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1、#电力电子技术实验一二三实验一 锯齿波同步触发电路实验、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。 、实验主要仪器与设备：序号型号备注1DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2DJK03-1 晶闸管触发 电路该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。3双踪示波器自备三、实验原理锯齿波同步移相触发电路的原理图如图 1-1 所示。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，其工作原理可参见电力电子 技术教材中的相关内容。图 1-1 锯齿波同步移相触发电路原理图图

2、1-1 中，由 V3、VD1、VD2、C1 等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压UT 来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由 V1、V2 等元件组成的恒流源电路，当 V3截止时，恒流源对 C2充电形成锯齿波；当 V3 导通时，电容 C2通过 R4、V3 放电。调节电位器 RP1 可以调节恒流源的电流大小，从而改变了锯齿波的斜率。控制电压 Uct、偏移电压 Ub和锯齿波电压在 V5 基极综合叠加，从而构成移相控制环节， RP2、RP3 分别调节控制电压Uct 和偏移电压 U b的大小。 V 6、 V 7构成脉冲形成放大环节， C5 为强触发电容改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉冲，

3、电路的各点电压波形如图 1-2 所示。 本装置有两路锯齿波同步移相触发电路， I 和 II ，在电路上完全一样，只是锯齿波触发 电路 II 输出的触发脉冲相位与 I 恰好互差 180，供单相整流及逆变实验用。电位器 RP1、RP2、RP3 均已安装在挂箱的面板上， 同步变压器副边已在挂箱内部接好， 所有的测试信号都在面板上引出。图 1-2 锯齿波同步移相触发电路各点电压波形 ( =90 )四、实验内容及步骤1、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。2、实验步骤：(1)将 DJK01 电源控制屏的电源选择开关打到 “直流调速” 侧,使输出

4、线电压为 200V(不 能打到“交流调速”侧工作，因为 DJK03-1 的正常工作电源电压为 220V 10%，而“交流 调速”侧输出的线电压为 240V 。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减 少，甚至会导致挂件的损坏。在“ DZSZ-1 型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操 作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到 220V 左右，然后才能将电源接入挂件) ， 用两根导线将 200V 交流电压接到 DJK03-1 的“外接 220V ”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1 电源开关， 这时挂件中所有的触发电路都开始工作， 用双踪示波器观察锯齿波同步 触发电路各观

5、察孔的电压波形。1同时观察同步电压和“ 1”点的电压波形，了解“ 1”点波形形成的原因。2观察“ 1”、“ 2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“ 1”点电压波形的关系。3调节电位器 RP1，观测“ 2”点锯齿波斜率的变化。4观察“ 3”“ 6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比较 “3”点电压 U3 和“ 6”点电压 U6 的对应关系。(2)调节触发脉冲的移相范围将控制电压 Uct调至零 (将电位器 RP2 顺时针旋到底 )，用示波器观察同步电压信号和 “6”(3)调节 Uct(即电位器 RP2)使 =60，观察并记录 U1U6及输出 “G、K”脉冲电点 U6压的波形，标

6、出其幅值与宽度，并记录在下表中 (可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“ V/DIV ”和“ t/DIV ”微调旋钮旋到校准位置 )。五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容，弄清锯齿波同步移 相触发电路的工作原理。(2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。六、实验注意事项(1)双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外 壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上， 否则这两点 会通过示波器外壳发生电气短路。 为此， 为了保证测量的顺利进行， 可将其中一根探头的地 线取下或外包绝缘， 只使用

7、其中一路的地线， 这样从根本上解决了这个问题。 当需要同时观 察两个信号时， 必须在被测电路上找到这两个信号的公共点， 将探头的地线接于此处， 探头 各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。(2)由于脉冲“ G”、“ K ”输出端有电容影响，故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端 “G”和“K ”分别接到晶闸管的门极和阴极 (或者也可用约 100左右阻值的电阻接到 “G”、 “K ”两端，来模拟晶闸管门极与阴极的阻值) ，否则无法观察到正确的脉冲波形。七、思考题(1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点 ?(2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关 ?(3)

8、为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相 范围要大 ?八、实验报告(1)整理、描绘实验中记录的各点波形，并标出其幅值和宽度。(2)总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法， 如果要求在 Uct=0 的条件下， 使=90 ，如何调整 ?(3)讨论、分析实验中出现的各种现象。实验二 单相桥式全控整流电路实验一、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。、实验主要仪器与设备序号型号备注1DJK01 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。2DJK02 晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”以

9、及“电感”等几个模块。3DJK03-1 晶闸管触发电 路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。4D42 三相可调电阻5双踪示波器自备6万用表自备三、实验原理图 2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900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”和“DJK03-1 挂件锯齿波触发电路图 2 单相桥式整流实验原理图四、实验内容及步骤1、实验内容：(1)触发电路的调试；(2)单相桥式全控整流电路带电阻负载整流电压 Ud和晶闸管

10、两端电压 uVT 的波形；(3)单相桥式全控整流电路带电阻电感负载整流电压 Ud和晶闸管两端电压 uVT 的波形。2、实验步骤：(1)触发电路的调试将 DJK01 电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线电压为 200V，用两将控制电压 Uct 调至根导线将 200V交流电压接到 DJK03-1的“外接 220V”端，按下“启动” 按钮，打开 DJK03-1电源开关，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。零( 将电位器 RP2顺时针旋到底 ) ，观察同步电压信号和“ 6”点 U6的波形，调节偏移电压 Ub（即调 RP3电位器 ） ，使=180。 将锯齿波触发电路的输出脉冲

11、端分别接至全控桥相应 晶闸管的门极和阴极， 注意不要把相序接反了， 将 DJKO2上的正桥和反桥触发脉冲开关都打 到“断”位置 , 使 Ulf 和 Ulr 悬空，确保晶闸管不被误触发。（2） 单相桥式全控整流电路带电阻性负载按图 2 接线，将平波电抗器 Ld（70OmH）短接并电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按 钮，保持 Ub偏移电压不变 （即 RP3固定） ，逐渐增加 Uct（调节 RP2），在=0、30、60、 90、 120时，用示波器观察、记录整流电压 Ud 和晶闸管两端电压 Uvt 的波形，并记录电源电压 U2和负载电压 Ud的数值于表 1 中。表130060090001200U2

12、U d （记录值）U d （计算值）（3） 单相桥式全控整流电路带电阻电感性负载按图 2 接线，将负载换成将平波电抗器 Ld（70OmH）与电阻 R 串联。，并电阻器放在最大 阻值处。 按下“启动”按钮，保持 Ub偏移电压不变 （即 RP3固定） ，逐渐增加 Uct（调节 RP2）， 用示波器观察不同控制角 时 Ud、UVT、UVD1、I d的波形，并测定相应的 U2、 Ud数值，记录于 表 2 中。表2300600900U2Ud （记录值）Ud （计算值）五、实验注意事项1、 双踪示波器有两个探头， 可同时观测两路信号， 但这两探头的地线都与示波器的外 壳相连， 所以两个探头的地线不能同时接

13、在同一电路的不同电位的两个点上， 否则这两点会 通过示波器外壳发生电气短路。 为此， 为了保证测量的顺利进行， 可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘， 只使用其中一路的地线， 这样从根本上解决了这个问题。 当需要同时观察两个信号时， 必须在被测电路上找到这两个信号的公共点， 将探头的地线接于此处， 探头各 接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。2、在本实验中， 触发脉冲是从外部接入 DJKO2面板上晶闸管的门极和阴极， 此时 , 应将 所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置，并将 Ulf 及 Ulr悬空，避免误触发。六、思考题单相桥式整

14、流电路什么情况下会逆变失败？七、实验报告1、画出 =30、 60、 90、 120时 Ud和 UVT的波形。2、画出电路的移相特性 Ud=f( ) 曲线。实验三 三相半波可控整流电路实验一、实验目的1、了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感 性负载时的工作情况。2、研究三相半波有源逆变电路的工作，验证可控整流电路在有源逆变时的工作条件， 并比较与整流工作时的区别。、实验所需挂件及附件序号型号备注1DJK01 电源控制屏该控制屏包含 “三相电源输出 ”等几个模块。2DJK02 晶闸管主电路3DJK02-1 三相晶闸管触发电路该挂件包含 “触发电路 ”,“正反桥功

15、放 ”等几个模块。4DJK06 给定及实验器件该挂件包含 “二极管 ”以及 “开关 ”等模块。5DJK10 变压器实验该挂件包含 “逆变变压器 ”以及 “三相不控整流 ”。6D42 三相可调电阻7双踪示波器自备8万用表自备三、实验线路及原理三相半波可控整流电路用了三只晶闸管， 与单相电路比较， 其输出电压脉动小， 输出功 率大。不足之处是晶闸管电流即变压器的副边电流在一个周期内只有 1/3 时间有电流流过， 变压器利用率较低。 图3-1 中晶闸管用 DJK02 正桥组的三个， 电阻 R 用D42 三相可调电阻，将两个 900接成并联形式， Ld电感用DJK02面板上的 700mH ，其三相触发

16、信号由 DJK02-1 内部提供，只需在其外加一个给定电压接到 Uct 端即可。直流电压、电流表由 DJK02 获得。图 3-1 三相半波可控整流电路实验原理图图 3-2 三相半波有源逆变电路实验原理图图3-2 中晶闸管可选用 DJK02 上的正桥，电感用 DJK02 上的 Ld=700mH ，电阻 R 选用 D42 三相可调电阻，将两个 900接成串联形式，直流电源用 DJK01 上的励磁电源，其中 DJK10 中的心式变压器用作升压变压器使用，变压器接成 Y/Y 接法，逆变输出的电压接心 式变压器的中压端 Am、Bm、Cm,返回电网的电压从高压端 A、B、 C 输出。直流电压、电 流表均在

17、 DJK02 上。四、实验内容(1)研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。(2)研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。(3)研究三相半波可控整流电路的有源逆工作状态。五、预习要求阅读电力电子技术教材中有关三相半波整流电路的内容。六、思考题(1)如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？(2)根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电路的最大输出电流？(3)可控整流电路在 60o和 90o时输出电压有何差异？七、实验方法(1)DJK02和DJK02-1 上的“触发电路”调试1打开 DJK01 总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察 输入的三相电网电压是

18、否平衡。2将 DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。3用10芯的扁平电缆，将 DJK02的“三相同步信号输出”端和 DJK02-1 “三相同步信号 输入”端相连 ,打开 DJK02-1 电源开关，拨动 “触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管 亮。4观察 A 、B、C三相的锯齿波，并调节 A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器(在各观 测孔左侧)，使三相锯齿波斜率尽可能一致。5将DJK06上的“给定”输出 Ug直接与 DJK02-1上的移相控制电压 Uct相接，将给定开 关S2拨到接地位置(即 Uct=0 )，调节 DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察

19、A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1 的输出波形，使 =170。6适当增加给定 Ug的正电压输出，观测 DJK02-1 上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测 到单窄脉冲和双窄脉冲。7将DJK02-1 面板上的 Ulf 端接地，用 20 芯的扁平电缆，将 DJK02-1 的“正桥触发脉 冲输出”端和 DJK02 “正桥触发脉冲输入”端相连，并将 DJK02 “正桥触发脉冲”的六个开 关拨至“通”，观察正桥 VT1 VT6 晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。（2）三相半波可控整流电路带电阻性负载按图 3-1接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮， DJK06上的“给定”从 零开始

20、，慢慢增加移相电压，使 能从 30到170范围内调节，用示波器观察并纪录 =30、60、90、120、150时整流输出电压 Ud和晶闸管两端电压 UVT 的波形，并纪 录相应的电源电压 U2及 Ud的数值于下表中306090120 150U2Ud（记录值）Ud/U2Ud（计算值）（3）三相半波整流带电阻电感性负载将 DJK02 上 700mH 的电抗器与负载电阻 R 串联后接入主电路，观察不同移相角 时 Ud、Id的输出波形， 并记录相应的电源电压 U2及Ud、Id值，画出 90o时的 Ud及Id波形图。306090120 U2Ud（记录值）Ud/U2Ud（计算值）（4）三相半波整流及有源逆变

21、电路按图 3-2 接线，将负载电阻放在最大阻值处，使输出给定调到零。按下“启动”按钮，此时三相半波处于逆变状态， =150o，用示波器观察电路输出电压 Ud波形，缓慢调节给定电位器，升高输出给定电压。观察电压表的指示，其值由负的 电压值向零靠近，当到零电压的时候，也就是 =90 ，继续升高给定电压，输出电压由零向正的电压升高，进入整流区。在这过程中记录 =30、60、90、 120、 150时的电压值以及波形。306090120 150U1U1 (计算值)八、实验报告绘出当 90o时，整流电路供电给电阻性负载、电阻电感性负载时的 Ud及Id的波形，并进行分析讨论。九、注意事项(1) 双踪示波器

22、有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外 壳相连， 所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上， 否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。 为此， 为了保证测量的顺利进行， 可将其中一根探头的地线 取下或外包绝缘， 只使用其中一路的地线， 这样从根本上解决了这个问题。 当需要同时观察 两个信号时， 必须在被测电路上找到这两个信号的公共点， 将探头的地线接于此处， 探头各 接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。(2)在本实验中，触发脉冲是从外部接入 DJK02 面板上晶闸管的门极和阴极，此时 ,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置，并将 Ulf 及Ulr 悬空，避免误触发。(3)整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序，必须一一对应。