负载至最大，短接平波电抗器。

合上主电路电源，调节Uct，测量在不同α角（30˚、60˚、90˚）时整流电路的输出电压Ud=f（t），晶闸管的端电压UVT=f（t）的波形，并记录相应α角时的输出电压Ud和UVT的波形。

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。

3．单相桥式全控整流电路供电给电阻-电感性负载

接上电路负载为阻感型，测量在不同控制电压Uct时的输出电压Ud=f（t），负载电流以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形并记录相应Uct时的Ud、U2值。

注意，负载电流不能过小，否则造成可控硅时断时续，可调节负载电阻，但负载电流不能超过0.8A，Uct从零起调。

改变电感值，观察α=90˚，ud=f（t）、uVT=f（t）的波形，并加以分析。

七．实验报告

1．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻负载情况下，当α=30˚，60˚，90˚时的ud、uVT波形，并加以分析。

2．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻-电感性负载情况下，当α=30˚，60˚，90˚时的ud、uVT波形，并加以分析

3．写出实验心得体会。

图3-1单相桥式全控整流电路

实验三三相桥式全控整流电路实验

一．实验目的

1．熟悉三相桥式全控整流电路的接线及工作原理。

2．了解集成触发器的调整方法及各点波形。

二．实验内容

1．三相桥式全控整流电路带纯电阻负载时的工作特性。

2．三相桥式全控整流电路带阻感负载时的工作特性。

三．实验线路及原理

实验线路如图5-1所示。

主电路由三相全控整流电路组成。

触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲信号。

三相桥式整流电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。

四．实验设备及仪器

1．NMCL-III教学实验台主控制屏

2．NMCL-32主控制屏

3．NMCL-05组件及SMCL-01或NMCL-31

4．MEL-03A组件和NMCL-331多电感组件

5．NMCL-35和NMCL-33组件

6．双踪示波器

7．万用表

五．实验方法

1．按图5-1接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）打开NMCL-32电源开关。

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

（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”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。

（4）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。

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”。

（5）将给定器输出Ug接至SMCL-01面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使α=150˚。

2．三相桥式全控整流电路

（1）带电阻负载

按图5-1接线，将负载电阻R调至最大，合上主电源，调节Uct，使α在30°~150°范围内，用示波器观察记录α=30°、60°、90°时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。

（2）带电阻-电感负载

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

六．实验报告

1．画出电路的移相特性Ud=f（α）曲线

2．画出三相桥式全控整流电路分别在纯电阻负载时和阻感负载时，α角为30°、60°、90°时的ud、uVT波形

3．实验心得体会。

图5-1三相桥式全控整流电路实验

实验四直流斩波电路实验

一．实验目的

熟悉降压斩波电路（BuckChopper）和升压斩波电路（BoostChopper）的工作原理，掌握这两种基本斩波电路的工作状态及波形情况。

二．实验内容

1．SG3525芯片的调试。

2．降压斩波电路的波形观察及电压测试。

3．升压斩波电路的波形观察及电压测试。

三．实验设备及仪器

1．电力电子教学实验台主控制屏

2．NMCL-16组件

3．MEL-03A电阻箱（900Ω/0.41A）或其它可调电阻盘

4．万用表

5．双踪示波器

四．实验方法

1．SG3525的调试。

原理框图见图6-1。

图6-1PWM波形发生

将扭子开关S1打向“直流斩波”侧，S2电源开关打向“ON”，将“3”端和“4”端用导线短接，用示波器观察“1”端输出电压波形应为锯齿波，并记录其波形的频率和幅值。

扭子开关S2扳向“OFF”，用导线分别连接“5”、“6”、“9”，再将扭子开关S2扭向“ON”,用示波器观察“5”端波形，并记录其波形、频率、幅度，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其最大占空比和最小占空比。

2．实验接线图见图6-2。

图6-2升压斩波电路

（1）切断NMCL-16主电源，分别将“主电源2”的“1”端和“降压斩波电路”的“1”端相连，“主电源2”的“2”端和“降压斩波电路”的“2”端相连，将“PWM波形发生”的“7”、“8”端分别和降压斩波电路VT1的G1，S1端相连，“降压斩波电路”的“4”、“5”端串联MEL-03电阻箱（将两组900Ω/0.41A的电阻并联起来，顺时针旋转调至阻值最大约450Ω），和直流安培表（将量程切换到2A挡）。

（2）检查接线正确后，接通控制电路和主电路的电源（注意：

先接通控制电路电源后接通主电路电源），改变脉冲占空比，每改变一次，分别观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输出电压u0波形的波形，记录PWM信号占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。

（3）改变负载R的值（注意：

负载电流不能超过1A），重复上述内容2。

（4）切断主电路电源，断开“主电源2”和“降压斩波电路”的连接，断开“PWM波形发生”与VT1的连接，分别将“升压斩波电路”的“6”和“主电源2”的“1”相连，“升压斩波电路”的“7”和“主电源2”的“2”端相连，将VT2的G2和S2分别接至“PWM波形发生”的“7”和“8”端，升压斩波电路的“10”、“11”端，分别串联MEL-03电阻箱（两组分别并联，然后串联在一起顺时针旋转调至阻值最大约900Ω）和直流安培表（将量程切换到2A挡）。

检查接线正确后，接通主电路和控制电路的电源。

改变脉冲占空比D，每改变一次，分别：

观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输出电压、u0波形，记录PWM信号占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。

（5）改变负载R的值（注意：

负载电流不能超过1A），重复上述内容4。

（6）实验完成后，断开主电路电源，拆除所有导线。

五．注意事项：

（1）“主电源2”的实验输出电压为15V，输出电流为1A，当