电力电子技术试验报告Word下载.docx

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调节给定电位器RP1,逐步增加给定电压，监视电压表、电流表的读数，当电压表指示接近零（表示管子完全导通人停止调节，记录绐定电压氏调节

过程中回路电流Id以及器件的管压降Uvo

0.8

1.71

2.70

3.3

4・67

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

-95

-80

-60

-45

-24

（2）按下控制屏的“停止”按钮，将晶闸管换成可关断晶闸管（GTO）,重复上述步骤，并记录数据。

3.51

3.61

3.64

3.76

-0.05

-0.04

-0.03

-0.01

（3）按下控制屏的“停止”按钮,换成功率场效应管（MOSFET）,重复上述步骤,并记录数据。

4.79

4.84

4.94

5.01

-0.02

（4）按下控制屏的“停止”按钮，换成大功率晶体管（GTR）,重复上述步骤,

并记录数据。

0.11

0.15

0.16

0.17

（5）按下控制屏的“停止"

按钮，换成绝缘双极性晶体管（IGBT）,重复上述步骤，并记录数据。

山

5.03

5.06

5.11

5.19

六.实验报告

根据得到的数据，绘出各器件的输出特性。

TGBT输出特件

图五IGBT输出特性

7.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）为保证功率器件在实验过程中避免功率击穿，应保证管子的功率损耗（即功率器件的管压降与器件流过的电流乘积）小于8WO

（3）为使GTR特性实验更典型，其电流控制在0.4A以下。

（4）在本实验中，完成的是关于器件的伏安特性的实验项目，老师可以根据自己的实际需要调整实验项目，如可增加测量器件的导通时间等实验项目。

八、实验心得体会

不同的电力电子器件，因其制造工艺上的不同，其导通即关断过程存在一定的差异,通过对其工作特性曲线的分析可以发现：

GTR和GTO是双极性电流驱动器件，具有电导调制效应，通流能力强，但开关速度较低，所需驱动功率大；

而电力MOSFET是单极型电压驱动器件，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小。

IGBT综合了GTR和MOSFET的优点，具有良好的特性。

实验二锯齿波同步移相触发电路实验

1.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。

二、实验所需挂件及附件

型号

备注

DJK01电源控制屛

该控制屏包含“三相电源输出”等儿个模块.

DJK03-1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。

双踪示波器

三、实验线路及原理

锯齿波同步移相触发电路的原理图见DJK03-1挂件介绍中锯齿波同步移相触发电路原理图。

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DJK03-1挂件介绍部分和电力电子技术教材中的相关容。

四、实验容

（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。

5.思考题

（1）锯齿波同步移相触发电路有哪些特点？

答：

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

（2）锯齿波同步移相触发电路的移相围与哪些参数有关？

与电容C1、电位器RP1、电位器RP2、电位器RP3等参数有关。

六、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（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240Vo如果输入电压超出其标准工作围，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察孔的电压波形。

1同时观察同步电压和点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。

2观察“广、“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”点U6的波形，调节偏移电压Ub（即调RP3电位器），使a=170。

，其波形如下图所示。

（3）调节Uct（即电位器RP2）使a二60°

观察并记录U1〜U6及输出“G、K”脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，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）。

幅值（V）

0.48

0.34

0.038

宽度（ms）

7.2

七、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。

数据见表格。

（2）总结锯齿波同步移相触发电路移相围的调试方法，如果要求在Uct二0的条件下，使a=90°

如何调整？

调节RP3电位器即可。

八、注意事项

（2）由于正弦波触发电路的特殊性，我们设计移相电路的调节围较小，如需将a调节到逆变区，除了调节RP1外，还需调节RP2电位器。

（3）由于脉冲“Gt“K”输出端有电容影响，故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极（或者也可用约100Q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。

九、实验心得体会

锯齿波同步移相触发电路1、2由同步检测.锯齿波形成、移相控制、脉冲放大等环节组成，通过本实验使我更加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，并基本掌握掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。

实验三单相半波可控整流电路实验

（1）掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

（2）掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。

（3）了解续流二极管的作用。

型号

该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。

DJK02三相变流桥路

该挂件包含“晶闸管”，以及“电感”等几个模块。

DJK03晶闸管触发电路实验

该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。

DJK06给定、负载及吸收电路

该挂件包含“二极管”以及“开关”等几个模块。

DK04滑线变阻器

串联形式：

0.65A,2kQ并联形式：

1.3A,500Q

三.实验线路及原理

单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在1-3节中作过介绍。

将DJK03挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发），图中的R负载用DK04滑线变阻器接成并联形式。

二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有lOOmH、200mH、700mH三档可供选择，本实验中选用700mHo直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。

图3-3单相半波可控整流电路

（1）4结晶体管触发电路的调试。

（2）单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。

（3）单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U2=f（a）特性的测定。

（4）单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。

五、思考题

（1）单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中电容C1的数值有什么关系？

答：

在一个梯形波周期，V6可能导通、关断多次，但对晶闸管的触发只有第一个输出脉冲起作用。

电容C1的充电时间常数由等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电时间，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。

6.实验方法

（1）单结晶体管触发电路的调试

将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”狈叽使输出线电压为200V,用两根导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。

调节移相电位器RP1,观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相围能否在30°

〜170°

围移动？

（2）单相半波可控整流电路接电阻性负载

触发电路调试正常后，按图3-3电路图接线。

将滑线变阻器调在最大阻值位置，按下"

启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压UVT的波形，调节电位器RP1,观察a=30°

、60°

.90°

.120°

、150°

时

Ud、UVT的波形，并测量直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表中。

计算公式：

ud=0.45U2（1+cosa）/2

30°

60°

90°

120°

150°

200

Ud（记录值）

-75

-65

-35

-25

-5

Ud/U2

0.375

0.325

0.175

-0.125

-0.025

Ud（计塞值什3・97

67.5

22.5

6.03

（3）单相半波可控整流电路接电阻电感性负载

将负载电阻R改成电阻电感性负载（由滑线电阻器与平波电抗器Ld串联而成）。

暂不接续流二极管VD1,在不同阻抗角［阻抗角=tg-1（wL/R）,保持电感量不变，改变R的电阻值，注意电流不要超过1A］情况下，观察并记录a=30°

、90°

、120°

时的直流输出电压值Ud及UVT的波

形。

-15

0.075

Ud（计算值）

83.97

接入续流二极管VI）1,重复上述实验，观察续流二极管的作用,以及UVD1波形的变化。

Ud=0.45U2（1十cosa）/2

-240

1.2

|Ud（计算值）

（1）画出a=90°

时，电阻性负载和电阻电感性负载的Ud、UVT波形。

波形图略。

（2）画出电阻性负载时Ud/I：

2=f（a）的实验曲线，并与计算值Ud的对应曲线相比较。

（3）分析实验中出现的现象，写出体会。

做这种实验十分不好控制，要注意各方面的影响。

（2）在本实验中触发电路选用的是单结晶体管触发电路，同样也可以用锯齿波同步移相触发电路来完成实验。

（3）在实验中，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UIf及UIt悬空，避免误触发。

（4）为避免晶闸管意外损坏，实验时要注意以下几点：

1在主电路未接通时，首先要调试触发电路，只有触发电路工作正常后，才可以接通主电路。

2在接通主电路前，必须先将控制电压Uct调到零，且将负载电阻调到最大阻值处；

接通主电路后，才可逐渐加大控制电压Uct,避免过流。

3要选择合适的负载电阻和电感，避免过流。

在无法确定的情况下，应尽可能选用大的电阻值。

4由于晶闸管具有一定的维持电流，故要使晶闸管可靠工作，其通过的电流不能太小，否则会造成晶闸管时断时续，在本实验装置中，要保证晶闸管正常工作，负载电流必须大于50mA以上。

（5）在实验中要注意同步电压与触发相位的关系，例如在单结晶体管触发电路中，触发脉冲产生的位置是在同步电压的上半周，而在锯齿波触发电路中，触发脉冲产生的位置是在同步电压的下半周，所以在主电路接线时应充分考虑到这个问题，否则实验就无法顺利完成。

（6）使用电抗器时要注意其通过的电流不要超过1Ao

9.实验心得体会

通过本实验，我进一步地熟悉了单结晶体管触发电路的原理及改变触发延迟角的调节方法。

单相半波可控整流电路电阻负载，改变触发时刻，山和人波形随之改变，整流输出电压为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在山正半周出现,而对于阻感性负载，交流电源一方面供给电阻消耗的能量，另一方面供给电感吸收的磁场能量。

到山由正变负的过零点处，id已经处于减小的过程中，但尚未降到零。

由于电感的存在延迟了VT的关断时刻，使山波形出现负的部分，与带电阻负载时相比其平均值5下降。

实验四单结晶体管触发电路实验

一、实验目的

（1）熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。

（2）掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

DJK01电源控制屏

该控制屏包含"

三相电源输出”等几个模块。

DJK03晶闸管触发电路

该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。

图卜8单结晶体管触发电路原理图

由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再经稳压管Y1、V2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V5向电容C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压Up时，单结晶体管V6导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出脉冲。

同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单节晶体管的谷点电压Uv使V6关断，C1再次充电，周而复始，在电容cl两端呈现锯齿波形，在脉冲变压器副边输出尖脉冲。

在一个梯形波周期,V6可能导通、关断多次，但对晶闸管的触发只有第一个输出脉冲起作用。

电容C1的充电时间常数由等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电时间，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。

单结晶体管触发电路的个点波形略。

（1）乩结晶体管触发电路的调试。

（2）单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。

（1）单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系？

在一个梯形波周期,V6可能导通、关断多次，但对晶闸管的触发只有第一个输出脉冲起作用。

电容C1的充电时间常数由等效电阻等决定，调节RP1

改变Cl的充电时间，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。

（2）单结晶体管触发电路的移相围能否达到180°

能

六、实验方法

（1）单结晶体管触发电路的观测

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（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03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240Vo如果输入电压超出其标准工作围，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的“外接220V"

端,按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路，经半波整流后“1”点的波形，经稳压管削波得到"

2”点的波形，调节移相电位器RP1,观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形；

最后观测输出的“G、K”触发电压波形，其能否在30°

〜170°

围移相？

（2）单结晶体管触发电路各点波形的记录

当a=30o.60o.90o.120o时，将单结晶体管触发电路的各观测点

波形描绘下来，并与图1-9的各波形进行比较。

七、实验报告画出a二60°

时,答：

如图所示。

八、注意事项

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，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。

九、实验总结

通过实验，加深了课堂上学习的知识.第一次做这种实验，运用示波器的时候以为和其他的一样，刚开始并没有看注意事项，导致波形观察不是很清楚•后来釆用了两个示波器观察.

DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置认识

一、DJK01电源控制屏

电源控制屏主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源。

1、三相电网电压指示

三相电网电压指示主要用于检测输入的电网电压是否有缺相，操作交流电压表下面的切换开关，观测三相电网各线间电压是否平衡。

2、定时器兼报警记录仪

平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能，它还可以自动记录由于接线操作错误所导致的告警次数。

3、控制部分

它的主要功能是控制电源控制屏的各项功能，它由电源总开关、启动按钮及停止按钮组成。

当打开电源总开关时，红灯亮；

当按下启动按钮后，红灯灭，绿灯亮,此时控制屏的三相主电路及励磁电源都有输出。

4、三相主电路输出

三相主电路输出可提供三相交流200V/3A或240V/3A电源。

输出的电压大小由

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