实验一 单结晶体管触发电路实验v10版

《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。

单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验报告实验目的：研究单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性。

实验器材：单结晶体管、电阻、电容、整流电路板、交流电源。

实验原理：1.单结晶体管触发电路：单结晶体管触发电路是一种常用的触发电路，可用于控制开关电路，使电路开启或关闭。

单结晶体管的基极和发射极之间的电流可以通过控制功率电源的输入电压来调节，从而实现对整个触发电路的控制。

2.单相半波可控整流电路：单相半波可控整流电路主要包括一个可控硅管和一个载流电阻。

通过控制可控硅管的导通角，可以实现对交流电的半波整流，将交流电转换为直流电。

实验步骤：1.搭建单结晶体管触发电路：根据实验要求，接入单结晶体管、电阻和电容，连接交流电源。

确定合适的电流和电压参数。

2.调节交流电源输出电压，观察并记录单结晶体管的调节情况。

3.搭建单相半波可控整流电路：根据实验要求，接入可控硅管和载流电阻，连接交流电源。

确定合适的电流和电压参数。

4.调节交流电源输出电压，观察并记录可控硅管的导通角度和整流电路的输出情况。

实验结果：1.单结晶体管触发电路的调节情况：在不同的输入电压下，单结晶体管的输出电流变化情况。

2.单相半波可控整流电路的输出情况：记录不同导通角度下，整流电路的输出电流和输出电压。

实验讨论：根据实验结果，分析单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性和工作原理。

对于单结晶体管触发电路，可以控制电路的开启和关闭，实现对电路的控制。

对于单相半波可控整流电路，可以将交流电转换为直流电，实现对电流的整流。

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 DJK03-1 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 双踪示波器自备三、实验线路及原理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当α＝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。

实验一 单结晶体管触发电路 与单相半控桥式整流电路的研究一、 实验性质综合性试验。

它涉及到《电路》、《电子技术》、《电力电子技术》三门课程 内容，要分析晶体管的放大工作、单结晶体管工作原理、单相半控桥整流电路的工作原理，使学生对系统的主电路和控制电路的调试有一个初步的认识。

二、实验目的1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理。

2．熟悉单相半控桥式整流电路工作原理。

3．掌握由控制给定电压改变控制角从而控制电路输出电压的控制思想。

4．掌握由分立元件组成的电力电子电路的测试和分析方法。

三、实验设备1．高自EAD —I 型电力电子与自控系统实验装置 2．万用表 3．双踪示波器 四、实验电路实验电路如图1.1所示。

电路分为三部分，分别为给定电路，单结晶体管触发电路，和整流主电路三个模块。

五、实验原理1．单相桥式半控整流电路工作原理图1.1中主电路为单相半控桥式整流电路。

整流变压器为220V/100V 其输出端为5、6端。

电路中，共阴极组接法的晶闸管VT 1、VT 2控制换相，切换电路和实现对输出电压的控制；共阳极组接法的整流管VD 9、VD 10为自然换相，按电源电压变化规律切换电路。

根据整流电路的工作原理，图1.1有两条对负载供电的整流回路，由VT 1、VD 10构成一整流回路，电源电压为2u （即u 5、6）；由VT 2、VD 9构成一整流回路，电源电压为2u （即-u 5、6）。

图1.1中，50Ω电阻和2uF 电容分别组成了交流侧和直流侧的过电压保护环节。

VD 11为续流二极管。

在某控制角α下，其整流输出直流电压d u （u 24、25）波形如图1.2所示。

2．触发电路工作原理图1.1中触发电路是采用由单结晶体管组成的同步自励振荡电路，其同步电压是由220V/50V 变压器提供，经整流、稳压获得，即u 10、0。

通过控制晶体管1V 和2V 的导通程度来实现对电容1C 充电快慢的控制，达到触发移相的目的。

《自动控制系统》国家级精品课程系列教材电力电子技术及自动控制系统实验指导书郑征杨海柱陶慧编著朱艺峰陶海军刘海波电气工程与自动化学院二○一一年二月目录绪论 (1)实验一单结晶体管触发电路与单相半控桥式整流电路的研究 (4)实验二晶闸管直流调速系统的调试 (8)实验三直流斩波与IGBT驱动保护电路测试 (15)实验四单相并联逆变电路 (19)实验五单相交流调压电路和恒温控制系统的研究 (22)实验六三相集成触发电路及三相全控桥式整流电路的研究 (26)实验七双闭环直流调速系统的调试与机械特性的测试 (33)参考文献 (38)绪论实验的目的在于培养学生掌握基本的实验方法和操作技能，特别着重于对学生能力的培养，包括自学能力、动手能力、组织能力、数据分析处理能力、运用理论解决实际问题能力、初步科研实验能力、文字表达能力等。

电力电子及自控系统实验的特点是综合性和实践性强，涉及面广，实验时不宜一人单独进行，须分组协同工作。

它是《电力电子技术》和《自动控制系统》理论教学的重要环节，是理论教学的补充和继续，而理论教学又是实验教学的基础。

实验中学生可灵活运用所学的理论知识，学会分析和解决实际系统中出现的问题，培养学生实践动手能力及综合分析问题的能力，加强理论和实践的统一。

通过从理论到实践的锻炼，可使认识不断提高、深化，并进一步有所发现，有所创新。

一、实验方式为了提高效率、讲究实效、取得预期的收获，电力电子技术及自动控制系统实验建议按以下方式进行：（一）实验预习预习是实验前的重要准备工作，是保证实验顺利进行的必要步骤，也是培养学生独立工作能力、提高实验质量与效率的重要环节，要求做到：1．实验前应复习有关课程的章节，熟悉有关理论知识。

2．认真阅读实验指导及有关实验装置介绍，了解实验的目的、内容、方法、要求和系统工作原理，明确实验过程中应注意的问题。

3．画出实验线路，明确接线方式，拟出实验步骤，列出实验时需记录的各项数据表格，对理论计算数据应预先进行计算。

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当α＝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。

电力电子技术实验(本)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验一单结晶体管触发电路一、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DJK01电源控制屏、DJK03-1晶闸管触发电路、双踪示波器三、实验线路及其原理单结晶体管又称双基极二极管，利用单结晶体管的负阻特性和RC的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图1所示。

图1 单结晶体管触发电路原理图图中V6为单结晶体管,其常用的型号有BT33和BT55两种，由等效电阻V5和C1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。

单结晶体管触发电路的工作原理为：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U P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结晶体管的谷点电压U V，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C1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(α=90º)四、实验内容(1)单结晶体管触发电路的调试。

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当α＝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。