电力电子实验指导书完全版范本

第一章MCL-II型教学实验台简介 (2)§1-1概述 (2)§1-2《电力电子技术》课程实验所用设备 (4)第二章实验内容 (15)§2-1实验一锯齿波同步移相触发电路的研究 (15)§2-2实验二三相桥式全控整流电路的研究 (18)§2-3实验三直流斩波电路的研究 (21)§2-4实验四单相交流调压电路的研究 (25)第一章MCL- II型教学实验台简介§1-1概述MCL- II型教学实验台是自动化系针対《电机及拖动基础》、《电力电子技术》、《电力拖动白动控制系统》等课程实验购置的实验设备，其外观如图1所示。

图1 MCL-II型教学实验台一. MCL-n型教学实验台的特点：1.采用组件式结构，可根据不同内容进行组合，故结构紧凑，使用方便灵活，并口可随着功能的扩展只需增加组件即可，能在一套装置上完成《电力电子技加，《电力拖动自动控制系统》等课程的主要实验。

2.装置布局合理，外形美观，面板示意图明确，直观，学生可通过面板的示意査寻故障，分析工作原理。

电机采用导轨式安装，更换机组简捷，方便，所采用的电机经过特殊设计，其参数特性能模拟3KW左右的通川实验机组，能给学生正确的感性认识。

除实验控制屏外，还设置有实验用台，内可放置机组，实验组件等，并有可活动的抽屉，内可放置导线，工具等，使实验更方便。

3.实验线路典型，配合教学内容，满足教学人纲要求。

控制电路全部采用模拟和数字集成芯片，町靠性高，维修，检测方便。

触发电路采用数字集成电路双窄脉冲。

4.装置具有较完善的过流、过压、RC吸收、熔断器等保护功能，提高了设备的运行可靠性和抗干扰能力。

5.面板上有多只发光二极管指示每一个脉冲的有无和熔断器的通断。

触发脉冲可夕卜加，也可采川内部的脉冲触发晶闸管，并可模拟整流缺相和逆变颠覆等故障现象。

二. MCL- n型教学实验台的技术参数1.输入电源：〜380V±10%； 5OHZ±1HZ2.工作条件：环境温度：・5〜40°C；相对湿度：＜75%；海拔：vlOOOm3.装置容量：vlKVA4.电机容量：＜200W5.夕卜形尺寸：长1600mm x宽700mm三. MCL-n型教学实验台能开设的实验MCL-II型教学实验台能开设《电机及拖动皋础》、《电力电子技术》、《电力拖动自动控制系统》课程的丄耍实验。

实验一单相半波可控整流电路实验一、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。

(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 DJK03 晶闸管触发电路④ DJK06 给定及实验器件⑤ D42三相可调电阻(2) 双踪示波器三、实验内容(1) 锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。

(2) 单相半波整流电路带电阻性负载时U d/U2=f(α)特性的测定。

(3) 单相半波整流电路带电阻电感性负载时U d/U2=f(α)特性的测定。

(4) 续流二极管作用的观察。

四、预习要求(1) 阅读本教材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) 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。

(3) 掌握单相半波可控整流电路接不同负载时U d、I d的计算方法。

五、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) 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?六、实验方法1. 锯齿波同步移相触发电路调试（1）将DJK01上的钥匙式三相“电源总开关”置于“开”的位置，操作控制屏左上角切换开关观察输入的三相电网电压是否平衡。

(2) 将DJK01上的电源选择开关打到“直流调速”侧（不能打到“交流调速”侧）。

用两根导线将DJK01的A、B（200V）交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮。

(3) 打开DJK03电源开关，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。

电力电子学实验指导书河北科技师范学院欧美学院机电系第一章挂箱介绍和使用说明一．MCL一31面板MCL一31由G（给定），零速封锁器（DZS），速度变换器（FBS）。

转速调节器（ASR），电流调节器（ACR）、仪表组成，1．G（给定）：原理图如图1—1。

它的作用是得到下列几个阶跃的给定信号：（1）0V突跳到正电压，正电压突跳到0V；（2）0V突跳到负电压，负电压突跳到0V；（3）正电压突跳到负电压，负电压突跳到正电压。

正负电压可分别由RP1、RP2两多圈电位器调节大小（调节范围为0—±13V左右）。

数值由面板右边的数显窗读出。

只要依次扳动S1、S2的不同位置即能达到上述要求。

（1）若S1放在“正给定”位，扳动S2由“零”位到“给定”位即能获得0V突跳到正电压的信号，再由“给定”位板到“零”位能获得正电压到0V的突跳；（2）若S1放在“负给定”位，扳动S2，能得到0V到负电压及负电压到0V的突跳；（3）S2放在“给定”位，扳动S1，能得到正电压到负电压及负电压到正电压的突跳。

由脉冲控制及移相、双脉冲观察孔、一组可控硅、二组可控硅及二极管、RC吸收回路、平波电抗器L组成。

1．脉冲控制及移相：本实验台输出相位差为60O，经过调制的“双窄”脉冲（调制频率大约为3－10kHz），触发脉冲分别由两路功放进行放大，分别由U b1r和U blf进行控制。

当U blf接地时，第一组脉冲放大电路进行放大。

当U b1r接地时，第二组脉冲放大电路进行工作，脉冲移相由U ct端的输入电压进行控制，当U Ct端输入正信号时，脉冲前移，U Ct 端输入负信号时，脉冲后移，移相范围为10O～160O。

偏移电压调节电位器RP调节脉冲的初始相位，不同的实验初始相位要求不一样。

2．双脉冲及同步电压观察孔。

双脉冲观察孔输出经过调制的双脉冲。

同步电压观察孔输出相电压为30V左右的同步电压，用双踪示波器分别观察同步电压和双脉冲，可比较双脉冲的相位。

同学们:这是我们电力电子技术实验指导参考书，请同学们结合实验内容和要求参考实验参考书完成预习报告和实验2021~2021学年第一学期电力电子技术实验指导参考书实验1 三相桥式全控整流电路的性能研究实验目的1、熟悉三相全控桥式整流电路的结构特点，以及整流变压器、同步变压器的连接；2、掌握KC785集成触发电路的应用；3、掌握三相晶闸管集成触发电路的工作原理与调试〔包括各点电压波形的测试与分析〕。

4、研究三相全控桥式整流供电电路〔电阻负载时〕，在不同导通角下的电压与电流波形。

二、实验电路与工作原理〔一〕三相全控桥式整流电路如图7-1所示。

图7-1三相晶闸管全控桥式整流电路〔单元7〕1、图中6个晶闸管的导通顺序如图7-2所示。

它的特点是：①它们导通的起始点〔即自然换流点〕；对共阴极的VT1、VT3、VT5，为uΑ、uB、uC 三个正半波的交点；而对共阳极的VT4、VT6、VT2，那么为三相电压负半波的交点。

②在共阳极和共阴极的管子中，只有各有一个导通，才能构成通路，如6-1、1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-1等，参见图7-2。

这样触发脉冲和管子导通的顺序为1→2→3→4→5→6，间隔为60°。

③为了保证电路能启动和电流断续后能再触发导通，必须给对应的两个管子同时加上触发脉冲，例如在6-1时，先前已给VT1发了触发脉冲，但到1-2时，还得给VT1再补发一个脉冲〔在下面介绍的触发电路中，集成电路KC41C的作用，就是产生补脉冲的〕，所以对每个管子触发，都是相隔60°的双脉冲，见图7－2b〔当然用脉宽大于60°的宽脉冲也可以，但功耗大〕。

2、在图7-1中，TA为电流互感器〔三相共3个〕，〔HG1型，5Α╱2.5mΑ，负载电阻＜100Ω〕，由于电流互感器二次侧不可开路〔开路会产生很高电压〕，所以二次侧均并有一个负载电阻。

〔二〕整流变压器与同步变压器的接线如图7-3所示。

实验一 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一．实验目的1．掌握三相桥式全控整流电路的工作原理及波形。

2．掌握三相桥式有源逆变的工作原理及波形。

二．实验内容1．三相桥式全控整流电路及不同触发角时的各点波形。

2．三相桥式有源逆变电路及不同逆变角时的各点波形。

三．实验线路及原理实验线路如图1-1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。

四．实验设备及仪器1．MCL 系列教学实验台主控制屏 2．MCL －31低压控制电路及仪表组件 3．MCL －33触发电路及晶闸管主电路组件 4．MEL －03三相可调电阻器 5．二踪示波器 6．万用表五．实验方法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）打开电源开关（钥匙开关），但不合主电源开关。

（2）用示波器观察MCL-33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。

注：将面板上的U blf （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”。

（4）将给定器输出U g 接至MCL-33面板的U ct 端，调节偏移电压U b ，在U ct =0时，使α=150o 。

2．三相桥式全控整流电路按图1-1接线，S 拨向左边短接线端，将Rd 调至最大(450Ω)，然后合上主电源。

调节Uct ，使α在30o~90o范围内，用示波器观察记录α=30O、60O、90O时，整流电压u d =f （t ），晶闸管两端电压u VT =f （t ）的波形，并记录相应的Ud 和交流输入电压U 2数值。

αcos 35.12U U d =（其中2U 为线电压）3．三相桥式有源逆变电路按图1-1调整接线，R d 调至最大，确认无误后合上主电源。

电力电子技术实验指导书目录实验一单相半波可控整流电路实验 (1)实验二三相桥式全控整流电路实验 (4)实验三单相交流调压电路实验 (7)实验四三相交流调压电路实验 (9)实验装置及控制组件介绍 (11)实验一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.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析；3.了解续流二极管的作用；二、实验线路及原理熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。

将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极，即构成如图1-1所示的实验线路。

图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路三、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；=f（α）特性的测定；3.单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U24.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；四、实验设备1.电力电子实验台2.RTDL09实验箱3.RTDL08实验箱4.RTDL11实验箱5.RTDJ37实验箱6.示波器；7.万用表；五、预习要求1.了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉RTDL09实验箱；2.复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时，电路各部分的电压和电流波形；3.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.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象？如何解决？七、实验方法1．单相半波可控整流电路接纯阻性负载调试触发电路正常后，合上电源，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形U VT，调节电位器RP1，观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、U VT，记录于下表1-1中。

波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U22．单结晶体管触发电路的调试RTDL09的电源由电源电压提供（下同），打开实验箱电源开关，按图1-1电路图接线，负载为RTDJ37实验箱，选择最大的电阻值，调节移相可变电位器RP1，用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形（即用于单相半波可控整流的触发脉冲）。

电力电子技术实验指导书目录实验一单相半波可控整流电路实验 (1)实验二三相桥式全控整流电路实验 (4)实验三单相交流调压电路实验 (7)实验四三相交流调压电路实验 (9)实验装置及控制组件介绍 (11)实验一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.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析；3.了解续流二极管的作用；二、实验线路及原理熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。

将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极，即构成如图1-1所示的实验线路。

图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路三、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；=f（α）特性的测定；3.单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U24.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；四、实验设备1.电力电子实验台2.RTDL09实验箱3.RTDL08实验箱4.RTDL11实验箱5.RTDJ37实验箱6.示波器；7.万用表；五、预习要求1.了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉RTDL09实验箱；2.复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时，电路各部分的电压和电流波形；3.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.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象？如何解决？七、实验方法1．单相半波可控整流电路接纯阻性负载调试触发电路正常后，合上电源，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形UVT ，调节电位器RP1，观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、UVT波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表1-1中。

2．单结晶体管触发电路的调试RTDL09的电源由电源电压提供（下同），打开实验箱电源开关，按图1-1电路图接线，负载为RTDJ37实验箱，选择最大的电阻值，调节移相可变电位器RP1，用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形（即用于单相半波可控整流的触发脉冲）。

实验一三相半波整流电路研究一实验目的1 熟悉晶闸管触发电路的工作原理、接线和各元件的作用。

2 观察并并理解掌握三相半波可控整流电路在电阻负载和电感负载的作用情况。

3 理解续流二极管的作用二实验电路见图1三实验设备同步变压器220V/60V灯板滑动变阻器电抗器示波器万用表四实验内容及步骤1 断开S1，接上电阻负载后，再闭合S1。

当触发角为0°时观测u d i d u vt波形并记录。

2同理，当触发角为60°时观测u d i d u vt 波形并记录。

3接上电感负载观察触发角为60°时观测u d i d u vt 波形并记录。

4电阻负载共阴极接法触发角为60°时观测u d i d u v 波形并记录。

五 参考文献 六思考题对比三种负载在触发角为60°时电压、电流波形。

分析波形异同的原因。

电感负载，考虑两倍的安全裕量，如何确定晶闸管的额定电压和额定电流。

如果00=α，A 相的触发脉冲消失。

绘制电阻负载下整流电压d u 的波形，并对波形加以文字描述实验二单相半波可控整流电路研究一实验目的1 熟悉晶闸管触发电路的工作原理、接线和各元件的作用。

2 观察并并理解掌握单相半波可控整流电路在电阻负载和电感负载的作用情况。

3 理解续流二极管的作用二实验电路见图2三实验设备同步变压器220V/60V灯板滑动变阻器电抗器示波器万用表四实验内容及步骤1 断开S1，接上电阻负载后，再闭合S1。

当触发角为0°时观测u d i d u vt波形并记录。

2同理，当触发角为60°时观测u d i d u vt波形并记录。

3当触发角为90°时观测u d i d u vt波形并记录。

4 接上电感负载观察触发角为0°90°时观测u d i d u vt波形并记录。

5接上电感负载与续流二极管观察触发角为0°90°时观测u d i d u vt波形并记录。

电力电子技术实验装置简介................................................. -2 -电力电子技术实验的基本要求和安全操作说明 (6)第一章晶闸管部分 (8)实验一正弦波同步移相触发电路实验 (8)实验二锯齿波同步移相触发电路实验 (10)实验三单相半波整流电路实验 ............................................ -12 -实验四单相桥式半控整流电路实验 (75)实验五单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 ........................... -18 -实验六三相半波可控整流电路实验 ...................................... -22 -实验七三相桥式半控整流电路实验 ...................................... -25 -实验八三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 . (28)实验九单相并联逆变电路实验 (33)实验十单相交流调压电路的性能研究 (36)实验^一三相交流调压电路实验 (39)第二章全控型器件特性部分 (42)实验十二SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 (42)实验十三GTO、MOSFET、GTR、IGBT驱动与保护电路实验 (45)第三章控型器件典型线路部分 (48)实验十四单相交直交变频电路原理 (48)(单相正眩波脉宽调制(SPWM)逆变实验) (48)实验十五半桥型开关稳压电源的性能研究 (51)实验十八单相交流调功电路的性能研究 (65)电力电子技术实验装置简介一、概述：1、特点：1）实验装置采用挂件式结构，可根据不同的实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便灵活，并且可随着功能的扩展只需增加挂件即可.2）装置布局合理，外型美观，面板示意图明确、、清晰、直观，学生可通过面板的示意查寻故障，分析工作原理。

电力电子技术实验指导书目录电力电子实验平台说明 (2)实验一三相半波可控整流电路实验 (5)实验二三相桥式可控整流电路实验 (11)实验三降压式（Buck）直直变换器实验 (15)实验四升压式（Boost）直直变换器实验 (20)实验五单端反激式直直变换器实验 (24)实验六单端正激式直直变换器实验 (29)实验七半桥直直变换器实验 (34)电力电子实验平台说明一．实验台总体结构电力电子技术教学实验台总体外观结构如下图所示。

整个实验台由仪表屏、电源 控制屏、实验挂箱区、下组件区、实验桌等组成。

图 1 电力电子技术实验平台仪表屏：配置指针式和数字式仪表，提供实验时需要的仪表。

电源控制屏：控制整个实验台的电源，通过隔离变压器输出三相交流电源。

实验桌：内可放置各种组件。

实验挂箱区：放置实验时所需的功能组件。

下组件区：放置直流电源以及变压器、可调电阻、电抗器等。

二、供电电源1．整机容量： 1.5kVA 2、工作电源：三相/380V/50Hz/3A三、主要部件说明图 2 电源控制屏闭合断路器，“断开”按钮上的红色指示灯亮，此时实验平台控制屏左右两边单相电源插座都会带电，都有220V 电源输出，平台内部的航空插座也已带电。

按下绿色的“闭合”按钮开关，三相电源会通过断路器、主接触器、隔离变压器、过流保护后输出，U 、V 、W 接线柱有强电输出。

实验完毕后，按下红色“断开”按钮，即可断开U 、V 、W 接线柱的电压输出。

三相电源带有熔断器形成过流保护，当发生短路或者输出电流超过3A 时，熔断器熔断，避免烧毁变压器。

当有电压输出时，对应的发光二极管发亮，如无电压输出，可检查是否由于电流太大而烧毁熔断器。

四、上电操作步骤1、闭合漏电断路器，红色断开指示灯会亮，控制屏上所有单相电源有交流220V 电压，控制交直流仪表的电源、所有挂件电源均得电。

2、按下绿色“闭合”按钮，可听到继电器吸合声，红色“断开”按钮指示灯会熄灭，断路器,作为整个实验台的总电源开关“闭合”按钮指示灯亮，三相交流电源有输出。