-电力电子变流技术实验(电子版)
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
电力电子变流技术实验自动化科学与工程学院
赖玉斌
华南理工大学教材供应中心
2013年10月
前言
本书是根据自动化专业《电力电子变流技术》课程的教学计划进行编写的。这次又作了修改，使内容更符合实际。内容包括晶闸管三相可控整流、交流调压及全控型电力电子器件的应用等实验。
晶闸管变流电路是电力电子变流技术的基础，也是运动控制系统的重要环节。因此，本实验以整流电路为重点，增加晶闸管应用方面的内容。此外，要求学生在完成书中所列实验的基础上，通过自己设计整流电路，提高对器件与电路结构及工作原理的认识与了解。鉴于本实验是一门实践性很强的课程，要求学生从实验电路设计、线路连接到波形与参数测试的全过程都必须认真参与。由于本实验所使用的设备为全新的MCL系列电机电力电子及电气传动教学实验台，波形测试也采用计算机实时监测，使用中更应谨慎对待。
通过本实验使学生巩固所学的专业知识，掌握实验的基本方法和操作技能，培养理论联系实际的良好学风。
本实验课计划时数为八学时，重点是三相可控整流电路实验。本实验的内容涉及到电路、电子、电机与拖动等基础课的知识。
目录
实验须知 (1)
第一章整流电路实验 (2)
§1-1 三相半波可控整流电路实验 (2)
§1-2 三相桥式整流电路实验 (5)
第二章交流调压电路实验 (9)
§2-1 单相交流调压电路实验 (9)
§2-2 三相交流调压电路实验 (11)
第三章全控型电力电子器件电路实验 (13)
§3-1 采用MOSFET的单相调压实验 (13)
§3-2 单相正弦波（SPWM）逆变电源实验 (16)
实验须知
本实验课的目的在于培养学生掌握电力电子变流技术方面的实验方法与操作技能，指导学生学会根据实验目的拟定实验线路，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要的结论，从而写出实验报告；同时可以培养观察问题、分析和解决问题的能力。由于本实验既有小电流、低电压的控制线路，又有高电压、大电流的整流回路，不仅要观察波形，还要测量参数，改接连线，更换负荷，致使实验过程较为繁杂。因此，在整个实验中，必须严肃认真，集中精力，亲自动手，细心观察，认真记录，及时完成实验。为此，要求学生做到：
一、实验前
认真阅读本实验指导书，了解实验目的、内容、方法与步骤及仪器设备与要求，明确实验过程中应注意的问题。同时应复习《电力电子变流技术》讲义中的有关章节。
二、实验中
1.建立实验小组，每组2~4人，推选组长，由组长负责实验的组织工作，诸如数据记录、波形测取、调节负载等工作，务求在实验过程中操作协调，数据准确。
2.了解所用仪器仪表的性能及使用方法。
3.抄录所用负载的有关参数，如电动机的铭牌，电阻负载的阻值等。
4.按图接线，连线准确，线路力求简单明了，走线合理。
5.接线完毕，应有专人重新检查，确认无误后方可通电实验。
6.按实验方法及步骤分段进行试验，并认真、及时测取和记录数据。
7.实验完毕，应将所测数据交指导教师审阅，认可后，才可拆线并整理实验现场，所用仪表及工具和导线应物归原处。
三、实验报告
内容要简明扼要，字迹清楚，图表整洁，结论明确。报告内容包括：
1.实验名称、专业班级、组别、姓名、日期。
2.列出使用仪器设备的名称、型号、规格。
3.扼要写出实验目的。
4.绘出实验线路图及实验项目。
5.数据计算及波形整理。
6.根据实验结果，进行分析，得出结论。
7.报告应写在统一规格的报告纸上，每次实验每人独立写出一份报告按时送交指导教师批阅，不得互相抄袭。
预习不符合要求者不准参加实验。
实验中不按操作规程和实验步骤进行实验而导致仪器、设备损坏者应停止其实验，并须按情节轻重予以处理。
第一章整流电路实验
在电力电子技术中，整流电路的作用是将交流电源变换成直流电源，在晶闸管用于整流电路后，使直流电源的幅值可调。因此，采用晶闸管的整流称为可控整流。整流电路按输入交流电源的相数来分有单相和三相；按电路的结构形式分，有半波、全波、桥式；按负载的性质分，有电阻性、电感性和反电势性；按控制方式分，有半控和全控。因此，电路的结构不同，负载的性质不同，控制方式不同，则电路的换流过程不同，对应的数量关系和波形分解也不同。通过本章的实验应搞清楚这些问题。
对于功率较大、要求直流电压脉动较小的负载，应采用三相整流电路。三相可控整流电路有半波和桥式两种结构，桥式电路又有半控和全控之分。但三相半波电路是最基本的组成形式，桥式电路即是半波电路的串接形式。同样，换流过程和数量关系却有规律可循，通过本实验应有更加明确的了解。
§1-1 三相半波可控整流电路实验
一、目的
1.熟悉三相半波可控整流电路的结构组成；
2.掌握电路的工作原理；
3.了解三相交流电源相序的测量方法；
4.验证波形及数量关系。
二、实验线路
实验电路如图1-1所示。本实验设备为MCL-Ⅱ型多功能教学实验设备，采用组件式结构，可根据不同的实验内容进行组合。由图1-1可知，本实验电路共需四个挂箱。即MCL-18B的交流输入电源及脉冲移相用的直流控制电源，MCL-02的整流用变压器挂箱，MCL-03的负载电阻挂箱。三相交流电源由主控屏输出端取得。
三、仪器设备
1.MCL教学实验台主控制屏；
2.MCL-18B挂箱；
3.MCL-33挂箱；
4.MEL-03挂箱；
5.虚拟示波器；
6.导线；
7.万用表。
四、内容
1.连线构成实验电路；
2.观察三相电源相序；
3.电阻性负载实验；
4.电阻——电感性负载实验。
五、注意事项
1.整流电路与三相电源连接时，须注意相序。
2.负载电阻值不宜过小，I d不得超过0.8A，但须大于0.1A，避免晶闸管时断时续。
3.测量波形时，须避免测试通道的两条地线接在非等电位端点上而造成短路事故。
4.为防止负载电流过大，在合主电源之前，应先将控制电压U ct降为零（即MCL-18B上部给定电源G的电位器RP1反时针调到底）。
六、方法与步骤
1.接线
按图1-1所示的三相半波可控整流电路结构图连线。
1)主控屏三相输出电源端U、V、W与MCL-18B的L1、L2、L3相连；
2)MCL-18B的U、V、W三端用三联导线与MCL-33的晶闸管桥相连；
3)负载的“―”端与主控屏的零点N端相连。
4)MCL-18B的±15V电源与MCL-33的±15V端子相连，将两边的0线（即黑端子）联接好；
5)MCL-18B的上部U g端与MCL-33的U ct端相连作为移相控制电压。
6)MCL-33中的U b1f与零点（黑端子）相连，使正组触发器功放级有电。
7)在MEL-03挂箱上取二个900Ω电阻并联作为电阻性负载，再与MCL-33中整流桥的直流侧相连。
8)直流电压表和直流电流表采用主控屏左侧的直流表，分别与整流桥相串、并联。
9)将主控屏下部三相电源输出端U、V、W中任两端与左侧上部的交流电压表~V1相连，以监视整流电路输入交流电压值。
2.查线
1)按图1-1线路图核查接线。
2)尤其要注意直流电压表、直流电流表、交流电压表的连线正确有否，表的量程应选最大。
3)将MCL-33中的触发器按键2、4、6按下，则此时电路为VT1、VT3、VT5工作。核查无误后可通电实验。
3.三相电源相序观察
1)通电
(1)将电柜左侧的三相四线开关合上，红色指示灯亮。
(2)启动计算机，用鼠标双击“RIGOL”文件，显示器出现示波器界面。
2)将MCL-18B挂箱上部的移相控制电位器RP1的电压U g为零伏（即开关S2拨在OV位）后，按“闭合”按钮，主电路有电。
3)慢慢增大主控屏面板左侧的“交流电源输出调节”手柄，并观察上部的交流电压表~V1的显示值，直到显示为220V线电压为止。
4)用虚拟示波器隔离卡通道输入线1、2分别测三相电源中两相波形，输入线的地与电源的N点相接。
5)适当调节虚拟示波器的水平及垂直方向的按键，屏幕上即显示出两相交流电压波形。仔细观察两波形的相位差，以确定哪一相超前。
6)调换一相再观察相序及相位，以确定该实验设备三相电源的相序。
7)将所测波形记录。
4.电阻负载
1)改变移相控制电压U g，观察在不同控制角α时，输出电压u d、晶闸管阳极电压u T及门极电压u g的波形。
2)在某一α值下，测取U d、U2φ及I d数据。
3)调节U g，使α=90°，观察对应的u T、u d波形。
5.电阻―电感性负载
1)将电感L与负载电阻相串接。
2)合上主电源，改变移相控制电压U g，观察不同控制角α时u d、u T波形。
3)在负载两端并接续流二极管，观察u d、u T波形的变化。
七、实验报告
1.列出实验目的、仪器、内容及接线图。
2.绘出电阻性负载、大电感负载时的u d、u T波形。
3.将所测的U d、U2φ代入公式
()
2
1cos30+
1.1
3
d
U U
?
α
+?
=求出对应的α值。
4.该整流电路当α为多大时，续流管工作？一周期续流管工作几次？最大导电角为多少度？
5.该电路三个晶闸管门极的触发脉冲相差多少度？若关掉其中的一个VT触发脉冲，则负载电压一周还有几个波头？
6.该电路晶闸管控制角α的移相范围是多少？晶闸管最大导电角为多少？
7.设计一个采用共阳接法的三相半波可控整流电路，并在实验台上进行试验，观察u d、u T波形。简述共阴接法和共阳接法两种电路的异同点。
8.实验体会。
§1-2 三相桥式整流电路实验
一、目的
1.熟悉三相桥式整流电路的结构原理；
2.掌握全控与半控电路换流过程及工作特点；
3.观察电压及电流波形；
4.验证数量关系；
5.研究半控电路“失控”情况。
二、实验线路
如图1-2所示。本实验电路由四个部分组成。主控屏、MCL-18B挂箱、MCL-33挂箱及MEL-03挂箱。
三、仪器设备
1.MCL教学实验台主控制屏；
2.MCL-18B挂箱；
3.MCL-33挂箱；
4.MEL-03挂箱；
5.导线；
6.虚拟示波器。
四、内容
1.半控电路实验
1)连线；
2)电阻——电感性负载实验；
3)电路的“失控”过程试验；
2.全控电路实验
1)连线；
2)电阻性负载实验；
3)直流电动机实验。
五、注意事项：
1.负载电流I d不得超过0.8A；
2.接线过程中，三相交流电源的相序不得接错；
3.直流电动机负载实验前，须加上电动机的励磁电源（位于主控屏中间部位）；
4.每次起动直流电动机之前，应先将控制电压U g调为0Ｖ，使整流电压Ｕd为０Ｖ，待合上主电源后，再逐渐加大控制电压Ｕg。
六、方法
1.半控电路实验。
1)按图１-２接线。
①在§１-１电路的基础上，将三个整流管分别用导线连接到晶闸管桥上，注意+、-极性。负载电阻与电感相串接并接于整流桥。
②负载电阻与电感相串接并连于整流桥。
2)电阻——电感性负载实验。
①三相调压器逆时针调到底，使交流电压Ｕ1调为０V。
②使控制电压U g调为０V。
③合主电源开关，调节三相调压器使输入交流电压Ｕ1为10０伏（线电压）。
④慢慢增大控制电压U g，用示波器观察u d、u T及u D的波形。
⑤改变U g，再观察各波形的变化。
⑥调节U g，使α=60°左右，测取此时的U L、U d。
3)观察“失控”现象。
①用示波器观察负载电压u d。
②切除VT1、VT3、VT5的门极触发脉冲。
③此时负载端出现一个极性为正的恒定电压，改变控制电压U g，无法使电压U d或u d变化，注意直流电压表和电流表的读数。
2.全控电路实验
1)按图1-2接线，注意虚线所连的三个晶闸管的阳极连在一起，并与负载的一端相连。
①将负载改接为电阻性负载。
②将晶闸管VT2、VT4、VT6的门极触发脉冲开关接通。
2)电阻性负载实验
①将控制电压U g的电位器RP1反时针旋转到底，即U g=0V。
②输入交流电压U L保持为100V（线电压）。
③按“闭合”按钮，主电路有电。
④慢慢增大移相控制电压U g，用示波器分别观察u d、u T及触发脉冲u G的波形。
⑤在某-U g值，即某-α值下，读取输入交流电压U L和负载直流电压U d值，并作记录。
⑥观察电路的移相范围。
3)直流电动机负载实验
①将负载电阻除去，接上直流电动机，并给电机加上励磁电源。
②将移相控制电压U g调为零。
③按“闭合”按钮，主电路有电。
④慢慢增大移相控制电压U g，电动机逐渐起动旋转。
⑤在任一控制角α下，用示波器观察u d、u T的波形。
⑥增大U g，使α=0°，此时，电动机的转速应为最高。
⑦切除任一晶闸管的门极触发脉冲，观察u d波形的变化。
七、实验报告
1.绘制实验电路图；
2.绘出半控电路阻感性负载的u d、u T及u D波形。
3.由半控桥α=60°时所测的U d值，利用公式计算出对应的输入交流电压U L为多少伏？
4.绘出全控电路电阻负载和直流电动机负载时的u d、u T波形。
5.半控电路负载上的直流平均电压u d为零，则控制角α应为多大？
6.半控电路电感性负载并接续流管的目的是什么？当控制角α应为多少度之后，续流管才开始工作？
7.对“失控”现象进行分析；
8.全控桥电阻性负载时，直流平均电压u d=0Ｖ，此时，控制角α应为多少度？
9.全控桥直流电动机负载，当切险一个晶闸管的触发脉冲时，绘出对应负载电压u d波形，并作说明。
10.设计一个共阳接法的半控整流电路，并说明晶闸管的导通要求。
11.体会。
第二章交流调压电路实验
交流调压广泛用于工业加热、灯光控制、感应电动机调速，以及电焊、电解、电镀等设备。此时，常用二只普通晶闸管反并联构成一对调压回路，负载上得到的为一交流电源波形，而晶闸管的工作原理与整流时相同。当负载为大电感性时，由于电感的续流作用，会使反并联的二个晶闸管导通不一致。这需要在实验中注意观察。
§2-1 单相交流调压电路实验
一、目的
1.了解单相交流调压电路的结构原理。
2.掌握负载性质不同对换流过程的影响。
3.观察电压波形。
二、实验线路
如图２-１所示。本实验电路需五个挂箱及主控屏的交流电源。
三、仪器设备
1.MCL系列教学实验台主控屏；
2.MCL-18B挂箱；
3.MCL-33挂箱；
4.MEL-0２挂箱；
5.MEL-03挂箱；
6.MEL-0５挂箱
7.虚拟示波器；
8.导线。
四、内容
1.接线；
2.电阻性负载实验；
3.电阻——电感性负载实验。
五、注意事项
1.电阻——电感性负载试验时，为增大电流可适当减小负载电阻值，但电阻不得为零。
2.检测电压和电流须用交流表。
3.变压器副边绕组极性不得接反。
六、方法
1.按图２-１接线。
将ＭＣＬ-３３中的两只晶闸管VT1、VT4反并联连接构成交流调压器；封锁VT2、VT3、VT5、VT6的门极触发脉冲；将开关Ｓ2拨向左侧，电阻调至最大。
1)移相控制电源电位器ＲＰ1逆时针调到底，使Ｕg＝０V；
2)主控屏三相调压器逆时针调到底，合主电源开关，慢慢增大调压器输出电压，使U21=100V；
3)增大移相控制电压U g，用示波器观察负载两端的电压u d，及晶闸管电压u T。
4)调节U g，观察α=60°、90°时的u d波形。
2.电阻——电感性负载
1)将开关Ｓ2拨向左侧，成为电阻——电感性负载。
2)用双踪示波器观察u d和负载电流i d的波形；并测出对应的u d、I d值。
3)改变α和R，观察u d、i d的变化情况。
图2-1 单相交流调压电路
七、实验报告
1.绘制实验电路图；
2.整理实验中记录的各种波形，包括u d、u T波形；
3.分析电阻——电感负载时的u d、i d波形；
4.根据实测的U d、I d值，求对应的负载阻值R d；
5.该电路的移相范围多大？
6.体会。
§2-2 三相交流调压电路实验
一、目的
1.了解三相交流调压电路的结构原理；
2.掌握晶闸管的导通规律及触发要求；
3.负载波形观察。
二、实验线路
如图2-2所示。负载电阻采用三个可调变阻器连接成星形接法，即为三相三线制电路。若无中线，则每相电流须与另一相构成通路，因此，每一瞬间需有二个晶闸管导通，每相的负载电压为二分之一的线电压，为保证电路正常工作，应采用宽脉冲或双窄脉冲触发。
三、仪器设备
1.MCL系列教学实验台主控屏；
2.MCL-18B挂箱；
3.MEL-0２挂箱；
4.MEL-03挂箱；
5.MCL-33挂箱；
6.虚拟示波器；
7.导线。
四、内容
1.接线；
2.三相三线制接法实验；
3.三相四线制接法实验。
五、注意事项
1.每个负载电阻须用二个900Ω电阻并联，最大电流不得超过0.8Ａ。
2.改变阻值时，须三个电阻一同改变，并在其中的一组串接交流电流表及并接电压表。
3.三相四线接法实验时，从三相负载的Ｏ点与变压器副边中点连一条线，不得将线连到原边中点。
六、方法
1.按图２-２连线。
2.检查连线，无误后可通电实验。
3.合主电源，调节调压器使主控屏输出电压为２００V线电压。
4.用示波器分别观察负载电压u d及u T波形。
5.用双线观察任意两相负载电压的相位，以确定负载电压的相序。
6.三相负载中点加上零线，观察负载电压u d波形的变化。
7.在某-α值下，测出对应的U d、I d。
图2-2 三相交流调压电路
七、实验报告
1.绘出实验线路图；
2.整理所测波形；
3.为何要采用宽脉冲或双窄脉冲触发？
4.增加中线后，晶闸管的导电过程有否改变，移相范围是否变化？
5.负载上的电压为线电压还是相电压（无中线时）？
6.设计一个三角形接法的交流调压线路。
7.体会。
第三章全控型电力电子器件电路实验
晶闸管是一种导通可控，关断不可控的器件，要使晶闸管关断，只能在其阳极施加反向电压。因此采用晶闸管的整流电路交流侧的电压与电流相位差会随控制角的增大而增加，致使电路的功率因数很低。因此，GTR、MOSFET等全控型器件已用于变流电路，并取得了较好的效果。本章的实验电路采用功率场效应晶体管，即MOSFET器件作为功率电子器件实现变流，有关全控型器件的性能请参阅讲义。
§3-1 采用MOSFET的单相调压实验
一、目的
1.了解MOSFET器件的工作原理；
2.熟悉PWM专用集成电路SG3525的组成，功能、工作原理及使用方法。
3.掌握全控型器件的单相交流调压电路的工作原理、特点、波形分析。
图3-1 采用自关断器件的单相交流调压电路
二、实验线路及原理
实验电路如图3-1所示。该电路由脉宽调制波产生电路，同步信号产生电路，驱动电路及主电路四个部分组成。负载为灯泡。其中VT1、VT2为MOSFET器件，连接成交流开关形式，L与C为滤波环节。
随着自关断器件的迅速发展，晶闸管移相控制的
交流调压电路，已逐渐被自关断、即全控型器件的交
流斩波调压所代替，与移相控制相比，斩波调压具有
下列优点：
(1)谐波幅值小，最低次谐波频率高，故可采用
小容量滤波元件。
(2)功率因数高，经滤波后，功率因数接近于1。
(3)对其他用电设备的干扰少。
因此，斩波调压是一种很有发展前途的调压方法，
可用于马达调速、调温、调光等设备。本实验以调光
为例，进行斩波调压研究。
斩波调压的主回路由MOSFET及其反并联的二
极管组成双向全控电子斩波开关。当MOS管分别由
脉宽调制信号控制其通断时，则负载电阻R L上的电压
波形如图3-2b所示（输出端不带滤波环节时），显然，
负载上的电压有效值随脉宽信号的占空比而变，当输
出端带有滤波环节时的负载端电压波形如图3-2c所
示。
脉宽调制信号由专用集成芯片SG3525产生，该
芯片又美国硅通用公司生产，为第二代产品。控制系
统中由变压器T、比较器和与或非等组成同步控制电
路以确保交流电源的2端为正时，MOS管VT1导通；
而当交流电源的1端为正时，MOS管的VT2导通。电
位器RP用来调节18端锯齿波的周期。图3-2
三、仪器设备
1.MCL教学实验台主控屏；
2.MCL-11挂箱；
3.示波器；
4.万用表；
5.导线。
四、内容
1.PWM专用集成电路SG3525波形观察。
2.控制电路与驱动波形观察。
3.主电路波形观察。
4.滤波环节作用测试。
五、注意事项
1.1、2两端输入交流电压不得超过220V。
2.3或6端不得与8端相短接，以免发生短路事故。
六、方法
1.接线
1)MCL-11挂箱的交流电压1、2端与MCL-18B的U、V、W中任两端相连。
2)将MCL-18B的L1、L2、L3端的任两端点与主控屏左侧上部的交流电压表相连，用以监视交流电压值。
3)将主电路3、6两端点用导线相连。
2.SG3525芯片波形观察
1)测量18端，观察锯齿波周期与幅值（分开关S2合上与通断两种情况）。
2)测量16端，观察芯片输出端最大与最小占空比。
3.控制电路相序与驱动波形测量
1)将电位器RP逆时针旋转到底。
2)主电路通电，并使AC为220V。
3)用示波器分别观察下列各点波形。
(1)13、14两点与地端波形。
(2)12、15两点与地端波形。
(3)9与10、11与10端间波形。
4.不带滤波环节时主电路各点波形
1)主电路3与6端相连，开关S2放在断开位置，电位器RP顺时针调到中间位置。
2)用示波器观察灯泡两端电压波形。
3)MOS管VT1、VT2的两端波形。
4)用万用表电压档检测灯泡两端的电压值。
5.带滤波环节时主电路各点波形
1)将主电路3与4、5与6端相连，即电路带上L、C滤波环节。
2)用示波器分别观察负载电压波形，VT1、VT2的两端波形。
3)测灯泡两端交流电压值。
6.在S2合上与断开两种情况下，观察负载两端波形变化情况。
七、实验报告
1.列出实验目的、仪器、内容及接线图。
2.画出控制电路各点波形。
3.画出主电路各点波形，并作说明。
4.说明滤波环节的作用。
5.简述电路的工作原理。
6.若同步变压器T原副边极性接反了，系统能否正常工作？为什么？
7.简述脉宽调制调压与相控调压的优缺点。
8.与MOS管相并接的整流管VD1、VD2有什么用处？
9.实验体会。
实验一单结晶体管触发电路及示波器使用 班级学号姓名 同组人员 实验任务 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。 3．详细学习万用表及示波器的使用方法。 二．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33组件 3．NMCL—05E组件 4．MEL—03A组件 5．双踪示波器（自备） 6．万用表（自备） 7. 电脑、投影仪 三．实验线路及原理 将NMCL—05E面板左上角的同步电压输入接SMCL-02的U、V输出端，触发电路选择单结晶体管触发电路，如图1所示。 图1单结晶体管触发电路图 四．注意事项 双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外
壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。 五．实验内容 1.实验预习 （1）画出晶闸管的电气符号图并标明各个端子的名称。 （2）简述晶闸管导通的条件。 （3）示波器在使用两个探针进行测量时需要注意的问题。 2. 晶闸管特性测试 请用万用表测试晶闸管各管脚之间的阻值，填写至下表。 + A K G - A K G 3.单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察 按照实验接线图正确接线，但由单结晶体管触发电路连至晶闸管VT1的脉冲U GK不接（将NMCL—05E面板中G、K接线端悬空），而将触发电路“2”端与脉冲输出“K”端相连，以便观察脉冲的移相范围。 合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮。这时候NMCL—05E内部的同步变压器原边接有220V，副边输出分别为60V（单结晶触发电路）、30V（正弦波触发电路）、7V（锯齿波触发电路），通过直键开关选择。 合上NMCL—05E面板的右下角船形开关，用示波器观察触发电路单相半波整流输出（“1”），梯形电压（“3”），梯形电压（“4”），电容充放电电压（“5”）及单结晶体管输出电压（“6”）和脉冲输出（“G”、“K”）等波形，并绘制在下图相应位置。
电力电子技术试题 第1章电力电子器件 1.电力电子器件一般工作在__开关__状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__，而当器件开关频率较高 时，功率损耗主要为__开关损耗__。 3.电力电子器件组成的系统，一般由__控制电路__、_驱动电路_、 _主电路_三部分组成， 由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路__。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为_单极型器件_ 、 _ 双极型器件_ 、_复合型器件_三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为_承受正向电压导通，承受反相电压截止_。 6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_快恢复二极管_、 _肖特基二极管_。 7.肖特基 二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为 __正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止__ 。 9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL__大于__IH 。 10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，UDSM_大于__Ubo。 11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。的__多元集成__结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。 的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的__放大区__、前者的非饱和区对应后者的_饱和区__。 14.电力MOSFET的通态电阻具有__正__温度系数。 的开启电压UGE（th）随温度升高而_略有下降__，开关速度__小于__电力MOSFET 。 16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为_电压驱动型_和_电流驱动型_两类。 的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负___温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正___温度系数。 18.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属
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负载和电阻—电感性负载时的工作情况。 二．实验线路与原理 三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，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，变压器利用率低。 实验线路见图4－1。 1) 电源控制屏位于MEL-002T； 2) L平波电抗器位于NMCL-331挂件； 3) 可调电阻R位于NMEL-03/4挂件 4) G给定（Ug）位于NMCL-31调速系统控制单元中； 5) Uct位于NMCL-33F挂件； 6) 晶闸管位于NMCL-33F挂件。 图4-1 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．实验设备与仪表 1．教学实验台主控制屏 2．触发电路与晶闸主回路组件 3．电阻负载组件 4．示波器 五．注意事项 整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。 六．实验方法 1. 三相半波可控整流电路带电阻性负载。 合上主电源，接上电阻性负载R。 ⑴改变给定电压U g，观察在不同触发移相角α（30°、60°）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。 ⑵改变给定电压U g，当α=30°时，记录晶闸管A、K间端电压U VT=f（t）的波形。 2. 三相半波可控整流电路带电阻—电感性负载。 接入的电抗器L=700mH。 ⑴改变给定电压U g，观察在不同触发移相角α（30°、60°）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。 ⑵改变给定电压U g，当α=30°时，记录晶闸管的端电压U VT=f（t）（电阻性负载、电阻—电感性负载）、I d=f（t）（电阻—电感性负载）的波形。 实验方法的具体内容，可参照表4进行。 七. 实验报告
《电力电子技术》实验指导书 指导教师：王跃鹏李向丽 燕山大学电气工程学院 应用电子实验室 二零零四年七月
实验一 锯齿波同步移相触发电路实验 一、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、掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。 二、实验内容 1、锯齿波同步触发电路的调试。 2、锯齿波同步触发电路各点波形观察、分析。 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大、锯齿波形成、同步移相等环节组成。 四、实验设备及仪器 1、MCL-Ⅲ型交流调速系统实验台 2、MCL-32组件 3、MCL-31组件 4、MCL-05组件 5、双踪示波器 五、实验方法 1、将MCL-05面板上左上角的同步电压接入MCL-32的U 、V 端，并将MCL-31的“g U ”和“地”端分别接入MCL-05的“ct U ”和“7”端，“触发电路选择”拨向“锯齿波”。 2、合上主电路电源开关，并打开MCL-05面板右下角的电源开关，用示波器观察各观测孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。 同时观测“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，调节RP1，使3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度。 六、实验报告 整理，描绘实验中记录的各点波形。
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负载、阻感负载时的工作特点。 二、实验内容 1、单相桥式全控整流电路供给电阻负载。 2、单相桥式全控整流电路供给阻感负载。 三、实验线路及原理 单相桥式全控整流电路的实验线路如图2-1所示，其工作原理可参见“《电力电子技术》（第四版，王兆安、黄俊编）”教材。 四、实验设备及仪器 1、MCL-Ⅲ型交流调速系统实验台 2、MCL-32组件 3、MCL-31组件 4、MCL-05组件 5、双踪示波器 五、实验方法 1、单相桥式全控整流电路供给电阻负载。 按照图2-1接线，接上电阻负载（采用MEL-03上的两只900Ω的电阻并联），并将负载电阻调至最大，短接平波电抗器。合上主电路电源，调节给定电压g u 的大小，观察不同α角时的整流电路的输出电压波形)(t f u d =，以及晶闸管的端电压波形)(t f u T =。 2、单相桥式全控整流电路供给阻感负载。 按照图2-1接线，接上阻感负载（电感选择700mH ，电阻采用MEL-03上的两只900Ω的电阻并联），并将负载电阻调至最大。合上主电路电源，调节给定电压g u 的大小，观察不同α角时的整流电路的输出电压波形)(t f u d =，以及晶闸管的端电压波形 )(t f u T =。 六、实验报告
电力电子技术实验指导书 第一章概述 一、电力电子技术实验内容与基本实验方法 电力电子技术是20世纪后半叶诞生和发展的一门新技术，广泛应用于工业领域、交通运输、电力系统、通讯系统、计算机系统、能源系统及家电、科研领域。 电力电子技术课程既是一门技术基础课程，也是一门实用性很强的应用型课程，因此实验在教学中占有十分重要的位置。 电力电子技术实验课的主要内容为：电力电子器件的特性研究，重点是开关特性的研究；电力电子变换电路的研究，包括：三相桥式全控整流电路（AC/DC 变换）、SPWM逆变电路（DC/AC变换）、直流斩波电路（DC/DC变换）、单相交流调压电路（AC/AC变换）四大类基本变流电路。 电力电子技术实验借助于现代化的测试仪器与仪表，使学生在实验的同时熟悉各种仪器的使用，以进一步提高实验技能。 波形测试方法是电力电子技术实验中基本的、常用的实验方法，电力电子器件的开关特性依据波形测试而确定器件的工作状态及相应的参数；电力电子变换电路依据波形测试来分析电路中各种物理量的关系，确定电路的工作状态，判断各个器件的正常与否。因此，掌握不同器件、不同电路的波形测试方法，可以使学生进一步掌握电力电子电路的工作原理以及工程实践的方法。
本讲义参考理论课的内容顺序编排而成，按照学生掌握知识的规律循序渐进，旨在加强学生实验基本技能的训练、实现方法的掌握；培养和提高学生的工程设计与应用能力。 由于编者水平有限，难免有疏漏之处，恳请各位读者提出批评与改进意见。 二、实验挂箱介绍与使用方法 （一）MCL—07挂箱电力电子器件的特性及驱动电路 MCL—07挂箱由GTR驱动电路、MOSFET驱动电路、IGBT驱动电路、PWM 发生器、主电路等部分组成。 1、GTR驱动电路：内含光电耦合器、比较器、贝克箝位电路、GTR功率器件、串并联缓冲电路、保护电路等。可对光耦特性（延迟时间、上升时间、下降时间），贝克电路对GTR导通关断特性的影响，不同的串、并联电路对GTR开关特性的影响以及保护电路的工作原理进行分析和研究。 2、MOSFET驱动电路：内含高速光耦、比较器、推挽电路、MOSFET功率器件等。可以对高速光耦、推挽驱动电路、MOSFET的开启电压、导通电阻R ON、跨导g m、反相输出特性、转移特性、开关特性进行研究。 3、IGBT电路驱动：采用富士IGBT专用驱动芯片EXB841，线路典型，外扩保护电路。可对EXB841的驱动电路各点波形以及IGBT的开关特性进行研究。 本挂箱的特点： （1）线路典型，有助于对基本概念的理解，力求通过实验，使学生对自关断器件的特性有比较深刻的理解。
全国2018年4月自学考试电力电子变流技术试题 课程代码：02308 一、单项选择题(本大题共10小题.每小题1分，共10分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.电阻性负载三相半波可控整流电路，在合理的控制角范围内，当控制角α为何值时，输出负载电压出现断续( ) A.<30° B.>30° C.>45° D.>90° 2.电阻性负载三相半波可控整流电路中，该输入电源相电压有效值为U2，晶闸管所承受的最大反向电压U Rm等于多少( ) A.U Rm=3U2 B. U Rm=6U2 2U2 C. U Rm=2 2U2 D. U Rm=3 3.三相桥式不控整流电路中，二极管在自然换相点按1、2、3、4、5、6、l的顺序每隔多少度换相一次( ) A.45° B.60° C.90° D.120° 4.三相全控桥式整流电路中，共阴极组的三个晶闸管的触发脉冲相位互差( ) A.60° B.90° C.120° D.150° 5.单相全波可控整流电感性负载电路中，在理想的条件下( ) A.电感消耗的能量大于电阻消耗的能量 B.电感消耗的能量小于电阻消耗的能量 C.电感消耗的能量等于电阻消耗的能量 D.电感本身不消耗能量 6.单相全控桥式整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( ) 1
A.90° B.120° C.150° D.180° 7.下面给出的四个电力半导体器件中，哪个是全控型电力半导体器件( ) A.二极管 B.晶闸管 C.功率晶体管 D.逆导晶闸管 8.单相桥式全控电压源型逆变电路，直流侧电压为E，采用180°导电控制，则输出方波电压的有效值为( ) 1 A.E B.E 2 C.2E D.0 9.变流电路能进行有源逆变的条件之一是( ) A.直流侧接有续流二极管 B.电阻性负载 C.直流侧接有RC保护电器 D.直流侧有直流电动势E d 10.三相半波可控变流电路，输出电压U d的脉动频率与交流电源的频率之比为( ) A.6 B.3 C.2 D.1 二、填空题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 请在每小题的空格中填上正确答案.错填、不填均无分。 11.单相全控桥式整流电路电阻负载，控制角α=____时，整流输出电压平均值U d=0。 12.单相全桥相控电阻性负载电路中，设触发角为α，则晶闸管的导通角为_____。 13.单相半波可控整流纯电阻负载电路，控制角α=_____时，负载电流的平均值最大。 14.按照控制信号的性质来分，晶闸管是属于_______驱动型电力电子器件。 15.电压型三相桥式逆变电路中，采用180°导电控制方式时，同一相上、下两桥臂控制信号的相位差_____度。 16.SPWM调制，设正弦调制波的幅值为U rm，三角载波的幅值为U cm，则调制比为_____。 17.单相桥式逆变电路采用双极性SPWM调制，设逆变器直流侧电压幅值为U d，则输出电压有-U d和______。 18.将直流电能转换为交流电能，直接提供给交流_______的逆变电路称为无源逆变器。 19.三相桥式不控整流电路中，在—个输入电源周期内每个整流二极管换相_____次。 20.对同一只晶闸管，擎住电流I L和维持电流I H的大小关系为I L____I H。 2
电力电子技术实验-打印的-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
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。 序号型号备注 1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出” 等几个模块。 2 DJK0 3 晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电 路”等模块。 3 双踪示波器自备 图1-8 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V1、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。 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。 五、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 答：在一个梯形波周期内，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。(2) 单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180° 答：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 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 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° 范围内移相 (2) 单结晶体管触发电路各点波形的记录
《电力电子技术实验》指导书 合肥师范学院电子信息工程学院
实验一电力电子器件 仿真过程： 进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项。进入所需的仿真环境，如图所示。点击File/New/Model新建一个仿真平台。点击左边的器件分类，找到Simulink和SimPowerSystems，分别在他们的下拉选项中找到所需的器件，用鼠标左键点击所需的元件不放，然后直接拉到Model平台中。 图 实验一的具体过程： 第一步：打开仿真环境新建一个仿真平台，根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。
提取出来的器件模型如图所示： 图 第二步，元件的复制跟粘贴。有时候相同的模块在仿真中需要多次用到，这时按照常规的方法可以进行复制跟粘贴，可以用一个虚线框复制整个仿真模型。还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标，选中的模块上会出现一个小“+”好，继续按住鼠标和Ctrl键不动，移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模块，同时该模块名后会自动加“1”，因为在同一仿真模型中，不允许出现两个名字相同的模块。 第三步，把元件的位置调整好，准备进行连接线，具体做法是移动鼠标到一个器件的连接点上，会出现一个“十字”形的光标，按住鼠标左键不放，一直到你所要连接另一个器件的连接点上，放开左键，这样线就连好了，如果想要连接分支线，可以要在需要分支的地方按住Ctrl键，然后按住鼠标左键就可以拉出一根分支线了。 在连接示波器时会发现示波器只有一个接线端子，这时可以参照下面示波器的参数调整的方法进行增加端子。在调整元件位置的时候，有时你会遇到有些元件需要改变方向才更方便于连接线，这时可以选中要改变方向的模块，使用Format菜单下的Flip block 和Rotate
??????????????????????精品自学考试资料推荐?????????????????? 全国 2018 年 7 月自考电力电子变流技术试题 课程代码： 02308 一、填空题 (每小题 1 分，共 15 分) 1．对于普通晶闸管，在没有门极触发脉冲的情况下，有两种因素会使其导通，一是正向阳极电压U A过高，二是 _________________。 2．为防止晶闸管误触发，应使干扰信号不超过_________________ 。 3．由逆阻型晶闸管和整流管集成的晶闸管称为_________________ 4．单相全控桥能在Ⅰ、_________________象限中工作。 5．逆变失败是指工作在逆变状态的变流器由于某种原因，出现了U d和 E d _______________ 的状态。 6．采用α1=π-α2配合有环流的控制的单相反并联(双重 )全控桥式整流电路，当变流器Ⅱ工作在逆变状态时，变流器Ⅰ工作在_________________状态。 7．常用的抑制过电压的方法有两种，一是用储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。 二是用 _________________ 元件限制过电压的幅值。 8．在整流电路中，晶闸管的换流属于_________________。 9 ．若用集成触发电路KC04触发三相全控桥，则KC04的引脚 1 和15 分别接至三相全控桥 _________________ 的上下两只晶闸管。 10．电压型单相桥式逆变电路中，与开关管反并联的二极管起着_________________ 和防止开关器件承受反压的作用。 11．脉冲宽度调制(PWM) 电路的调制比M 愈高，输出电压基波幅值愈_________________。 12．为了使电力晶体管安全、可靠地运行，驱动电路和主电路应该实行_________________ 。 13．为防止过电压和抑制功率晶体管的du/dt ，对功率晶体管需加接_________________ 。 14．普通晶闸管为半控型器件，在直流斩波电路中，由触发脉冲控制其开通，关断则由_________________ 完成。 15．三相全控桥中，晶闸管的控制角的起算点在_________________。 二、单项选择题 (在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。 每小题 1 分，共 20 分 ) 1．晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为（）。 A ．维持电流B．擎住电流 C．浪涌电流D．额定电流 2．为了减小门极损耗，晶闸管正常导通的方法是阳极加正向电压，门极加（）。 A ．正脉冲B．负脉冲 C．直流D．正弦波 3．在 GTR 作为开关的电路中，若在转换的过程中出现从高电压小电流到低电压大电流的现象，则说明晶体管（）。 A ．失控B．二次击穿 C．不能控制关断D．不能控制开通 4．下列器件中为全控型器件的是（）。 1
课程教案 课程名称：电力电子技术实验 任课教师：张振飞 所属院部：电气与信息工程学院 教学班级：电气1501-1504班、自动化1501-1504自动化卓越1501 教学时间：2017-2018学年第一学期 湖南工学院
课程基本信息
1 P 实验一、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 一、本次课主要内容 1、晶闸管（SCR）特性实验。 2、可关断晶闸管（GTO）特性实验（选做）。 3、功率场效应管（MOSFET）特性实验。 4、大功率晶体管（GTR）特性实验（选做）。 5、绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。 二、教学目的与要求 1、掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。 2、掌握各器件对触发信号的要求。 三、教学重点难点 1、重点是掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。 2、难点是各器件对触发信号的要求。 四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论、演示、实际操作等。 五、作业与习题布置 撰写实验报告
2 P 一、实验目的 1、掌握各种电力电子器件的工作特性。 2、掌握各器件对触发信号的要求。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载 电阻R串联后接至直流电源的两端，由DJK06上的给定为新器件提供触 发电压信号，给定电压从零开始调节，直至器件触发导通，从而可测得 在上述过程中器件的V/A特性；图中的电阻R用DJK09 上的可调电阻负 载，将两个90Ω的电阻接成串联形式，最大可通过电流为1.3A；直流电 压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得，五种电力电子器件均在DJK07 挂箱上；直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器，然后 调压器输出接DJK09上整流及滤波电路，从而得到一个输出可以由调压 器调节的直流电压源。 实验线路的具体接线如下图所示：
电力电子变流技术练习题A 一、选择题 1、当晶闸管承受反向阳极电压时,不论门极加何种极性触发电压,管子都将工作在( ) A、导通状态C、饱与状态D、不定 2、带平衡电抗器得双反星型可控整流电路适用于( )负载。 B 高电压, C 电动机 D 发电机 3.为了让晶闸管可控整流电感性负载电路正常工作,应在电路中接入( )。 A 三极管, C 保险丝 D 电抗器 4、、单相半波可控整流电阻性负载电路中,控制角α得最大移相范围就是( ) A、90° B、120° C、150° 5、单相全控桥大电感负载电路中,晶闸管可能承受得最大正向电压为( ) A、U2C、2 U2D、U2 6、三相半波可控整流电路得自然换相点就是 ( ) A、交流相电压得过零点 C、比三相不控整流电路得自然换相点超前30° D、比三相不控整流电路得自然换相点滞后60° 7、普通晶闸管得通态电流(额定电流)就是用电流得( )来表示得。 A 有效值 B 最大值不一定 8、快速熔断器可以用于过电流保护得电力电子器件就是( ) A、功率晶体管 B、IGBT C、功率 MOSFET 9、可实现有源逆变得电路为( )。
、三相半控桥整流桥电路, C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路。 10、在大电感负载三相全控桥中,当α=90°时,整流电路得输出就是( ) A、 C、1、414U2 D、1、732U2 11、属于半控型电力电子器件得就是( ) A、功率晶体管 B、IGBT C、功率 12、当三相桥式全控整流电路正常工作时,同时处于导通状态得晶闸管数量就是多少个( ) A、1个、3个 D、2个与3个交替 13、对于可控整流电路,以下说法正确得就是 ( )。 将直流变成交流, C 将交流变成交流 D 将直流变成直流14、单相桥式可控整流电阻性负载电路中,控制角α得最大移相范围就是( ) A、90° B、120° C、150° 二、填空题 1、在1个工频周期内,当负载电流连续时,在典型三相桥式全控整流电路中,每个晶闸管得导通角为 120 度,度 2.三相半波可控整流电路中,当触发角α在正常范围内增大时,输出电压 3.无流整流电路得输入就是 输出就是。 4、有源逆变产生得条件有 5 6 三、简答题 1.简述下图所示得降压斩波电路工作原理。
实验一 DC-DC 变换电路的性能研究 一、实验目的 熟悉Matlab 的仿真实验环境，熟悉Buck 电路、Boost 电路、Cuk 电路及单端反激变换（Flyback ）电路的工作原理，掌握这几种种基本DC-DC 变换电路的工作状态及波形情况，初步了解闭环控制技术在电力电子变换电路中的应用。 二、实验内容 1．Buck 变换电路的建模，波形观察及相关电压测试 2．Boost 变换电路的建模，波形观察及相关电压测试； 3．Cuk 电路的建模，波形观察及电压测试； 4．单端反激变换（Flyback ）电路的建模，波形观察及电压测试，简单闭环控制原理研究。 （一）Buck 变换电路实验 （1）电感电容的计算过程： V V 500=，电流连续时，D=0.4； 临界负载电流为I= 20 50 =2.5A ； 保证电感电流连续：)1(20D I f V L s -?= =5 .210002024.0-150????） （=0.375mH 纹波电压 0.2%= s s f LCf D V ?8-10） （，在由电感值0.375mH ，算出C=31.25uF 。 （2）仿真模型如下： 在20KHz 工作频率下的波形如下：
示波器显示的六个波形依次为：MOSFET的门极电压、流过电阻两端的电流、电感电流、输出电压、MOSFET电流及续流二极管电流的波形。 在50KHz工作频率下的波形如下： 示波器显示的六个波形一次为：MOSFET的门极电压、流过电阻两端的电流、电感电流、输出电压、MOSFET电流及续流二极管电流的波形； 建立仿真模型如下：
（3）输出电压的平均值显示在仿真图上，分别为49.85,49.33； （4）提高开关频率，临界负载电流变小，电感电流更容易连续，输出电压的脉动减小，使得输出波形应更稳定。 （二）Boost 变换电路实验 （1）电感电容的计算过程： 升压比M= S V V 0=D -11,0V =15V,S V =6V,解得D=60%； 纹波电压0.2%=s c f f D ? ，c f RC 1=,s f =40KHz,求得L=12uH,C=750uf 。 建立仿真模型如下：
您的本次作业分数为：98分单选题 1.【全部章节】三相桥式全控整流电路电感性负载实验中，关于整流电压ud描述正确的是？ ? A 一个周期内，整流电压ud由6个波头组成 ? B 触发角为30°时，整流电压ud会出现瞬时值为零的点 ? C 移相范围是60° ? D 触发角为60°时，整流电压ud平均值为零 ? 单选题 2.【全部章节】自关断器件及其驱动与保护电路实验中，PWM信号占空比与直流电动机电枢电压及转速关系是？ ? A 占空比越大，电枢电压越大，转速越小 ? B 占空比越大，电枢电压越小，转速越大 ? C 占空比越大，电枢电压越大，转速越大
? D 占空比越小，电枢电压越大，转速越大 ? 单选题 3.【全部章节】单相桥式半控整流电路实验中，能够用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路波形？为什么？ ? A 能 ? B 不能，因为示波器两个探头地线必须接在等电位的位置上 ? C 不能，因为示波器量程不足以观察整流电路波形 ? D 不能，因为示波器无法同时观察低压与高压信号 ? 单选题 4.【全部章节】关于锯齿波同步移相触发器描述错误的是
? A 多个触发器联合使用可以提供间隔60°的双窄脉冲? B 可以提供强触发脉冲 ? C 有同步检测环节，用于保证触发电路与主电路的同步? D 移相范围为30°到150° ? 单选题 5.【全部章节】关于“单管整流”现象的描述，错误的是? A 输出电流为单向脉冲波，含有很大的直流分量 ? B “单管整流”会危害电机、大电感性质的负载 ? C 此时电路中只有一个晶闸管导通 ? D 只在负载功率因数角小于触发角时出现 ?
景德镇陶瓷学院 机械电子工程学院 电子电子技术 实验指导书 专业：自动化 实验室：A1栋408 二零一五年六月制 实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电 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。 3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。 4．了解续流二极管的作用。
二．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波形的观察。 3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。 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。 三．实验线路及原理 将单结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门阴极，即可构成如图4-1所示的实验线路。 四．实验设备及仪器 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（A）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 6．二踪示波器 7．万用表 五．注意事项 1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。 2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：
实验一锯齿波同步移相触发电路实验 一、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。 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11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1-3节和电力电子技术教材中的相关内容。 四、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。 五、预习要求 (1)阅读本教材1-3节及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、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)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? 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（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
实验一锯齿波同步触发电路实验 一、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、实验主要仪器与设备： 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U T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U ct、偏移电压U b 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U ct和偏移电压U b的大小。V6、V7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，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(α=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U ct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U b(即调RP3电位器)，使α=170°，其波形如图1-3所示。 图1-3锯齿波同步移相触发电路 (3)调节U ct（即电位器RP2）使α=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)。
第三章电力电子技术实验 本章节介绍电力电子技术基础的实验内容，其中包括单相、三相整流及有源逆变电路，直流斩波电路原理，单相、三相交流调压电路，单相并联逆变电路，晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率三极管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极性晶体管(IGBT)等新器件的特性及驱动与保护电路实验。 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 单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。 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。 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°范围内移相? (2)单结晶体管触发电路各点波形的记录
全国2018年7月自考电力电子变流技术试题 课程代码：02308 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 l.三相半波可控整流电路的自然换相点( ) A.是交流相电压的过零点 B.是相邻相电压正半周的交点R 、S 、T 处 C.比三相不控整流电路的自然换相点超前 D.比三相不控整流电路的自然换相点滞后 2.三相半波可控整流电路换相重叠角γ与( ) A.控制角α、负载电流I d 和变压器漏抗X c 有关 B.控制角α和负载电阻R 有关 C.控制角α和相电压U 2有关 D.控制角α、相电压U 2和变压器漏抗X c 有关 3.整流变压器中的漏抗( ) A.可以抑制dt di B.可以抑制 dt du C.使输出电压升高 D.使换相重叠角γ减小 4.单相半波电阻负载可控整流电路，直流输出电压平均值U d 是( ) A.0.45U 2 2 cos 1α+ B.0.45U 2cos α C.0.9U 2cos α D.0.9U 2 2 cos 1α + 5.降压斩波电路中，已知电源电压U d =16V ，导通比K t =4 3 ，则负载电压U 0=( ) A.4V B.9V C.12V D.15V 6.功率晶体管GTR 的安全工作区由几条曲线所限定( ) A.2条 B.3条 C.4条 D.5条 7.电感性负载三相半波可控整流电路，三个晶闸管的导通角相等且等于( ) A.90° B.120° C.150° D.180° 8.三相全控桥式变流器直流电动机卷扬机拖动系统，当α>2 π 时，变流器输出电压波形u d 的正面积与负面积之比为( )