DJDK1型电力电子技术实验A电气.docx

1、DJDK1型电力电子技术实验A电气第三章 电力电子技术实验实验一 单相桥式半控整流电路实验一、实验目的(1加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。(2了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用,学会对实验中出现的问题加以 分析和解决。 三、实验线路及原理本实验线路如图 3-1所示,两组锯齿波同步移相触发电路均在 DJK03-1挂件上,它们由 同一个同步变压器保持与输入的电压同步,触发信号加到共阴极的两个晶闸管,图中的 R 用 D42三相可调电阻,将两个 900接成并联形式,二极管 VD1、 VD2、 VD3及开关 S1均在 DJK06挂件上,电感 L d 在 D

2、JK02面板上,有 100mH 、 200mH 、 700mH 三档可供选择,本实验用 700mH , 直流电压表、电流表从 DJK02挂件获得。 图 3-1 单相桥式半控整流电路实验线路图四、实验内容(1锯齿波同步触发电路的调试。(2单相桥式半控整流电路带电阻性负载。(3单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。(4单相桥式半控整流电路带反电势负载(选做。五、预习要求(1阅读电力电子技术教材中有关单相桥式半控整流电路的有关内容。(2了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用。六、思考题(1单相桥式半控整流电路在什么情况下会发生失控现象 ?(2在加续流二极管前后,单相桥式半控整流电路中晶闸管两端

3、的电压波形如何 ? 七、实验方法(1将 DJK01电源控制屏的电源选择开关打到 “直流调速” 侧使输出线电压为 200V , 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,用双踪示波器观察“锯齿波同步触发电路”各观察孔的波形。(2锯齿波同步移相触发电路调试:其调试方法与实验三相同。 令 U ct =0时 (RP2电位器顺 时针转到底, =170o 。(3单相桥式半控整流电路带电阻性负载:按图接线,主电路接可调电阻 R ,将电阻器调到最大阻值位置,按下“启动”按钮,用 示波器观察负载电压 U d 、晶闸管两端电压

4、U VT 和整流二极管两端电压 U VD1的波形,调节锯齿波 同步移相触发电路上的移相控制电位器 RP2,观察并记录在不同 角时 U d 、 U VT 、 U VD1的波形, 测量相应电源电压 U 2和负载电压 U d 的数值,记录于下表中。 计算公式 : Ud = 0.9U2(1+cos/2(4单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载断开主电路后,将负载换成将平波电抗器 L d (70OmH与电阻 R 串联。不接续流二极管 VD3, 接通主电路, 用示波器观察不同控制角 时 U d 、 U VT 、 U VD1的波形, 并测定相应的 U 2、 U d 数值,记录于下表中: 接上续流二极管 VD3

5、,接通主电路,观察不同控制角 时 U d 的波形,并测定相应的 U 2、 U d (5要完成此实验还应加一只直流电动机。断开主电路, 将负载改为直流电动机, 不接平波电抗器 L d , 调节锯齿波同步触发电路 上的 RP2使 U d 由零逐渐上升 , 用示波器观察并记录不同 时输出电压 U d 和电动机电枢两端 电压 U a 的波形。接上平波电抗器,重复上述实验。八、实验报告(1画出:电阻性负载;电阻电感性负载时 U d /U2=f( 的曲线。(2画出:电阻性负载;电阻电感性负载, 角分别为、60、90时的 U d 、 U VT 的波形。(3说明续流二极管对消除失控现象的作用。九、注意事项(1

6、 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 U lf 及 U lr 悬空,避免误触发。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性负载、 电阻电感性负载及反电势负载下的工 作情况;(3 熟悉 TCA785锯齿波移相触发电路的工作原理。二、实验所需挂件及附件 三 、实验线路及原理图 3-1A 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

7、L d 用 DJK02面板上的 700mH ,直流电压、电流表均在 DJK02面板上。 触发单元采用 DJK03-1组件挂箱上的“ TCA785锯齿波移相触发电路”。四、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;(3单相桥式全控整流电路供电给反电势负载 (选做 。五 、预习要求(1 阅读电力电子技术教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容;(2 学习本教材第二章中有关 TCA785锯齿波触发电路的有关内容,了解其工作原理及 其应用。六、实验方法将 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 ,用两根 导线将

8、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。将锯齿波触发电路的输出脉冲端分别接至全控桥中相应晶闸管的门极和阴极(G1、 K1接 VT1, G4、 K4接 VT6, G2、 K2接 VT4, G3、 K3接 VT3,注意不能把相序接反,否则无法进行 整流并有可能损坏电路。 将 DJKO2上的正桥和反桥触发脉冲开关都打到 “断” 的位置 , 并使 U lf 和 U lr 悬空,以确保晶闸管不被误触发。1. 单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。接上电阻负载 R ,并调节电阻使其阻值

9、最大。合上主电路电源,逐渐增加 U ct (调节 RP2,测量并记录在不同 角(60、 90时整流电路的输出电压 U d =f(t 的数据与 波形, 晶闸管的端电压 U VT =f(t 在 =90时的波形, 并将记录的 U d 值填于表 3-1中。 图 3-1A 单相桥式整流实验原理图表 3-1 2.单相桥式全控整流电路供电给电阻电感性负载。将 R 与平波电抗器串联,测量在不同控制电压 U ct 时的输出电压 U d =f(t 以及晶闸 管端电压(=90 U VT =f(t 波形,并记录相应的 U d 和交流输入电压 U 2的值填于表 3-2中。表 3-2 注意,但负载电流不能超过 0.8A

10、, U ct 应从零起调。七.实验报告1.绘出单相桥式晶闸管全控整流电路带电阻性负载情况下, =60、 90时的 U d 、 =90时 U VT 波形。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, =60、 90时的 U d 、 =90时 U VT 波形,并与理想波形相比较。3.实验心得体会。实验三 单相桥式有源逆变电路实验一.实验目的1.加深理解单相桥式有源逆变的工作原理,掌握实现有源逆变的条件。2.了解产生逆变颠覆现象的原因。 三.实验线路及原理图 3-2为单相桥式有源逆变原理图,三相电源经三相不控整流,得到一个上负下正的 直流电源, 供逆变桥路使用, 逆变桥路逆变出的交

11、流电压经升压变压器返馈回电网。 “三相 不控整流”是 DJK10上的一个模块,其“心式变压器”在此做为升压变压器用,从晶闸管逆 变出的电压接“心式变压器”的中压端 Am 、 Bm ,返回电网的电压从其高压端 A 、 B 输出,为避 免输出的逆变电压过高而损坏心式变压器, 故将变压器接成 Y/Y接法。 图中的电阻 R 和触发电 路与整流电路所用相同。另外,将 DJK10挂件中的 X 与 Y 相连, X m 与 Y m 相连。有关实现有源逆变的必要条件等内容可参见电力电子技术教材的有关内容。 图 3-2 单相桥式有源逆变原理图四.实验内容1.单相桥式有源逆变电路的波形观察。2.有源逆变到整流过渡过

12、程的观察。3.逆变颠覆现象的观察。五、预习要求阅读电力电子技术教材中有关有源逆变电路的内容,掌握实现有源逆变的基本条件。 六.实验方法1.单相有源逆变实验按图接线。(a 将限流电阻 R 调整至最大。(b 合上主电源, 用示波器观察逆变电路输出电压 U d =f(t , 晶闸管的端电压 U VT =f (t 波形,并绘出 在分别等于 60和 90时, U d 、 U VT 波形并记录相应 时的 U d 和 交流输入电压 U 2 2.逆变到整流过程的观察当 大于 90时,晶闸管有源逆变过渡到整流状态,此时输出电压极性改变,可用 示波器观察此变化过程。注意,当晶闸管工作在整流时,有可能产生比较大的电

13、流,需要 注意监视。4.逆变颠覆的观察当 =30时,继续减小 U ct (RP2,此时可观察到逆变输出突然变为一个正弦波,表 明逆变颠覆。七.实验报告1.画出 =60、 90时, U d 、 U VT 的波形。2.分析逆变颠覆的原因,逆变颠覆后会产生什么后果?实验四 三相半波可控整流电路的研究一.实验目的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性负载和电阻电 感性负载时的工作情况。二.实验线路及原理三相半波可控整流电路用三只晶闸管, 与单相电路比较, 其输出电压脉动小, 输出功 率大,三相负载平衡。不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有 1/3时间有电流流过

14、,因此变压器的利用率较低。实验线路见图 3-2A 。三.实验内容1.研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作情况。2.研究三相半波可控整流电路供电给电阻电感性负载时的工作情况。四.实验设备及仪表1. DJK01电源控制屏。2. DJK02晶闸管主回路。3. DJK02-1三相晶闸管触发电路。4. DJK06给定及实验器件。5. D42可调电阻。6.双踪示波器。五.注意事项1.整流电路与三相电源连接时,一定要注意相序。2.整流电路的负载电阻不宜过小,应使 I d 不超过 0.8A ,同时负载电阻不宜过大,保 证 I d 的值应大于 0.1A ,以避免晶闸管时断时续。3. 正确使用示波器,

15、 避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上, 造成短路事故。六.实验方法1. 研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作合上主电源,接上电阻性负载。改变控制电压 U ct ,观察在不同触发移相角 (60、 90时,可控整流电路的输 出电压 U d 的波形,并记录相应的 U d 、 I d 值。2.研究三相半波可控整流电路供电给电阻电感性负载时的工作接入电抗器 L=700mH。观察不同移相角 (60、 90时的 U d =f(t 、 i d =f(t 的波形。七.实验报告绘出本整流电路在相应 下,供电给电阻性负载时 U d = f(t ,电阻电感性负载时的 U d = f(t , i d

16、= f(t 波形,并进行分析讨论。 图 3-2A 三相半波可控整流电路实验原理图实验五 三相桥式半控整流电路实验一.实验目的1.了解三相桥式半控整流电路的工作原理及输出电压,电流波形。2.了解晶闸管电动机系统工作情况的内容,分析不同控制角 及不同电感量时反 电势及负载电流的关系。二.实验内容1.三相桥式半控整流供电给电阻负载。2.三相桥式半控整流供电给电阻-电感性负载。3.三相桥式半控整流供电给反电势负载。三.实验线路及原理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

17、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自然换流点换流, 使电流换到比阴极电位更低的一相中 去, 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相中去。 输出整流电压 U d 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 ,可获得 02.34U 2的直流可调电压。具体线路可参见图 3-3。 五.注意事项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(I d =1A 。2.在电动机起动前必须做好以下几点:(1先加上电动机的励磁电流,

18、然后才可使整流装置工作。(2起动前,必须置控制电压 U ct (由 RP2控制 于零位,使得整流装置的输出电压 U d 最小。合上主电路后,才可逐渐加大控制电压。3.主电路的相序不可接错,否则可能烧毁晶闸管。4.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。A 三 相 电 源 输 出 VD1 VD2 VD3 PA A B C VT1 VT3 VT5 V R R PV M 直 流 励 磁 电 源 Ld 给定 Uct 触发 电路 正桥 功放 G1 K1 K6 G6 图 33 三相桥式半控整流电路工作原理图 六实验方法 1三相半控桥式整流电路供电给电阻负载时的工作

19、研究 合上主电源，调节负载电阻，使 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、90等不同移相范围内，整流电路的输出电压 Ud=f（t） ，晶 闸管端电压 UVT=f（t）的波形，并加以记录。 2三相半控桥式整流电路供电给电阻电感性负载时的工作研究 观察不同移相角 （30、90）时的输出 Ud=f（t） ，并记录相应的 Ud、Id 值以及 Ud=f （t）波形图。 3三相半控桥式整流电路在供电给反电势负载时的工作研究 置电感量较大时（L=700mH） ，调节 Uct， ，使直流电动机的转速在 1200 r/min 左右，记 录此时 U

20、d 的值与波形。 七实验报告 1作出整流电路的输入输出特性 Ud/U2=f（ ） 。 2比较本整流装置在电阻性负载和电阻电感性负载下工作时 Ud 的波形。 八思考题 本实验电路在电阻性负载、电动机负载工作时能否突加一阶跃控制电压？为什么？ - 11 - 实验六 单相交流调压电路实验 一、实验目的 1、加深理解单相交流调压电路的工作原理； 2、加深理解交流调压电路感性负载对移相范围的要求； 3、了解 KC05 晶闸管移相触发器的原理与应用。 二、实验设备及仪器 序号 1 2 3 4 5 6 型 号 备 注 DJK01 电源控制屏 DJK02 晶闸管主电路 DJK03-1 晶闸管触发电路 D42

21、三相可调电阻 双踪示波器 万用表 该控制屏包含“三相电源输出”等模块。 该挂件包含“晶闸管”与“电感”等模块。 该挂件包含“单相调压触发电路”等模块。 三、实验线路与原理 本实验采用KC05晶闸管集成移相触发器。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，它具有锯齿波线性好，移相范围宽，控制方式简单，有失交保 护且输出电流大等优点。 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，如图34所示。 图中电阻R用D42三相可调电阻，将两个900 接成并联接法。 VT1 A 三 相 电 源 输 出 VT4 A PA R R V PV Ld B G1 DJK03 1 单相

22、交流调压 K1 G2 K2 图34 单相交流调压电路原理图 四、实验内容 1、 单相交流调压器带电阻性负载； 2、 单相交流调压器带电阻电感性负载。 - 12 - 五、预习要求 1、阅读电力电子技术教材中有关交流调压的内容，掌握交流调压的工作原理； 2、学习本教材第二章中有关单相交流调压触发电路的内容，了解KC05晶闸管触发集成 电路的工作原理以及在交流调压电路中的应用。 六、思考题 交流调压器在带电感性负载时可能会出现什么现象？如何解决？ 七、实验方法 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 和Ulr悬空，以避免晶闸管误触发。 1、单相交流调压器带电阻

23、性负载 将DJK02面板上的两个晶闸管反向并联构成交流调压器，将触发器的输出脉冲端G1、 K1，G2、K2分别接至主电路相应晶闸管的门极和阴极，接上电阻性负载，通电后调节“单 相调压触发电路”上的电位器RP2，观察在不同 角时各点波形的变化，并记录 30、 60时晶闸管两端电压UVT的波形、负载电压的波形及数值。 2、单相交流调压器带电阻电感性负载 接入电阻电感性负载，同时使电阻R为定值（阻抗角 一定） 。通电后，调节“单相调 压触发电路”上的电位器RP2，用双综示波器同时观察在不同 角（60、90）下负载电 压和负载电流的波形并记录其数值。 八、实验报告 1、整理实验中所记录的各类波形与数据； 2、分析在电阻电感性负载时， 角与 角相应关系的变化对调压器工作的影响。 - 13 -