南昌大学电力电子技术实验报告Word下载.docx

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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=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，=180˚，Uct=Umax时，=30˚，以满足移相范围=30˚~180˚的要求。

5．调节Uct，使=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。

答：

示波器波形见附录。

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？

调节电位器Rp2，改变偏移电压Ub，从而改变移相范围；

移相与电位器Rp1、Vct的大小等参数有关。

3．如果要求Uct=0时，=90˚，应如何调整？

将SMCL-01的Ug输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至0。

用示波器观察1孔电压及U5的波形。

调节偏移电压Ub，即调节Rp2，使α=90°

。

4．讨论分析其它实验现象。

实验中一时无法观察到Ug1k1和Ug3k3的波形，后来发现由于脉冲Ug1k1和Ug3k3输出端有电容影响。

所以观察输出脉冲电压波形时，需要将输出端Ug1k1和Ug3k3分别接到晶闸管的门极和阴极，才能观察到正确的脉冲波形。

5.写出实验心得体会。

第一次做电力电子实验时我对实验设备还不太熟悉，有些手忙脚乱，而这次实验让我对电力电子技术实验设备有了初步的认识。

在实验中，我发现通过实验观测到的波形并不像课本中画的那样完美，总是会有一些干扰信号，特别是观察负脉冲时，发现别的组都能观测到清晰的倒的三角形尖峰，而我们组怎样调都是很模糊的负尖峰。

本次试验让我对触发电路的原理有了进一步的了解。

移相范围的大小不仅可以通过调节Rp1，还可以通过调节Rp2来控制。

孔1及孔2波形：

孔3及孔g1k1波形：

孔4及g1k1波形：

孔5及g1k1波形：

孔1及孔5波形：

调节脉冲移相范围的各个波形：

实验二正弦波同步移相触发电路实验

1．熟悉正弦波同步触发电路的工作原理及各元件的作用。

2．掌握正弦波同步触发电路的调试步骤和方法。

1．正弦波同步触发电路的调试。

2．正弦波同步触发电路各点波形的观察。

电路分脉冲形成，同步移相，脉冲放大等环节，具体工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。

1．MCL系列教学实验台主控制屏

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ）或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）

3．MCL—05组件

4．二踪示波器

五．实验方法

1．将MCL—05面板上左上角的同步电压输入端接MCL—18的U、V端（如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连），将“触发电路选择”拨至“正弦波”位置。

2．三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，并打开MCL—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，测量触发电路输出脉冲的幅度和宽度，示波器的地线接于“8”端。

注：

如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。

3．确定脉冲的初始相位。

当Uct=0时，要求接近于180O。

调节Ub（调RP）使U3波形与图4-3b中的U1波形相同，这时正好有脉冲输出，接近180O。

4．保持Ub不变，调节MCL-18的给定电位器RP1，逐渐增大Uct，用示波器观察U1及输出脉冲UGK的波形，注意Uct增加时脉冲的移动情况，并估计移相范围。

5．调节Uct使=60O，观察并记录面板上观察孔“1”~“7”及输出脉冲电压波形。

（a）＜180O（b）接近180O

图4-3初始相位的确定

1．画出=60O时，观察孔“1”~“7”及输出脉冲电压波形。

答：

波形图见附录。

2．指出Uct增加时，应如何变化？

移相范围大约等于多少度？

指出同步电压的那一段为脉冲移相范围。

七．心得体会

通过上一次的实验，我对实验台有了初步的了解，这次实验做得比较顺利。

本次试验加深了我对正弦波同步移相触发电路的理解，也让我能够熟练操作试验台，验证课本上的理论知识。

1、2孔电压波形：

1、3孔电压波形：

1、4孔电压波形：

1、5孔电压波形：

1、6孔电压波形：

1、7孔电压波形：

实验三单相桥式全控整流电路实验

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、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

3．熟悉MCL—05锯齿波触发电路的工作。

二．实验线路及原理

参见图4-7。

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。

3．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载。

1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ）或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）

4．MCL—05组件或MCL—05A组件

5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。

6．MEL—02三相芯式变压器。

7．双踪示波器

8．万用表

五．注意事项

1．本实验中触发可控硅的脉冲来自MCL-05挂箱，故MCL-33（或MCL-53，以下同）的内部脉冲需断X1插座相连的扁平带需拆除，以免造成误触发。

2．电阻RP的调节需注意。

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，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。

4．MCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到MCL-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．逆变变压器采用MEL-02三相芯式变压器，原边为220V，中压绕组为110V，低压绕组不用。

6．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。

7．带反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁。

六．实验方法

1．将MCL—05（或MCL—05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL—18的U、V输出端（如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连），“触发电路选择”拨向“锯齿波”。

2．断开MEL-02和MCL-33的连接线，合上主电路电源，调节主控制屏输出电压Uuv至220V，此时锯齿波触发电路应处于工作状态。

MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

调节偏移电压电位器RP2，使=90°

断开主电源，连接MEL-02和MCL-33。

以下均同

3．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，求取在不同角（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，并记录相应时的Uct、Ud和交流输入电压U2值。

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。

4．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。

断开平波电抗器短接线，求取在不同控制电压Uct时的输出电压Ud=f（t），负载电流id=f（t）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RP，但负载电流不能超过0.8A，Uct从零起调。

改变电感值（L=100mH），观察=90°

，Ud=f（t）、id=f（t）的波形，并加以分析。

注意，增加Uct使前移时，若电流太大，可增加与L相串联的电阻加以限流。

5．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载。

把开关S合向左侧，接入直流电动机，短接平波电抗器，短接负载电阻Rd。

（a）调节Uct，在=90°

时，观察Ud=f（t），id=f（t）以及UVT=f（t）。

注意，交流电压UUV须从0V起调，同时直流电动机必须先加励磁。

（b）直流电动机回路中串入平波电抗器（L=700mH），重复（a）的观察。

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=60°

，90°

时的Ud、UVT波形，并加以分析。

波形见附录，晶闸管的导通范围随α的增大而减小，大小为180°

—α，U的输出波形为︱sinwt︱，每个周期的0～α角度的输出为0。

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=90°

时的Ud、id、UVT波形，并加以分析。

波形见附录，由于电感的作用，输入电压过零变负是晶闸管中仍有电流流过，并不关断，直至wt=π+α，即下个脉冲来临时，才使前两组晶闸管关断，因此Ud将出现负的波形，负值出现的角度长为α。

3．作出实验整流电路的输入—输出特性Ud=f（Uct），触发电路特性Uct=f（）及Ud/U2=f（）。

4．实验心得体会。

答：

前两次实验都成功地测出了波形，但是这次实验怎么也测不出正确的波于是我用示波器从后往前逐个测量波形，发现触发电路的输出信号不正常。

于是我断开整流电路部分，专门检测触发信号，发现触发信号的输出端G1K1和G2K2没有信号输出，而G3K3和G4K4能输出正常波形，实验便无法继续。

我便加入其他组，听老师讲解，加深了对单相桥式全控整流电路的理解。

a=30°

Uda=30°

Ut

a=60°

Uda=60°

a=90°

Uda=90°

实验四单相桥式半控整流电路实验

1．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

2．熟悉MCL—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。

见图4-6。

1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。

2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（带续流二极管）。

3．单相桥式半控整流电路供电给反电势负载（带续流二极管）。

4．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（断开续流二极管）。

7．二踪示波器

8．万用电表

1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。

2．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。

3．注意示波器的使用。

4．MCL—33（或MCL—53组件）的内部脉冲需断开。

5．接反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁

三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，并打开MCL—05面板右下角的电源开关。

观察MCL—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°

注意观察波形时，须断开MEL-02和MCL-33（或MCL—53组件）的连接线。

2．单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载：

连接MEL-02和MCL-33（或MCL—53组件）。

（a）把开关S2合向左侧连上负载电阻Rd（可选择900Ω电阻并联，最大电流为0.8A），并调节电阻负载至最大。

MCL-18（或MCL—Ⅲ型主控制屏，以下均同）的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源，调节主控制屏输出Uuv=220V。

调节MCL-18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），输出电流id=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

（b）采用类似方法，分别测取α=60°

，α=30°

时的Ud、id、Uvt波形。

3．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载

（a）把开关S1合向左侧接上续流二极管，把开关S2合向右侧接上平波电抗器，短接直流电动机电枢绕组A1A2。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出使Uuv=220V。

（b）调节Uct，使α=90°

，测取输出电压Ud=f（t），电感上的电流iL=f（t），整流电路输出电流id=f（t）以及续流二极管电流iVD=f（t）波形，并分析三者的关系。

调节电阻Rd，观察id波形如何变化，注意防止过流。

（c）调节Uct，使α分别等于60°

时，测取Ud，iL，id，iVD波形。

（d）断开续流二极管，观察Ud=f（t），id=f（t）。

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。

4．单相桥式半控整流电路接反电势负载

（1）.断开主电路，改接直流电动机作为反电势负载（断开直流电动机电枢绕组A1A2的短接线。

）

短接平波电抗器，短接负载电阻Rd。

，合上主电源，调节主控制屏输出使Uuv=220V。

调节Uct，用示波器观察并记录不同角时输出电压Ud、电流id及电动机电枢两端电压uM的波形，记录相应的U2和Ud的波形。

（可测取α=60°

两点）。

（2）.断开平波电抗器的短接线，接上平波电抗器（L=700mH），重复以上实验并加以记录。

1．绘出单相桥式半控整流电路供电给电阻负载，电阻—电感性负载以及反电势负载情况下，当α=90°

时的Ud、id、UVT、iVD等波形图并加以分析。

α=90°

时阻性负载波形

α=90°

时阻感性负载波形

时UVT波形

2．作出实验整流电路的输入—输出特性Ud=f（Uct），触发电路特性Uct=f（α）及Ud/U2=f（α）曲线。

3．分析续流二极管作用及电感量大小对负载电流的影响。

续流二极管都是并联在线圈的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。

当电流消失时，其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压。

当反向电压高于元件的反向击穿电压时，会使元件如三极管、晶闸管等造成损坏。

续流二极管并联在线圈两端，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉，从而保护了电路中的其它原件的安全。

八．思考

1．在可控整流电路中，续流二极管VD起什么作用？

在什么情况下需要接入？

当可控整流桥接入感性负载时，由于电感电流不能突变，在可控硅关断期内，必须在负载两端接入续流二极管以保持电感电流的通路，以防止可控硅关断时在电感负载两端产生危险的过电压和可控硅能够换相导通。

2．能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？

不能，因为触发电路和整流电路不共地，同时测量可能会引入噪声、测量误差。

九．心得体会

本次实验做了很久都没成功，我们检查了很久也不知道哪里出了问题。

我发现老师在其他组讲解，便整理好实验台过去听讲。

我看见那一组调出了有些像的波形，但和课本还是有很多的不同之处，老师说这可能是因为触发信号的相位差不是180°

，所以波形会有差异。

通过观察波形和老师的耐心讲解，我对单相桥式半控整流电路有了感性的认识。

我觉得做实验并不一定要成功，即使实验失败，在实验过程中也能加深对课本知识的理解，让自己能把理论知识和实际相联系。

晶闸管电压波形

电流波形

a=120°

实验五三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

1．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。

2．了解集成触发器的调整方法及各点波形。

1．三相桥式全控整流电路

2．三相桥式有源逆变电路

实验线路如图4-12所示。

主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。

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链。

三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。

3．MCL—33（A）组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）

4．MEL-03可调电阻器（或滑线变阻器1.8K,0.65A）

5．MEL-02芯式变压器

6．二踪示波器

7．万用表

1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）打开MCL-18电源开关，给定电压有电压显示。

（2）用示波器观察MCL-33（或MCL-53，以下同）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。

（3）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。

（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。

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MCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使=150o。

2．三相桥式全控整流电路

按图接线，S拨向左边短接线端，将Rd调至最大（450）。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu，从0V调至220V。

调节Uct，使在30o~90o范围内，用示波器观察记录=30O、60O、90O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。

3．三相桥式有源逆变电路

断开电源开关后，将S拨向右边的不控整流桥，调节Uct，使仍为150O左右。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu，从0V调至220V合上电源开关。

调节Uct，观察=90O、120O、150O时,电路中ud、uVT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。

4．电路模拟故障现象观察。

在整流状态时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察并记录此时的ud波形。

说明：

如果采用的组件为MCL—53或MCL—33（A），则触发电路是KJ004集成电路，具体应用可参考相关教材。

1．画出三相桥式全控整流电路时，角为30O、60O、90O时的ud、uVT波形

波形见附录。

2．实验心得体会。

现在做实验已对实验器材有了较多的理解，虽然实验还不能有较好的理解和较高的实验效率，但实验已经可以较成功地完成，团队的作用也很大，大家一起动手，连接线路，检查线路，测量相应部位电压电流，对比理论结果，一起才能做得更好效率更高，预习也是很重要的一个部分，没有预习做实验时进展缓慢，得出来试验结果也不太理想，出现前错误也不能快速查找出来，下次需要好好预习细心实验。

纯电阻负载Ud波形：

：

阻感负载Ud波形：

电流波形：

实验六直流斩波电路实验

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。

1．SG3525