电力电子技术实验教程审

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1P 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2P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：3P图1-1 新器件特性实验原理图四、实验内容1、晶闸管（SCR）特性实验。

2、可关断晶闸管（GTO）特性实验。

电力电子技术实验教程审HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-电工电子实验中心实验指导书电力电子技术实验教程二零零九年三月高等学校电工电子实验系列电力电子技术实验教程主编王利华周荣富攀枝花学院电气信息工程学院电工电子实验中心内容简介本书是根据高等院校理工科本(专)科的电力电子技术实验课程的基本要求编写的。

全书包含三个部分。

第一部分对基本实验的目的、内容、原理、实验仪器和实验方法进行了阐述。

第二部分对DKSZ-1电机控制系统实验装置进行了简述。

第三部分是对实验装置控制组件介绍。

本书可作为我校电类和非电类专业本科生、专科生实验教学用书，还可作为从事电力电子技术的工程技术人员的参考书。

前言电力电子技术是电气工程学科的基础课程，由电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统及其控制三部分组成，是电力电子装置、开关电源技术、自动控制系统、变频调速应用、柔性输电系统等课程的先行课程。

同时，也是电气信息类其他相关专业的重要基础课之一。

电力电子技术作为21 世纪解决能源危机的必备技术之一而受到重视。

本书依据应用型人才培养目标，遵循“面向就业，突出应用”的原则，注重教材的“科学性、实用性、通用性、新颖性”，力求做到学科体系完整、理论联系实际、夯实基础知识、突出时代气息，具备科学性及新颖性，并强调知识的渐进性，兼顾知识的系统性，注重培养学生的实践能力。

本书着重讲授各种电能变换电路的基本工作原理、电路结构、电气性能、波形分析方法和参数计算等。

通过对本课程的学习，学生能理解并掌握电力电子技术领域的相关基础知识，培养其分析问题、解决问题的能力，了解电力电子学科领域的发展方向。

本书由三部分组成。

第一部分为基础实验。

该部分主要介绍电力电子技术的实验内容原理。

第二部分为DKSZ-1电机控制系统实验装置介绍。

第三部分为实验装置控制组件介绍。

在本书的编写过程中，为了突出其实效性，注意体现以下特点：（1）理论性与实践性相结合的原则；（2）深入浅出、循序渐进的原则；（3）典型示例，举一反三原则。

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1-1所示的实验线路。

四．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．NMEL—03组件5．二踪示波器6．万用表五．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：（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U ct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大U ct，使整流电路投入工作。

（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。

在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。

（4）晶闸管具有一定的维持电流I H ，只有流过晶闸管的电流大于I H ，晶闸管才可靠导通。

实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA 。

（5）本实验中，因用NMCL —05E 组件中单结晶触发电路控制晶闸管，注意须断开NMCL —33的内部触发脉冲。

《电力电子技术》实验指导书兰州工业高等专科学校电气工程系实验中心目录实验安全操作规程┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄Ⅰ实验一单结晶体管触发电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 1 实验二正弦波同步移相触发电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 3 实验三锯齿波同步移相触发电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 5 实验四西门子TCA785集成触发电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 7 实验五单相半波可控整流电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 11 实验六单相桥式半控整流电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 14 实验七单相桥式全控整流及有源逆变电路实验┄┄┄┄┄┄┄ 17 实验八三相半波可控整流电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 20 实验九三相半波有源逆变电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 23 实验十三相桥式半控整流电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 26 实验十一三相桥式全控整流及有源逆变电路实验┄┄┄┄┄┄ 29 实验十二单相交流调压电路实验(1) ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 33 实验十三单相交流调压电路实验(2) ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 36 实验十四单相交流调功电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 39 实验十五三相交流调压电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 42 实验十六直流斩波电路原理实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 45实验十七单相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变电路实验┄┄┄┄ 48实验十八全桥DC-DC变换电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 53 实验十九直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）┄┄┄┄ 55 实验二十单相斩控式交流调压电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 61实验安全操作规程为了顺利完成电力电子技术实验，确保实验时人身安全与设备可靠运行要严格遵守如下安全操作规程：(1)在实验过程时，绝对不允许实验人员双手同时接到隔离变压器的两个输出端，将人体作为负载使用。

(2)为了提高学生的安全用电常识，任何接线和拆线都必须在切断主电源后方可进行。

实验一锯齿波同步移相触发电路实验实验方法和操作步骤：1．将NMCL-36面板上左上角的同步电压输入接NMCL—32的U、V端，NMCL-36为锯齿波触发电路。

2．打开漏电断路器电源，闭合主电路电源开关，并打开NMCL-31面板上右上角的低压电源开关，用示波器观察锯齿波触发电路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”~“6”孔波形及输出电压U G1K1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。

3．调节脉冲移相范围将NMCL—31的U g连线接入NMCL-36面板上的U ct ，将NMCL—31的“G”输出电压调至0V，即将控制电压U ct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U b（即调RP2），使α=180O。

调节NMCL—31的给定电位器RP1，增加U c t，观察脉冲的移动情况，要求U ct=0时，α=180O，U ct=U max时，α=30O，以满足移相范围α=30O~180O的要求。

4．调节U c t，使α=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压U G1K1，U G2K2的波形，并标出其幅值与宽度。

用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察U G1K1和U G3K3的波形，调节电位器RP3，使U G1K1和U G3K3间隔1800。

各点波形参考如下：实验二三相半波可控整流电路的研究实验方法和操作步骤：1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

图1-5 三相半波可控整流电路（1）用示波器观察MCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲（2）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。

（3）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。

《电力电子技术》课程实验指导书一、课程的目的、任务本课程是电子科学、测控技术专业学生在学习电力电子技术课程中的一门实践性技术基础课程，其目的在于通过实验使学生能更好地理解和掌握电力电子基本理论，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的电工实验技能和分析处理实际问题的能力。

为后续课程的学习打下基础。

二、课程的教学内容与要求包括三个子实验：1、单相交流调压电路实验通过该实验加深理解单相交流调压电路的工作原理和单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。

2、功率场效应晶体管（MOSFET）特性与驱动电路研究掌握MOSFET对驱动电路的要求并且熟悉MOSFET主要参数的测量方法。

3、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。

三、各实验具体要求见P2四、实验流程介绍学生用户登陆进入实验系统的用户名为：D+学号（D205003200XX)，密码：netlab五、实验报告请各指导老师登陆该实验系统了解具体实验方法，并指导学生完成实验。

学生结束实验后应完成相应的实验报告并交给指导老师。

其中实验报告的主要内容包括：实验目的，实验内容，实验结果和实验心得等。

实验一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．加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。

二．实验内容：1．单相调压电路带电阻性负载实验；2．单相交流调压电路带电阻电感性负载实验。

三．实验步骤：在客户端实验界面中的实验列表框中选择“电力电子实验”下的“单相交流调压实验”子实验，出现“单相交流调压实验”的实验界面。

点击工具栏的开始实验按钮，开始“单相交流调压实验”。

点击图中电阻和电感边上的红点选择电阻和电感，进行电路连接。

然后在“晶闸管脉冲触发角度”框中输入“0—360”之间的任意角度，然后点击“开始”按钮，开始实验。

右边界面将出现三路波形，其中蓝色为电源电压波形，黄色为负载电压波形，红色为负载电流波形。

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。

龙岩学院《电力电子技术》实验指导书龙岩学院物理与机电学院电气工程系2007.1前言本书依据电气自动化技术等专业“电力电子技术”课程的教学大纲的要求,配合课程主教材《电力电子技术》（王兆安、黄俊主编，机械工业出版社）而编写的实验指导教材，供电气自动化技术、电子与信息工程、物理教学、机电一体化技术、矿山机械等专业使用。

实验课有两方面的重要意义：首先，学生通过做实验，可以加深对课程内容中的重点、难点的理解。

例如：在课程学习时，学生对整流电路的输出电压波形及结论理解不深，若在做实验时，通过观察示波器，则可在直观、生动的感性认识中深刻理解原理，通过整流电路带不同负载时波形的变化，分析和研究最基本的几种可控整流电路的工作原理、基本数量关系，以及负载性质对整流电路的影响，从而使学生得到直接的实际经验，使理解更加深刻。

其次，实验课的第二个重要意义在于：通过对工控电力电子设备安装、调试、维修的训练，不仅有利于对课程内容本身的理解，更有助于实际工作能力的培养。

实验课的目的不在于使学生会做几个固定内容的实验，而在于给学生一个动手的机会，通过实验使学生掌握一些基本的电路测试的知识和技能；使学生会正确地使用一些最基本的电工、电子测量仪器；使学生能将理论的分析方法和实际测量的手段结合起来；学会正确地选择测量仪器及进行必要的误差分析；通过对工控电力电子设备安装、调试、维修的训练，不仅有利于对课程内容本身的理解，更有助于实际工作能力的培养。

学生参考有关的书籍和资料，自己动手去设计一个合理的实验电路是要求较高、较困难的题目。

在条件允许的情况下，可作为选作内容，希望学生这方面的能力也有所培养和提高，已达到分层教学之目的。

另外，在上实验课之前，学生应根据实验内容要求仔细地阅读本实验指导书，做好实验课前的预习以明确实验课的目的与要求，弄懂原理与电路，明确操作方法与步骤，了解电路元件、仪器设备的性能和使用方法、以及实验的注意事项。

实验时，必须亲自动手，认真做安装、操作、调试、测量和记录、故障诊断和故障排除。

电力电子技术实验指导书兰勇青岛大学自动化工程学院电气工程系实验室2012.9实验一三相半波可控整流电路的研究实验一．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。

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，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1-1。

图1-1 三相半波可控整流实验电路三．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。

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。

四．实验设备及仪表1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—51组件3．MCL—52组件4．MCL—53组件5．MCL—54组件6．双踪示波器。

7．万用电表。

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Id不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证Id超过0.1A，避免晶闸管时断时续。

3．正确使用示波器，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接上电阻性负载，合上主电源：（a）改变控制电压Uct，观察在不同触发移相角α时，可控整流电路的输出电压Ud=f（t）与输出电流波形id=f（t），并记录相应的Ud、Id、Uct值。

（b）记录不同α时的Ud=f（t）及id =f（t）的波形图。

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MCL—54的电抗器L=700mH，，可把原负载电阻Rd调小，监视电流，不宜超过0.8A观察不同移相角α时的输出Ud=f（t）、id=f（t），并记录相应的Ud、Id值，记录不同α时的Ud=f（t）、id=f（t），Uvt=f（t）波形图。

七．实验报告1．画出三相半波可控整流电路的主电路原理图。

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1P 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2P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：3P图1-1 新器件特性实验原理图四、实验内容1、晶闸管（SCR）特性实验。

2、可关断晶闸管（GTO）特性实验。

《电力电子技术》实验指导书2021.6实验一三相桥式全控整流电路实验一、实验目的(1) 加深理解三相桥式全控整流电路的工作原理。

(2) 了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。

二、实验所需设备（1）DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置。

其所需挂件如下：① DJK01 电源控制屏② DJK02 晶闸管主电路③ DJK02-1三相晶闸管触发电路④ DJK06 给定及实验器件⑤ DJK10 变压器实验⑥ D42三相可调电阻（2）双踪示波器三、实验内容(1) KJ004集成移相触发电路的调试。

(2) 三相桥式全控整流电路带电阻性负载调试。

四、预习要求(1) 阅读电力电子技术教材中有关三相桥式全控整流电路的有关内容。

(2) 阅读教材中有关有源逆变电路的有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件。

（3）学习电力电子技术教材中有关集成触发电路的内容，掌握该触发电路的工作原理。

五、思考题(1) 如何解决主电路和触发电路的同步问题?主电路三相电源的相序可任意设定吗?(2) 在本实验的整流及逆变时，对α角有什么要求?为什么?六、实验方法1. DJK02和DJK02-1上的触发电路调试（1）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。

（2）将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。

（3）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。

（4）观察A、B、C三相的锯齿波，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。

（5）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1冲观察孔” VT1的输出波形，使α=150°。

电力电子实训课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电力电子器件的基本原理，掌握其工作特性和应用范围。

2. 学生能掌握常见电力电子电路的组成、工作原理及电路分析方法。

3. 学生能了解电力电子装置在实际应用中的注意事项，如散热、电磁兼容等。

技能目标：1. 学生能正确使用电力电子器件，进行简单电路的搭建与调试。

2. 学生能运用所学知识，分析和解决实际电力电子电路中存在的问题。

3. 学生能通过实训课程，提高动手能力，培养实际操作技能。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电力电子技术的兴趣，提高科技创新意识。

2. 学生能够认识到电力电子技术在节能减排、可持续发展等方面的重要作用，增强环保意识。

3. 学生能够在团队合作中发挥积极作用，培养沟通、协作、解决问题的能力。

本课程针对高年级学生，具有较强的实践性和应用性。

课程设计紧密联系实际，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

在教学过程中，教师应充分关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，引导学生主动探究，提高学生的综合素质。

课程目标的设定旨在使学生在掌握电力电子技术基本知识的基础上，能够将其应用于实际工作中，为我国电力电子行业的发展做出贡献。

通过对课程目标的分解，有助于教学设计和评估的实施，确保课程目标的达成。

本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电力电子器件原理及其特性：介绍常见的电力电子器件如二极管、晶体管、晶闸管等的工作原理、特性参数及应用场合。

2. 常见电力电子电路：分析整流电路、斩波电路、逆变电路、变频电路等典型电路的组成、工作原理及电路分析方法。

3. 电力电子装置的散热与电磁兼容设计：讲解散热技术、电磁兼容原理，分析实际应用中应注意的问题及解决方法。

4. 电力电子电路的仿真与实验：运用相关软件进行电力电子电路的仿真分析，开展实际电路的搭建、调试与性能测试。

具体教学安排如下：第一周：电力电子器件原理及其特性第二周：整流电路第三周：斩波电路第四周：逆变电路第五周：变频电路第六周：电力电子装置的散热与电磁兼容设计第七周：电力电子电路仿真与实验（上）第八周：电力电子电路仿真与实验（下）教学内容与教材紧密关联，按照教学大纲逐步展开，旨在确保学生能够系统地掌握电力电子技术的基本知识和实践技能。

《电力电子技术实验》课程教学大纲总学时：16 学分：1理论学时：0 实验学时：16面向专业：农业电气化与自动化、电气工程及其自动化课程代码：2300049先开课程：电力电子技术Ⅰ课程性质：必修执笔人：刘晓红审定人：连正国刘立山第一部分：实验教学部分一、说明1、本实验教学的性质任务、目的与要求本课程是电气工程及其自动化专业、农业电气化与自动化专业的必修课、学科基础课，同时本课程为《电力电子技术Ⅰ》的后续课程。

本实验教学目的在于使学生了解有关实验设备的结构原理及使用方法，培养学生实验研究的基本技能，加深对基本理论的理解，更好地掌握所学知识。

通过实验课的学习，应达到如下要求：（1）了解实验内容及方法，获得实验研究的初步能力；（2）了解实验设备的结构原理，掌握其正确使用方法；（3）掌握对实验数据的分析和处理方法，能正确分析实验结果。

2、实验项目设置情况二、各实验项目教学要求实验一锯齿波同步移相触发电路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。

2.原理：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，其工作原理见电力电子技术教材中的相关内容。

3.实验仪器设备：（1）电力电子实验台；（2）RTDL09实验箱；（3）RTDL08实验箱；（4）RTDJ10实验箱；（5）示波器和万用表。

4.实验步骤（1）触发电路各点电压波形的观察（2）调节触发脉冲的移相范围（3）记录相关数据5.实验数据及其处理：整理、描绘实验中记录的各点波形，并标出其幅值和宽度。

6.问题讨论：（1）总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，如果要求在U ct=0的条件下，使α=90o，如何调整？（2）分析实验中出现的各种现象。

实验二单相桥式半控整流电路实验1.实验目的：（1）加深对单相桥式半控整流电路带纯阻性、阻感性、反电势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。

《电力电子技术实验》教学大纲课程编码：0515410 适用专业：电气工程及其自动化开课学期：第5学期学分：1.5学时： 24（实践）编写教师：蓝良生等审核人：彭建盛第一部分课程说明一、课程性质本课程是一门横跨电力、电子、自动控制三门课程的交叉边缘学科，是利用大功率半导体器件对电能进行变换与控制的专业基础课程，是自动化专业的必修课。

二、教学目的通过本课程的学习，使学生获得电能高效率变换与控制方面的知识，培养学生分析问题、解决问题的能力，并且具有一定的实验能力，为后续课程的学习及以后的工作打下基础。

本课程的任务是使学生获得利用电力电子器件对电能进行变换和控制的基本理论与概念。

通过学习，要求学生熟悉和掌握可控整流、有源逆变、变频、斩波、无源逆变等电力电子电路的工作原理、特点和基本应用，正确选用元件与触发电路。

三、教学方法建议讲授法，实验法四、教学时数分配第二部分教学内容与基本要求一、实践教学实验一、单相半波可控整流电路、单相半控桥式整流电路与单结晶体管触发电路的研究（一）目的与要求1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理，测量相关各点的电压波形；2.熟悉单相半波可控整流电路与单相半控桥式整流电路在电阻负载和电阻—电感负载时的工作情况。

分析、研究负载和元件上的电压、电流波形；掌握由分列元件组成电力电子电路的测试和分析方法。

（二）实践内容及时数1.单结晶体管触发电路的测试；2.单相半波可控整流电路的研究；3.单相半控桥式整流电路的研究。

实验学时：3实验二、三相晶闸管半控桥式整流电路及三相集成触发电路的研究（一）目的与要求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。

（二）实践内容及时数1.将整流变压器联成Dy11接法，将同步变压器联成Yy10接法；2.用同步电变压器的输出为触发同步信号产生触发脉冲；3.用触发脉冲驱动三相桥式半控整流电路并测出相应的波形。

实验学时：3实验三、单相桥式有源逆变电路实验（一）目的与要求1.加深理解单相桥式有源逆变的工作原理，掌握有源逆变条件；2.了解产生逆变颠覆现象的原因。

实验一锯齿波同步移相触发电路一、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、实验所需挂件及附件实验装置电源控制屏操作说明DJDK-1型实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能完成《电力电子技术》课程所开设的主要实验。

电源控制屏如图1.2所示，它主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源等；同时为实验提供所需的仪表，如直流电压、电流表，交流电压、电流表。

屏上还设有定时器兼报警记录仪，供教师考核学生实验之用；在控制屏正面的大凹槽内，设有两根不锈钢管，可挂置实验所需挂件，凹槽底部设有12芯、10芯、4芯、3芯等插座，从这些插座提供有源挂件的电源；在控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，此外还设有供实验台照明用的40W日光灯。

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、欠压情况，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、电源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电压输出。

3、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“调速电源选择开关”控制，当开关置于“直流调速”侧时，A、B、C输出线电压为200V，可完成电力电子实验以及直流调速实验；当开关置于“交流调速”侧时，A、B、C输出线电压为240V，可完成交流电机调压调速及串级调速等实验。

在A、B、C三相附近装有黄、绿、红发光二极管，用以指示输出电压。

同时在主电源输出回路中还装有电流互感器，电流互感器可测定主电源输出电流的大小，供电流反馈和过流保护使用，面板上的TA1、TA2、TA3三处观测点用于观测三路电流互感器输出电压信号。

《电力电子技术》课程实验指导书一、课程的目的、任务本课程是电子科学、测控技术专业学生在学习电力电子技术课程中的一门实践性技术基础课程，其目的在于通过实验使学生能更好地理解和掌握电力电子基本理论，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的电工实验技能和分析处理实际问题的能力。

为后续课程的学习打下基础。

二、课程的教学内容与要求包括三个子实验：1、单相交流调压电路实验通过该实验加深理解单相交流调压电路的工作原理和单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。

2、功率场效应晶体管（MOSFET）特性与驱动电路研究掌握MOSFET对驱动电路的要求并且熟悉MOSFET主要参数的测量方法。

3、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。

三、各实验具体要求见P2四、实验流程介绍学生用户登陆进入实验系统的用户名为：D+学号（D0XX)，密码：netlab 五、实验报告请各指导老师登陆该实验系统了解具体实验方法，并指导学生完成实验。

学生结束实验后应完成相应的实验报告并交给指导老师。

其中实验报告的主要内容包括：实验目的，实验内容，实验结果和实验心得等。

实验一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．加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。

二．实验内容：1．单相调压电路带电阻性负载实验；2．单相交流调压电路带电阻电感性负载实验。

三．实验步骤：在客户端实验界面中的实验列表框中选择“电力电子实验”下的“单相交流调压实验”子实验，出现“单相交流调压实验”的实验界面。

点击工具栏的开始实验按钮，开始“单相交流调压实验”。

点击图中电阻和电感边上的红点选择电阻和电感，进行电路连接。

然后在“晶闸管脉冲触发角度”框中输入“0—360”之间的任意角度，然后点击“开始”按钮，开始实验。

右边界面将出现三路波形，其中蓝色为电源电压波形，黄色为负载电压波形，红色为负载电流波形。

电⼒电⼦技术实验（课程教案）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1P 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2P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：3P图1-1 新器件特性实验原理图四、实验内容1、晶闸管（SCR）特性实验。

2、可关断晶闸管（GTO）特性实验。

实验一：单相桥式全控整流电路（电阻性负载）一、实验内容如图1-1所示为典型单相桥式全控整流电路，共用了四个晶闸管，两只晶闸管接成共阳极，两只晶闸管接成共阴极，每一只晶闸管是一个桥臂，桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性。

idR图1-1二、实验原理1、在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。

因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。

假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4= Ut2.3=1/2u2。

2、在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。

3、在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α区间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。

4、在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b 流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。

表1-1 各区间晶闸管的导通、负载电压和晶闸管端电压情况三、实验过程启动MATLAB，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。

在这里可以任意添加电路元器件模块。

然后对照电路系统模型，依次往文档中添加相应的模块。

在此实验中，我们按下表添加模块：表1-1 各区间晶闸管的导通、负载电压和晶闸管端电压情况添加好模块后，要对各元器件进行布局。

一个良好的布局面板，更有利于阅读系统模型及方便调试。

图1-3设置模块参数。

依次双击各模块，在出现的对话框内设置相应的参数。

1、交流电源参数设置：电压设置为220V，频率设为50Hz，其它默认。

图1-42、脉冲触发器设置：振幅（amplitude）设为5。

周期（Period）设为0.02秒。