电力电子实训指导书

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1、电力电子实训指导书电力电子实训指导书电力电子技术实训指导书蔡型杨钧编广东工业大学自动化学院目录电力电子技术实训指导书总体要求2实训1双向晶闸管交流调压电路 3实训2同步信号为锯齿 波触发电路6实训3单相全桥逆变电路12实训4同步信号为正弦波触发电路 151电力电子技术实训指导书总体要求电力电子技术实训课程是理论联系实际，对学生进行基本 技能训练，培养学生解决工程实际问题的能力，激发学生的主 动性和创新意识的重要实践教学环节。教师的讲解和学生的学 习基本停留在书本上，理论多于实践，使得学习者未真正透彻 掌握所学的知识。通过实践教学，学生亲自动手装配、调试、 动手实践，更易掌握电力电子技术的理论，

2、掌握的知识、技术 也更适合于实际应用。电力电子技术的飞速发展和光辉前景必 将给我们提供巨大的用武之地和广阔的历史舞台。一.适用专 业自动化、电气工程及其自动化、电子技术、应用电子技 术、电力系统及其自动化等（本科、专科）。根据不同层次的 专业和按排的学时数。实训的内容、要求可以有所不同。鼓励 和支持学生多做实用、创新和具有挑战性的实训项目。二、基 本要求1.综合运用电力电子技术课程中所学到的理论知识去独立 完成一个实训课题。2.通过查阅手册和文献资料，培养学生独 立分析问题和解决实际问题的能力。3.进一步熟悉电力电子器 件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。4.学会电力电子电 路的安装与调试技

3、能。5.进一步熟悉电子仪器的正确使用方 法。6.学会撰写实训总结报告。7.培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。8.遵守纪律，注意用电安全。站在电工橡胶绝缘垫上做实 验，防止事故尤其是重大事故发生。三、基本做法1实训期间，按上课时间到自动化实验室报到。2领取 工具、元件、材料、仪表。3设计印刷电路板图。4焊、装 电路5审查同意后，通电调试。6观察、分析、记录波形。 7撰写实训总结报告。8上交实训实物、实训总结报告，清还工具、仪表。搞 好清洁卫生。四、评定成绩1对实训电路熟悉和掌握的程度。2.现场考核：动手能力；安装工艺水平、调试中分析解决 问题能力、以及创新精神等。3.实训总结报告。4.遵守

4、纪律、学习态度、工作作风和科学精神等。2 实训1双向晶闸管交流调压电路1实践目的 设计、装配、调试、观察、分析电路中各工作点的波形。 使学生有一定的感性认识，并锻炼学生的动手能力。2实践 内容及步骤（1）复习教材、到图书馆查找资料，了解、熟悉实践电 路，元件的性能及其工作原理。实践工作原理：在图1一1中，当电源未接通时，C1电容上的电压为零。电源接通后，C1经R9、V2集射极充电。C1的电压逐升高，达 到单结晶体管的峰点电压Up时，单结晶体管导通。C1电容经 e、bl极向T2脉冲变压器原边绕组放电。T2脉冲变压器输出 一个脉冲电压触发双向晶闸管导通。当C1电容放电到谷点电 压Uv,并趋向更低时

5、，单结晶体管截止。T2脉冲变压器上的 脉冲电压结束。之后，C1电容从Uv值又开始充电。充电到Up 时，单结晶体管又导通，不断重复。双向晶闸管由第一个脉冲 触发导通，后面的脉冲不起作用。改变R9及V2集射极的等效 电阻，就可以改变电容的充电速度，达到改变a角的目的。 实现自由移相。双向晶闸管交流调压电路有关工作点的波形：（2）装 配。1）手工或计算机（自备）设计印刷电路板图。要求元件 排列均匀，印刷电路板大小适中，不留空余面积。一般控制信 号从左流到右，强电信号从上流到下。220V不能与印刷电路 板连接，220V的引线要用绝缘胶布牢固扎住。2）为了避免干扰，绘制印刷电路板图，布置地线时应注 意各

6、级电路采用一点接地原则。加粗、缩短地线。同时，写上 设计者的班级、学号、姓名以便评分。3）所有元件相互平衡或垂直。元件引脚、极性正确。同 种元件距离印刷电路板的高度一致，注意变压器的同名端。布 局合理，美观实用。220V不能与印刷电路板连接，220V的 引线要用绝缘胶布牢固扎住。4) 绘制的印刷电路板图，经审定后，制作印刷电路板。 要求印刷电路板冲洗干净，不含任何腐蚀物。钻孔准确，两面 无损。5) 对焊接的要求是：净化元件引线和焊点表面，焊接牢 固，无虚焊，焊点光亮、圆滑、饱满、无裂纹、大小适中且一 致。做到能免维护。(3)调试、检测1)根据电气原理图反复核对装配好的电路。经审查，同 意后，站

7、在电工橡胶绝缘垫上才能通电调试。确保人身安全， 防止事故尤其是重大事故发生。2)检查各类电源的电压幅值。如整流、稳压、集成电路 插座、三相电压型逆变电路的供电电压幅值。3观察、记录电路中TP1TP7各点的电压波形。3 图11双向晶闸管交流调压电路4 4实践说明及注意问题(1) 注意双线示波器的地线只用一根，免造成电路短路。(2) 遵守纪律，无旷课现象，注意用电安全。(3)根据需要教 师可以更改或撒换实践电路。按时完成实践，交还实物、工具、搞好清洁卫生。5实 践总结报告的内容。(1) 实践任务和要求。(2) 实践电路的工作原理、印刷电板布线图以及它们的说 明。(3) 电路调试。对调试中出现的问题

8、进行分析，并说明解 决的措施；测试、记录整理的波形与结果分析。各种波形中其 高、低电平表示的意义。(4) 收获体会，存在问题及进一步的改进意见等。(5) 实践总结报告抄写在课程设计报告本上。或用计算机 打印(自备)。不少于20_字，复印件、抄袭件、代做的无 效。5实训2同步信号为锯齿波触发电路1实训目的 通过装配、调试一种晶闸管触发电路，观察、记录、分析 电路中各点电压波形。熟悉、掌握电路的工作原理，提高设 计、装配、调试能力。2实训线路：见图2-1。3实训内容 及步骤(1) 复习有关教材、到图书馆查找有关资料，了解、熟 悉晶闸管触发电路的要求和工作原理。(2)看懂晶闸管触发电 路图，分析电路

9、中各点的电压波形。(3) 手工或计算机(自备)设计印刷电路板图。要求元件 排列均匀，印刷电路板大小适中。一般控制信号从左流到右， 强电信号从上流到下。220V不能与印刷电路板连接，220V 的引线要用绝缘胶布牢固扎住。(4) 为了避免干扰，绘制印刷电路板图，布置地线时应注 意各级电路采用一点接地原则。加粗、缩短地线。(5) 所有元件相互平衡或垂直。元件引脚、极性正确。同 种元件距离印刷电路板的高度一致，布局合理，美观实用。(6) 绘制的印刷电路板图，经审定后，制作印刷电路板。 要求印刷电路板冲洗干净，不含任何腐蚀物。钻孔准确，两面 无损。(7) 对焊接的要求是：净化元件引线和焊点表面，焊接牢

10、固，无虚焊，焊点光亮、圆滑、饱满、无裂纹、大小适中且一 致。做到能免维护。(8) 根据电气原理图反复核对装配好的电路。经审查，同 意后，站在电工橡胶绝缘垫上才能通电调试。确保人身安全， 防止事故尤其是重大事故发生。(9) 整定移相控制电压UCO=0V，偏移电压UP=-4V。调钭 率电位器RP3，改变锯齿波的上升斜率。使测检点TP7的脉冲 前沿落在测检点TP3的锯齿波形中央，见图2-2。以后偏移电 位器RP2,、钭率电位器RP3不用再调整。00(10)以图2-1中的“0”点为参考点。改变移相控制电压UCO=0+8V,脉冲的移相范围D=090(l 1)以图2-1中的“O”点为参考点。用双线示波器观

11、察测检点TP1-TP7在一个 工作周期中的波形，测量波形的正、负电压值(V)；波形的 周期(uS、mS)；对齐相位，全部记录在图2-2中。(12)测绘移相控制特性：用万用表直流电压档测量图 2-1中移相控制电压UCO。用示波器观察测检点TP7的脉冲，记 录在表2-1中。作出a=(UCO)移相控制特性的函数曲线。绘 制在图2-4中。6图2-1同步信号为锯齿波触发电路71010101010101089 a UCOUco3060090120_0180oooooao性 a=(Uco)105(1) 脉冲变压器T可按图2(2) 注意双线示波器的地线只用一根，免造成电路短路。(3) 遵守纪律，无旷课现象，注

12、意用电安全。 (4)根据需要教 师可以更改或撒换图2-1的电路(5)按时完成实训，交还实物、工具、搞好清洁卫生6实 训总结报告的内容(1)课题名称。(2)实训任务和要(3) 实训电路工作原理、（4）电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解 决的措施整理的波形与结果分析，并指出各种波形中其高、低电平表示的意义。（5）改变图2-1中R1的参数，有什么影响？（6）收获体会，存在问题及进一步的改进意见（7）实训总结报告抄写在实验报告纸上。或用计算机字， 复印件无效。按时上交实训总结报告。11实训3单相全桥逆变电路点的波形。使学生有一定的 计算机（自备）设计印刷电路板图。要求元件排列均匀，印刷 电

13、路板空余面积。一般控制信号从左流到右，强电信号从上流 到下。220V以便评分。免维护。，站在电工橡胶绝。确保人 身安全，防止事故尤其是重大事故发生。 1 实践目的设计、装配、调试、观察、分析电路中各工作感性认识， 并锻炼学生的动手能力。2实践内容及步骤（1）复习教材、到图书馆查找资料，了解、熟悉实践电 路，元件的性能及其工作原理。（2）装配。1）手工或大小适 中，不留不能与印刷电路板连接，220V的引线要用绝缘胶布牢固 扎住。2）为了避免干扰，绘制印刷电路板图，布置地线时应 注意各级电路采用一点接地原则。加粗、缩短地线。同时，写 上设计者的班级、学号、姓名3）所有元件相互平衡或垂直。元件引脚、

14、极性正确。同 种元件距离印刷电路板的高度一致，注意变压器的同名端。布 局合理，美观实用。4）绘制的印刷电路板图，经审定后，制作印刷电路板。 要求印刷电路板冲洗干净，不含任何腐蚀物。钻孔准确，两面 无损。5）对焊接的要求是：净化元件引线和焊点表面，焊接牢 固，无虚焊，焊点光亮、圆滑、饱满、无裂纹、大小适中且一 致。做到能（3）调试、检测1）根据电气原理图反复核对装配好的 电路。经审查，同意后缘垫上才能通电调试2）检查各类电源的电压幅值。如整流、稳压、插座、供 电电压幅值。3观察、记录图3 1电路中TPTP7各点的电 压波形。12134实践说明及注意问题（1）注意双线示波器的地线只（2）遵守纪律，

15、无旷课现象，注意用电安全。（3）根据需 要教师可以更改或撒换实践电路。按时完成实践，交还实物、 工具、搞好清洁6实践总结报告的内容。(1)实践任务和要 求。(2) 实践电路的工作原理(3) 电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解 决的措施整理的波形与结果分析。各种波形中其高、低电平表示的 意义。(4)收获体会，存在问题及进一步的改进意见等。(5) 实践总结报告抄写在课程设计报告本上。或用计20_ 字，复印件、抄袭件、代做的无效。14实训4同步信号为正弦波触发电路1实践目的点的波 形。使学生有一定的感性作原理：导通时。C2通过电源VD2 充电+15V, C4通过T2原边绕组设计、装配、调

16、试、观察、分 析电路中各工作认识，并锻炼学生的动手能力。2实践内容及步骤(1)复习教材、到图书馆查找资料，了解、熟悉实践电路，元件的性能及其工作原理。实践电路工当VI、V3截止， V2fR10fR82的b、e极充电到+15V，同步信号UT与移 相控制电压UCO迭加大于+07V后，V1导通一C2通过V1的 c、e极一C4反向充电完毕。V2恢复导通。V3截止。改变UCO 的大小，脉冲的移相范围可达75fVD4放电一V2截止一V3 导通f发出脉冲f C4反向充电使脉冲维持一段时间（2）装 配。1）手工或计算大小适中，不留空余面积。一般控制信号从左流到右，强 电信号从上流到下。220V不能与印刷电路板

17、连接，220V的 引线要用绝缘胶布牢固扎住。2）为了避免干扰，绘制印刷电 路板图，布置地线时应注意各级电地原则。加粗、缩短地线。同时，写上设计者的班级、学 号、姓名以便评分。3）所有元件相互平衡或垂直。元件引 脚、极性正确。同种元件距离印刷电路板的高度一致，注意变压器的同名端。布局合理，美观实 用。4）绘制的印刷电路板图，经审定后，制作印刷电路板。 要求印净，不含任何腐蚀物。钻孔准确，两面无损。5）对焊接 的要求是：净化元件引线和焊点表面，圆滑、饱满、无裂纹、 大小适中且一致。做到能免维护。（3）调试、检测1）根据 电气原理图垫上才能通电调试。确保人身安全，防止事故尤其 是重大事故发生。2）检

18、查各类电源的电压幅值。如整流、稳 压、插座、供电电压幅值。41TPTP7各点的电压波形。 15416(1)注意双线示波器的地线只用一根，免造成电路短路。 (2)遵守纪律，无旷课现象，注意用电安全。(3)根据需要教 师可以更改或撒换实践电路。按时完成实践，交还实物、工具、搞好清洁卫生。7实 践总结报告的内容。(1)实践任务和要求。(2)实践电路的工作原理、印刷电板布线图以及它们的说 明。(3) 电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解 决的措施；测试、记录整理的波形与结果分析。各种波形中其 高、低电平表示的意义。(4) 收获体会，存在问题及进一步的改进意见等。(5) 实践总结报告抄写在课程

19、设计报告本上。或用计算机 打印(自备)。不少于20_字，复印件、抄袭件、代做的无效。1718 扩展阅读：电力电子技术实训指导书 实验一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电路中各元件的 作用。2掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。二、实 验所需挂件及附件序号型号123DJK01电源控制屏DJK03-1晶 闸管触发电路双踪示波器备注该控制屏包含“三相电源输出” 等几个模块。该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。自 备三、实验线路及原理利用单结晶体管（又称双基极二极管）的 负阻特性和RC的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图3-1所示。图中V为

20、单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT35两 种，由等效电阻V5和C1组成组成RC充电回路，由C1-V6-脉 冲变压器组成电容放电回路，调节RP1即可改变C1充电回路 中的等效电阻。图3-1单结晶体管触发电路原理图工作原理简述如下：由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波 整流，再由稳压管VI、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

21、单结晶体管的谷点电压Uv，使V6关 断，C1再次充电，周而复始，在电容C1两端呈现锯齿波形， 在脉冲变压器副边输出尖脉冲。在一个梯形波周期内，V6可 能导通、关断多次，但只有输出的第一个触发脉冲对晶闸管的 触发时刻起作用。充电时间常数由电容Cl和等效电阻等决 定，调节RP1改变C1的充电的时间，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各点波 形如图3-2所示。电位器RP1已装在面板上，同步信号已在内部接好，所有 的测试信号都在面板上引出。图3-2单结晶体管触发电路各点的电压波形（a=90） 四、实验内容1单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

22、的观察。五、预习要 求阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管 的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。六、思考题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?2单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180? 七、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 DJK03-1的正常工作电源电压为220V10%，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

23、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 30170范围内移相？2单结晶体管触发电路各点波形的记录当a=30.60、90、120时，将单结晶体管触发电

24、路的各观测点波 形描绘下来，并与图3-2的各波形进行比较。八、实验报告画出a=60时，单结晶体管触发电路各点输出的波形及 其幅值。九、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。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

25、信号，而不发生意外。实验二单相半波可控整流电路实验一、实验目的 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。二、实验所需挂件及 附件序号1234567型号DJK01电源控制屏DJK02晶闸管主电路 DJK03-1晶闸管触发电路DJK06给定及实验器件D42三相可调 电阻双踪示波器万用表备注该控制屏包含“三相电源输出”， “励磁电源”等几个模块。该挂件包含“晶闸管”，以及“电 感”等几个模块。该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。 该挂件包含“二极管”等几个模块。自备自备三、实验线路及 原理单结晶体管触发电路的

26、工作原理及线路图已在上节中作过 介绍。将DJK03-1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 D42三相可调电阻，将两个900Q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100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验中选用700mH。 直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。四、实验内容1单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。3f(a)特性的测定。4单相半波整流电路

27、带电阻电感性负载时续流二极管作用 的观察。五、预习要求1阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。2复习单相半波可控整流电 路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电 阻电感性负载时的工作波形。掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算 方法。六、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?2 单相半波可控整流电路接电感性负载时会出现什么现象?如何解决?七、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” 侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到 DJ

28、K03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK0 3 - 1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范围能否在30170。范围内移动？图3-3单相半波可控整流电路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。将电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

29、输出电压 Ud和电源电压U2，记录于下表中。aU2Ud（记录值）Ud/U2Ud （计算值） 306090120150Ud=045U2（1+cosa）/23 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 抗角二tg-1（sL/R），保持电感量不变，改变R的电阻值，注 意电流不要超过1A的情况下，观察并记录a=30、60。、90。、120。时的直流输出电压值Ud及UVT的波形。计算公 式:Ud=045U2（l 十 cosa）/2aU2Ud（记录值）Ud/U2Ud （计算 值）aU2Ud（记录值）U

30、d/U2Ud （计算值）八、实验报告画出a=90时，电阻性负载和电阻电感性负载的Ud、 UVT波形。画出电阻性负载时Ud/U2=f（a ）的实验曲线，并与计算值Ud的对应曲线相比较。分析实验中出现的现象，写出体会。九、注意事项1参照实验一的注意事项。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，避免误触发。为避免 晶闸管意外损坏，实验时要注意以下几点： 在主电路未接通时，首先要调试触发电路，只有触发

31、电 路工作正常后，才可以接通主电路。 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。第20页共58页 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。由于晶闸管持续工作时，需要有一定的维持电流，故要使 晶闸管主电路可靠工作，其通过的电流不能太小，否则可能会 造成晶闸管时断时续，工作不可靠。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。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

32、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。4使用电抗器时要注意其通过的电流不要超过1A，保证线 性。303060609090120120150150接入续 流二极管VD1，重复上述实验，观察续流二极管的作用，以及 UVD1波形的变化。计算公式:Ud=045UU2（l十cosa）/2实验三单相桥式全 控整流及有源逆变电路实验一、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。3研究单相桥式变流电 路逆变的全过程，掌握实现有源逆变的条件。4掌握产生逆变 颠覆的原因及预防方

33、法。二、实验所需挂件及附件序号型号 1234567DJK01电源控制屏DJK02晶闸管主电路备注该控制屏 包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。该挂件包 含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。该挂件包含“逆变变 压器”以及“三相不控整流”等模块。自备自备DJK03-1晶闸 管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。 DJK 1 0 变压器实验D42三相可调电阻双踪示波器万用表三、实验线路 及原理图3-4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900Q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

34、发电路采用DJK03-1组件挂箱上的“锯齿波同步移相 触发电路I”和“II”。图3-5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 桥路逆变出的交流电压经升压变压器反馈回电网。“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，为了避免 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、电抗Ld和触发电路与整流所用相同。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

35、。四、实验内容1单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。2单相桥式有 源逆变电路带电阻电感负载。3有源逆变电路逆变颠覆现象的 观察。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、思考题实现有源逆变的条件是什么?在本实验中是如何保证能满 足这些条件?七、实验方法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DJK0 3 - 1电源开关，用示波器观察锯齿

36、波同步触发电路各观察 孔的电压波形。将控制电压Uct调至零（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a=180 。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，注意不要把相序 接反了，否则无法进行整流和逆变。将DJK02上的正桥和反桥 触发脉冲开关都打到“断”的位置，并使Uf和Ulr悬空，确 保晶闸管不被误触发。图3-4单相桥式整流实验原理图 图3-5单相桥式有源逆变电路实验原理图 2单相桥式全控整流 按图3-4接线，将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），

37、逐渐增加Uct（调节 RP2），在 a=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的数值于下表中。 aU2Ud（记录值）306090120Ud（计算值）计算公 式:Ud = O9UU2（l+cosa）/23单相桥式有源逆变电路实验 按图3-5接线，将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B=30、60、90时，观察、记录逆变 电流Id和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录负载电压Ud的 数值于下表中。BU2Ud（记录值）Ud （计算值）

38、3060903逆变颠覆 现象的观察调节Uct,使a=150。，观察Ud波形。突然关断触 发脉冲（可将触发信号拆去)，用双踪慢扫描示波器观察逆变颠覆现 象，记录逆变颠覆时的Ud波形。八、实验报告1 画出 a=30、60、90、120、150 时 Ud 和 UVT 的波形。2画出电路的移相特性Ud二f(a )曲线。3分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆后会产生的后果。九、 注意事项1参照实验四的注意事项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。为了保证从逆变到整

39、流不发生过流，其回路 的电阻R应取比较大的值，但也要考虑到晶闸管的维持电流， 保证可靠导通。实验四三相半波可控整流电路实验一、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 路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作情况。二、实验所需 挂件及附件序号型号1234567DJK01电源控制屏DJK02晶闸管 主电路DJK02-1三相晶闸管触发电路DJK06给定及实验器件 D42三相可调电阻双踪示波器万用表三、实验线路及原理备注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。该挂件包含“触 发电路”,“正反桥功放”等几个模块。该挂件包含“给定” 等模块。自备自备三相半波可控整流电路用了三只晶闸管，与

40、 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3-6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900Q接成并 联形式，Ld电感用DJK02面板上的700mH，其三相触发信号由 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3-6三相半波可控整流电路实验原理图四、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。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

41、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？七、实验方法1DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试 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否平衡。 将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至 “直流调速”侧。 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。 观察A、B、C三相的锯齿波，

42、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。 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A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形， 使a=150。（注意此处的a表示三相晶闸管电路中的移相 角，它的0是从自然换流点开始计算，前面实验中的单相晶 闸管电路的0移相角表示从同步信号过零点开始计算，两者 存在相位差，前者比后者滞后30）。适当增加给定Ug的 正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”

43、的波形，此时应 观测到单窄脉冲和双窄脉冲。 用8芯的扁平电缆，将DJK02-1面板上“触发脉冲输 出”和“触发脉冲输入”相连，使得触发脉冲加到正反桥功放 的输入端。 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VT1VT6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1-5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，慢慢增加移相电压，使 a能从30到180范围内调

44、节，用示波器观察并纪录三相 电路中a=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aU2Ud（记录值）Ud/U2Ud （计算值）306090 计算 公式：Ud=1.17U2cosa（0 3 0）nUd=0.675U21+cos（a+）（30150）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a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a=90。时的Ud及Id波形 图。aU2Ud（记录值）Ud/U2Ud （计算值） 306

45、090120120150 八、实验报告绘出当 a=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。实验五单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 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。3研究单相桥式变流电路逆变的全过程，掌握实现有源逆 变的条件。 4掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。二、实验 所需挂件及附件序号型号1234567DJK01电源控制屏DJK02晶 闸管主电路备注该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电 源”等几个模块

46、。该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个 模块。该挂件包含“逆变变压器”以及“三相不控整流”等模 块。自备自备DJK03-1晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同 步触发电路”模块。DJK10变压器实验D42三相可调电阻双踪 示波器万用表三、实验线路及原理图3-7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 900Q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I”和“II”。图1-7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

47、直流电源，供逆变桥路使用，逆变桥路逆变出的 交流电压经升压变压器反馈回电网。“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，为了避免输出的 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、电抗Ld和触发电路与整流所用相同。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。四、实验内容单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。 单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。有源逆变电路逆 变颠覆现象的观察。五、预习要求 1阅读电力电子技术教

48、材中有关单相桥式全控整流电路的 有关内容。2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、思考题实现有源逆变的条件是什么?在本实验中是如何保证能满 足这些条件?七、实验方法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DJK0 3 - 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。将控制电压Uct调至零（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

49、电位器），使a=180。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，注意不要把相序接反了，否则无法进行整 流和逆变。将DJKO2上的正桥和反桥触发脉冲开关都打到“断”的位置，并使Ulf和Ulr悬空，确保晶闸管不被误触 发。图3-7单相桥式整流实验原理图 图3-8单相桥式有源逆变电路实验原理图2单相桥式全控整流按图3-8接线，将电阻器放在最大阻 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a=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

50、压Ud的数值 于下表中。aU2Ud（记录值）Ud （计算值）3060计算公式:Ud =O. 9U2（l+cosa）/23单相桥式有源逆变电路实验按图3-7接线，将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B=30、60、90时，观察、记录逆变 电流Id和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录负载电压Ud的 数值于下表中。BU2Ud（记录值）30609090120Ud（计算值）4 逆变颠覆现象的观察调节Uct,使a=150。，观察Ud波形。突 然关断触发脉冲（可将触发信号拆去），用双踪慢扫描示波器 观察逆变颠覆现象，记录逆变颠覆时

51、的Ud波形。八、实验报告1 画出 a=30、60、90、120、150 时 Ud 和 UVT 的波形。2画出电路的移相特性Ud二f（a ）曲线。3分析逆变颠覆的原因及逆变颠覆后会产生的后果。九、 注意事项在本实验中，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。为了保证从逆变到整流不发生过流，其回路的电阻R应取 比较大的值，但也要考虑到晶闸管的维持电流，保证可靠导 通。实验六直流斩波电路原理实验一、实验目的1加深理解斩波器电路的工作原理。2掌握斩波器主电路、触发电路的

52、调试步骤和方法。3熟 悉斩波器电路各点的电压波形。二、实验所需挂件及附件序号 型号123456DJK01电源控制屏DJK05直流斩波电路DJK06给定 及实验器件D42三相可调电阻双踪示波器万用表备注该控制屏 包含“三相电源输出”等几个模块。该挂件包含触发电路及主 电路两个部分。该挂件包含“给定”等模块。自备自备三、实 验线路及原理本实验采用脉宽可调的晶闸管斩波器，主电路如 图3-9所示。其中VT1为主晶闸管，VT2为辅助晶闸管,C和 L1构成振荡电路，它们与VD2、VD1、L2组成VT1的换流关断 电路。当接通电源时，C经L1、VD1、L2及负载充电至+Ud0， 此时VT1、VT2均不导通，

53、当主脉冲到来时，VT1导通，电源 电压将通过该晶闸管加到负载上。当辅助脉冲到来时，VT2导 通，C通过VT2、L1放电，然后反向充电，其电容的极性从 +Ud0变为-Ud0，当充电电流下降到零时，VT2自行关断，此时 VT1继续导通VT2关断后，电容C通过VD1及VT1反向放 电，流过VT1的电流开始减小，当流过VT1的反向放电电流与 负载电流相同的时候，VT1关断；此时，电容C继续通过 VD1、L2、VD2放电，然后经L1、VD1、L2及负载充电至 +Ud0，电源停止输出电流，等待下一个周期的触发脉冲到来。 VD3为续流二极管，为反电势负载提供放电回路。图3-9斩波主电路原理图从以上斩波器工作

54、过程可知，控制VT2脉冲出现的时刻即 可调节输出电压的脉宽,从而可达到调节输出直流电压的目 的。VT1、VT2的触发脉冲间隔由触发电路确定。斩波器触发 电路如图1-27所示，其原理可参见1-3节内容。实验接线如图3-10所示，电阻R用D42三相可调电阻， 用其中一个900Q的电阻；励磁电源和直流电压、电流表均在 控制屏上。图3-10直流斩波器实验线路图四、实验内容 1直流斩波器触发电路调试。 2直流斩波器接电阻性负载。3直流斩波器接电阻电感性负载（选做）。五、预习要求1阅读电力电子技术教材中有关斩波器的内容，弄清脉宽 可调斩波器的工作原理。2学习本教材1-3节中有关斩波器及 其触发电路的内容，

55、掌握斩波器及其触发电路的工作原理及调 试方法。六、思考题1直流斩波器有哪几种调制方式?本实验中的斩波器为何 种调制方式?2本实验采用的斩波器主电路中电容C起什么作 用?七、实验方法1斩波器触发电路调试调节DJK05面板上的电位器RP1、 RP2, RP1调节锯齿波的上下电平位置，而RP2为调节锯齿波 的频率。先调节RP2，将频率调节到200Hz300Hz之间，然后 在保证三角波不失真的情况下，调节RP1为三角波提供一个偏 置电压（接近电源电压），使斩波主电路工作的时候有一定的 起始直流电压，供晶闸管一定的维持电流，保证系统能可靠工 作，将DJK06 上的给定接入，观察触发电路的第二点波形，增

56、加给定，使占空比从0.3调到0.9 。2斩波器带电阻性负载按图1-9实验线路接线，直流电 源由电源控制屏上的励磁电源提供，接斩波主电路（要注意极 性），斩波器主电路接电阻负载，将触发电路的输出“G1”、 “K1”、“G2”、“K2”分别接至VT1、VT2的门极和阴极。 用示波器观察并记录触发电路的“G1”、“K1”、 “G2”、“K2”、波形，并记录输出电压才及晶闸管两端电压UVT1的波形，注意观测各波形间的相对相位关系。 调节DJK06上的“给定”值，观察在不同t （即主脉 冲和辅助脉冲的间隔时间）时Ud的波形，并记录相应的Ud和 t,从而画出U d二f（T/T）的关系曲线，其中t/T为占空

57、比。 TUd3斩波器带电阻电感性负载（选做）要完成该实验，需加 一电感。关断主电源后，将负载改接成电阻电感性负载，重复 上述电阻性负载时的实验步骤。八、实验报告1关系曲线。 2讨论、分析实验中出现的各种现象。九、注意事项 1触发电路调试好后，才能接主电路实验。将DJK06上的“给定”与DJK05的公共端相连，以使电路 正常工作。负载电流不要超过05A，否则容易造成电路失控现象。2 当斩波器出现失控现象时，请首先检查触发电路参数设置是否 正确，确保无误后将直流电源的开关重新打开。实验七三相正弦波脉宽调制SPWM变频原理实验 一、实验目的1掌握SPWM的基本原理和实现方法。SPWM控制有关的信 号

58、波形。二、实验所需挂件及附件2熟悉与序号型号1234DJK01电源控制屏DJK13三相异步电动机变 频调速控制双踪示波器万用表备注该挂件包含“三相电源输 出”等几个模块。SPWM方式下（将控制部分S、V、P三、实验方法1接通挂件电源，关闭电机开关，调制方式 设定在的三个端子都悬空），然后开启电源开关。2点动“增 速”按键，将频率设定在05Hz，在SPWM部分观测三相正弦 波信号（在测试点“2、3、4”），观测三角载波信号（在测试点“5”），三相SPWM调制信号（在测试点“6、7、8”）；再 点动“转向”按键，改变转动方向，观测上述各信号的相位关 系变化。3逐步升高频率，直至到达50Hz处，重复

59、以上的步 骤。4将频率设置为05HZ60HZ的范围内改变，在测试点 “2、3、4”中观测正弦波信号的频率和幅值的关系。四、实 验报告SPWM调制有关信号波形，说明SPWM的基本原理。2分析在05HZ50Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的 关系。1画出与3分析在50HZ60Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。实验八三相交流调压电路实验一、实验目的 1了解三相交流调压触发电路的工作原理。 2加深理解三 相交流调压电路的工作原理。3了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。二、 实验所需挂件及附件序号型号1234567DJK01电源控制屏 DJK02晶闸管主电路DJK02-1三相晶闸管触发电路

60、DJK06给定 及实验器件D42三相可调电阻双踪示波器万用表三、实验线路 及原理交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。实验装 置中使用双窄脉冲。实验线路如图3- 1 1所示。图中晶闸管均 在DJK02 上，用其正桥，将D42三相可调电阻接成三相负载， 其所用的交流表均在DJK01控制屏的面板上。备注该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。该挂件 包含“触发电路”,“正反桥功放”等几个模块。该挂件包含 “给定”等模块。自备自备图3-11三相交流调压实验线路图四、实验内容1三相交流调压器触发电路的调试。2三相交流调压电路 带电阻性负载。4三相交流调压电路带电阻电感性负载（选做）。五、预 习要求

61、1阅读电力电子技术教材中有关交流调压的内容，掌握三 相交流调压的工作原理。2如何使三相可控整流的触发电路用 于三相交流调压电路。六、实验方法1DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试 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否平衡。 将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至 “直流调速”侧。 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。 观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C

62、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。 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A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形， 使 a=180。 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。 用8芯的扁平电缆，将DJK02-1面板上“触发脉冲输 出”和“触发脉冲输入”相连，使得触发脉冲加到正反桥功放 的输入端。 将DJK02-1面板上的Ulf端

63、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VT1VT6晶闸管门极和阴极之间的 触发脉冲是否正常。2三相交流调压器带电阻性负载使用正桥晶闸管VT1 VT6，按图3-23连成三相交流调压主电路，其触发脉冲己通过 内部连线接好，只要将正桥脉冲的6个开关拨至“接通”，“Ulf”端接地即可。接上三相平衡电阻负载，接通电源，用 示波器观察并记录a=30、60、90、120、150。及 180时的输出电压波形，并记录相应的输出电压有效值，填 入下表:aU3060901201501803三相交流调压器接电 阻电感性负载（选做）要完成该实验，需加上三个电抗器。切 断电源输出，将三相电抗器接入。接通电源，调节三相负载的 阻抗角(调节电阻阻值即可)，使=60。，用示波器观察并 记录a=30、60、90及120时的波形，并记录输出电 压U1、电流II的波形及输出电压有效值U,记于下表：aU306090120 七、实验报告1整理并画出实验中 记录的波形，作不同负载时的U=f(a)的曲线。2讨论、分析实验中出现的各种问题。八、注意事项可参 考实验六的注意事项(1)、(2)。实验九PS-ZVS-PWM软开关技术实验一、实验目的1熟