电力电子技术实验

电力电子技术实验

实验一 锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控整流

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。

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．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。

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

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，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。

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—36组件

4．NMEL—03组件

5．NMCL—31A组件

6．双踪示波器（自备）

7．万用表（自备）

五．实验方法

1．将NMCL-36面板上左上角的同步电压输入接MEL—002T的U、V端。

2．三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，用示波器观察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”~“5”孔波形及输出电压UG1K1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—31A的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调RP），使=180O。

调节NMCL—31A的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，=180O，Uct=Umax时，=30O，以满足移相范围=30O~180O的要求。

4．调节Uct，使=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形，并标出其幅值与宽度。 NMCL-36NMCL-31AG(给定)~220V同 步 电 压 输 入+15VG1K1G2K2674-15V5-15VRP13RP3RP2UctK4G4K3G312锯齿波触发电路WVULARD负载电阻，可选用NMEL-03(900欧并联)直流电流表，量程为5AI组晶闸管，位于NMCL-33主电源输出，位于MEL-002T图1-1 单相半波可控整流电路平波电抗器，位于NMCL-331上用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察UG1K1和UG3K3的波形，调节电位器RP3，使UG1K1和UG3K3间隔1800。

5．单相半波可控整流电路供电给电阻性负载

按图1-1接线，并短接平波电抗器L。调节电阻负载RD（可选择900Ω电阻并联，最大电流为0.8A）至最大。

（a）NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源，调节主控制屏输出Uuv=220V。

调节NMCL-31A的给定电位器RP1，使α=90°，测取此时整流电路的输出电压Ud=f（t），输出电流id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形，并测定交流输入电压U2、整流输出电压Ud，验证

2cos1245.0UUd。

（b）采用类似方法，分别测取α=60°，α=30°时的Ud、id、Uvt波形。

6．单相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载，无续流二极管

串入平波电抗器，在不同阻抗角（改变Rd数值）情况下，观察并记录=30O、60O、90O、120O 时的Ud、id及Uvt的波形。注意调节Rd时，需要监视负载电流，防止电流超过Rd允许的最大电流及晶闸管允许的额定电流。

7．单相半波可控整流电路带电阻—电感性负载，有续流二极管。

接入续流二极管，重复“6”的实验步骤。

七．实验内容

1．画出触发电路在α=90°时的各点波形。

2．画出电阻性负载，α=90°时，Ud=f（t），Uvt=f（t），id=f（t）波形。

3．分别画出电阻、电感性负载，当电阻较大和较小时，Ud=f（t）、UVT=f（t），id=f（t）的波形（α=90°）。

4．画出电阻性负载时Ud/U2=f（a）曲线，并与2cos1245.0UUd进行比较。

5．分析续流二极管的作用。

八．思考

1．本实验中能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？为什么？

2．为何要观察触发电路第一个输出脉冲的位置？

3．本实验电路中如何考虑触发电路与整流电路的同步问题？

实验二 单相桥式半控整流电路实验

一．实验目的

1．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

2．熟悉NMCL—36组件锯齿波触发电路的工作。

3．进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。

二．实验线路及原理

见图1-2。

三．实验内容

1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。

2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（带续流二极管）。

4．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（断开续流二极管）。

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—36组件

4．NMEL—03组件

5．NMCL—31A组件

6．双踪示波器（自备）

7．万用表（自备）

五．注意事项

1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。

2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤

（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Uct=0时，接通主电源。然后逐渐增大Uct，使整流电路投入工作。

（3）断开整流电路时，应先把Uct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。

3．注意示波器的使用。

4．NMCL—33的内部脉冲需断开。

六．实验方法

1．将NMCL—36面板左上角的同步电压输入接MEL-002T的U、V输出端。

三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v。观察NMCL—36锯齿波触发电路中各点波形是否正确，确定其输出脉冲可调的移相范围。并调节偏移电阻RP2，使Uct=0时，α=150°。

2．单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载

按图1-2接线，并短接平波电抗器L。调节电阻负载RD（可选择900Ω电阻并联，最大电流为0.8A）至最大。

（a）NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。 NMCL-05ANMCL-36NMCL-31AG(给定)~220V同 步 电 压 输 入+15VG1K1G2K2674-15V5-15VRP13RP3RP2UctK4G4K3G312锯齿波触发电路WVULARD平波电抗器，位于NMCL-331上负载电阻，可选用NMEL-03(900欧并联)直流电流表，量程为5AI组晶闸管，位于NMCL-33续流二极管，位于NMCL-33图1-2 单相桥式半控整流电路主电源输出，位于MEL-002T三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源，调节主控制屏输出Uuv=220V。

调节NMCL-31A的给定电位器RP1，使α=90°，测取此时整流电路的输出电压Ud=f（t），输出电流id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形，并测定交流输入电压U2、整流输出电压Ud，验证

2cos19.02UUd。

若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。

（b）采用类似方法，分别测取α=60°，α=30°时的Ud、id、Uvt波形。

3．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载

（a）接上续流二极管，接上平波电抗器。

NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出使Uuv=220V。

（b）调节Uct，使α=90°，测取输出电压Ud=f（t），整流电路输出电流id=f（t）以及续流二极管电流iVD=f（t）波形，并分析三者的关系。调节电阻RD，观察id波形如何变化，注意防止过流。

（c）调节Uct，使α分别等于60°、90°时，测取Ud，iL，id，iVD波形。

（d）断开续流二极管，观察Ud=f（t），id=f（t）。

突然切断触发电路，观察失控现象并记录Ud波形。若不发生失控现象，可调节电阻Rd。

七．实验报告

1．绘出单相桥式半控整流电路供电给电阻负载，电阻—电感性负载情况下，当α=90°时的Ud、id、UVT、iVD等波形图并加以分析。

2．作出实验整流电路的输入—输出特性Ud=f（Uct），触发电路特性Uct=f（α）及Ud/U2=f（α）曲线。

3．分析续流二极管作用及电感量大小对负载电流的影响。

八．思考

1．在可控整流电路中，续流二极管VD起什么作用？在什么情况下需要接入？

2．能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？ 实验三 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、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

3．熟悉NMCL—36组件。

二．实验线路及原理

参见图1-3。

三．实验内容

1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。

2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。

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—36组件

4．NMEL—03组件

5．NMCL—35组件

6．NMCL—31A组件

7．双踪示波器（自备）

8．万用表（自备）

五．注意事项

1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL—36组件，故NMCL-33的内部脉冲需断，以免造成误触发。

2．电阻RD的调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。

3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。

4．NMCL—36面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围