《电力电子技术仿真实验》指导书

《电力电子技术》实验指导书电力电子实验室编华北电力大学二00六年十月1. 实验总体目标《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课。

本实验是《电力电子技术》课程内实验，实验的主要目的是使学生在学习的过程屮通过实验环节进一步加深对电力电子电路工作原理的认识和理解，掌握测试电力电子电路的技能和方法，为后续课程打好基础。

2. 适用专业电气工程及其自动化以及和关各专业本科3・先修课程模拟电子技术基础，数字电子技术基础4.实验课时分配5. 实验环境实验室要求配有电力电子专用实验台，示波器，万用表等实验设备。

6. 实验总体要求掌握电力电子电路的测试和实验方法，拿握双踪示波器的使用方法；通过对实验电路的波形分析加深对电力电子电路工作原理的理解，建立电力电子电路的整体概念。

7. 本实验的重点、难点及教学方法建议《电力电子技术》实验的重点是：熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握常用电力电子电路的拓扑、工作原理、控制方法和实验方法。

《电力电子技术》实验的难点是：电力电子电路的工作原理的理解和示波器的使用方法。

教学方法建议：在开始实验之前，通过多媒体设备对实验原理及实验方法进行讲解，同时对示波器的使用方法进行详细的讲解，对以通过实验演示的形式加深学牛对于实验内容的理解。

实验一、电力电子器件特性实验 (4)实验二、整流电路实验 (8)实验三、直流斩波电路实验（一）11实验四、直流斩波电路实验（二）14实验五、SPWM逆变电路实验17实验一、电力电子器件特性实验一、实验目的1 •熟悉MOSFET主要参数与开关特性的测童方法2.熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。

二、实验类型（验证型）木实验为验证型实验，通过实验对MOSFET和IGBT的主要参数和特性的测量，验证其开关特性。

三、实验仪器1 • MCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与IGBT器件及英驱动电路部分2.双踪示波器3.毫安表4.电流表5.电压表四.实验原理MOSFET主要参数的测量电路原理图如图所示。

《电力电子技术》实验指导书实验要求1．课前预习，复习相关理论知识。

2．注意安全，不乱触摸裸露的线路或器件。

3．装卸挂件时注意轻拿轻放。

4．每个小组做好分工，各司其职。

5．实验过程中，确保电源关闭方可接插导线或者更改线路，接完线后仔细检查无误后方可开启电源。

6．真实准确的记录好数据或波形。

7．实验完成后，整理好导线，归还其他工具，清理实验台，保证实验台的整洁。

8．认真撰写并按时交实验报告。

实验一单结晶体管识别实验一、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)验证晶闸管的导通条件。

二、实验所需挂件及附件三、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。

四、实验方法(1) 观测单结晶体管触发电路：将DZ01电源控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后用两根导线将220V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(图1-3)，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。

图1-1 单结晶体管触发电路原理图(2) 记录单结晶体管触发电路各点波形：当α＝30o时，单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘如下，得到结论，与教科书中的各波形一致。

(3)晶闸管导通条件的测试：在不加门极触发电压，加正向阳极电压（交流15V）的情况下，观察晶闸管是否导通；在加阳极反向电压（交流15V），加正向门极触发电压（由单结晶体管触发电路提供）的情况下，观察晶闸管是否导通；加正向门极触发电压，加正向阳极电压（交流15V）的情况下，观察晶闸管是否导通，并将结果记录到下表。

《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1.1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1.1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1.2所示：图1.2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 block两条命令，前者改变水平方向，后者做90度旋转，也可以用Ctrl+R来做90度旋转。

同时双击模块旁的文字可以改变模块名。

《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。

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。

电力电子技术实验指导书中国矿业大学信电学院2009年4月学生实验守则一、学生进入实验室必须服从管理，遵守实验室的规章制度。

保持实验室的安静和整洁，爱护实验室的一切设施，不做与实验无关的事情。

二、实验课前要按照教师要求认真预习实验指导书，复习教材中于实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的在理论知识，同时写出实验预习报告，并经教师批阅后方可进行实验。

三、实验课上要遵守操作规程，线路连接好后，先自行检查，后须经指导教师检查后，才可接通电源进行实验。

如果需更改线路，也要经过教师检查后才能接通电源继续实验。

四、学生实验前对实验所用仪器设备要了解其操作规程和使用方法，实验过程中按照要求记录实验数据。

实验中有仪器损坏情况，应立即报告指导教师检查处理。

凡因不预习或不按照使用方法误操作而造成设备损坏后，除书面检查外，还要按照规定进行赔偿。

五、注意实验安全，不要带电连接、更改或拆除线路。

实验中遇到事故应立即关断电源并报告教师处理。

六、实验完成后，实验数据必须经教师签阅后，方可拆除实验线路。

并将仪器、设备、凳子等按照规定放好，经教师同意后方可离开实验室。

七、实验室仪器设备不能擅自搬动、调换，更不能擅自带出实验室。

八、因故缺课的同学可以向实验室申请一次补做机会。

无故缺课、无故迟到十五分钟以上或者早退的不予补做，该实验无成绩。

实验一 整流电路仿真实验1、 单相半波可控整流电路（输出端有续流二极管）要求电源电压t u ωsin 1002=，频率50Hz ，控制角︒=30α，负载为阻感负载，Ω=3.0R 。

试通过仿真分析0=L H ，5.0=L mH ，1.0=L H 对电路输出的影响 附：该电路仿真所用模块：电源模块AC Voltage Source1：位于SimPowerSystems/Electrical Sources中；器件模块g m akr：位于SimPowerSystems/PowerElectronics 中，器件参数设置如图1所示： 图1脉冲发生器Generator：位于Simulink/Sources 中；阻感负载：位于SimPowerSystems/Elements 中，其中电容参数设置为：inf ；电压/电流测量模块：v +-V o l e M e a i +-C u r t M e：位于SimPowerSystems/Measurements 中；示波器：位于Simulink/Sinks 中。

《电力电子技术》仿真实验实验一单相桥式全控整流电路说明：1、为选修《电力电子技术》的工科本科生编写的实验指导书；2、课前安排了一节Matlab、Simulink入门课，让同学们仿真了单相桥式不可控整流电路；3、本指导书适用于新版本Matlab。

实验一单相桥式全控整流电路一、实验目的1、掌握单相桥式全控整流电路的工作原理；2、掌握单相桥式全控整流电路的仿真方法；3、了解不同类型负载输出波形的差异。

二、实验环境及器件仿真软件：Simulink所用器件如下表1所示（以Matlab2019b版本为例）。

表1 实验器件三、实验原理（a ）电阻负载（b ）阻感负载图1 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路是常用的单相整流电路之一，主电路由两对桥臂构成，晶闸管VT 1和VT 4组成一对桥臂，VT 2和VT 3组成另一对桥臂。

认为输入电压u2正半周时上端电压为正。

1、电阻负载如图1（a ）所示，以一个电流周期为例，在正半周时某一时刻t ，触发VT 1和VT 4可导通流过电流，若交流电周期为T ，则VT 1和VT 4在T/2时刻，电压过零变负时关断。

在T/2+t 时刻触发VT 2和VT 3可以导通，VT 2和VT 3在T 时刻电压过零变正时关断。

整流电压的平均值为：2211cos sin d()0.92d U t t U πααωωπ+==⎰ 其中α为时刻t 对应的电角度，U 2为输入交流电的电压幅值，α的变化范围为0~180°。

2、电感电阻负载如图1（b ）所示，VT 1和VT 4导通后，电压过零变负时，由于电感的作用，仍有电流流过VT 1和VT 4，VT 1和VT 4不会关断，直到在T/2+t 时刻触发VT 2和VT 3导通，反向电压使VT 1和VT 4关断。

同理，VT 2和VT 3导通后，电压过零变正时不会关断，直到VT 1和VT 4导通时承受反向电压关断。

整流电压的平均值为：d 221sin d()0.9cos U t t U παωωαπ+==⎰其中α为时刻t 对应的电角度，U 2为输入交流电的电压幅值，L 极大时，α的变化范围为0~90°。

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。

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。 4．实验预习分组进行，每组 3~4 人，每人都需预习，实验前可每人或每组写
一份预习报告。每小组在实验前应讨论一次，选定组长，合理分工。预测实验结 果及大致趋势，做到心中有数。
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、
编写实验报告应具有严肃认真的科学态度，报告要求条理清晰、简明扼要， 字迹端正，图表整洁，分析认真，结论正确。
实验报告内容主要包括以下几方面 （1）名称、专业班级、组别、姓名、同组同学姓名、实验日期； （2）实验项目的目的和要求； （3）实验用机组以及主要仪器设备的型号、规格、编号； （4）实验线路图；（5）调试步骤及方法； （6）实验数据，在记录数据的表格上应注明实验条件，某些数据如系计算所 得，应列出计算公式，并举例说明； （7）预习时发现的问题，在试验中如何解决； （8）实验所得的曲线波形（或附有关照片），例如电压和电流波形、转速变 化曲线、输入输出关系曲线等，并应注意各图形之间的位置对应关系，曲线要用 曲线尺或曲线板连成光滑曲线（不在曲线上的点仍按实际数据标出），对这些数据 和图形加以分析总结，得出明确结论； （9）讨论实验中遇到的问题，写出心得体会以及合理化建议和改进措施。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线0产中不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资22负料，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷，管调需路控要习试在题验最到；大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资，常料要工试加况卷强下安看2与全22过，22度并22工且22作尽2下可护1都能关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编5试技写、卷术重电保交要气护底设设装。备备4置管高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并3技试资件且、术卷料拒管中试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

电力电子技术实验指导书1 电力电子技术实验概述《电力电子技术》是电气工程及自动化、工业自动化等专业的三大电子技术基础课程之一，课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实验环节是课程的重要组成部分。

通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高实际动手能力、独立分析和解决问题的能力。

1-1实验的特点和要求电力电子技术实验的内容较多，实验系统比较复杂，系统性较强。

电力电子技术实验是理论教学的重要的补充和继续，而理论教学则是实验教学的基础。

学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题，提高动手能力；同时通过实验来验证理论，促使理论和实际相结合，使认识不断提高、深化。

具体地说，学生在完成指定的实验后，应具备以下能力：（1）掌握电力电子变流装置的主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路；（2）熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能和使用方法；（3）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题；（4）能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。

1-2实验准备实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。

每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完成不成实验要求，甚至损坏实验装置。

因此，实验前应做到：（1）复习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识；（2）本教材中的实验指导，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验系统的工作原理和方法；（3）写出预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等；（4）熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等；1-3实验实施在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。

实验时要做到地下几点：（1）实验开始前，检查预习报告，了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验开始。

（2）熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能、使用方法。

“电力电子”仿真实验指导书MATLAB仿真实验主要是在simulink环境下的进行的。

Simulink是运行在MATLAB环境下，用于建模、仿真和分析动态系统的软件包。

它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统。

由于它具有直观、方便、灵活的特点，已经在学术界、工业界的建模及动态系统仿真领域中得到广泛的应用。

Simulink提供的图形用户界面可使用鼠标的拖放操作来创建模型。

Simulink本身包含sources、sinks、Discrete、math、Nonlinear和continuous 等模块库。

实验主要使用Sinks、Sources、Signals & System和Power System Blockset这四个模块库中的一些模块搭建电力电子课程中的典型电路进行仿真。

在搭建成功的电路中使用scope显示模块显示仿真的波形、验证电路原理分析结果。

这些典型电路包括：1)单相半波可控整流电路（阻性负载和阻感负载）2)单相全控桥式整流电路（阻性负载和阻感负载）3)三相全控桥式整流电路（双窄脉冲阻性负载和双窄脉冲阻感负载）4)降压斩波电路、升压斩波电路5)三相半波逆变电路、三相全波逆变电路。

一、matlab、simulink基本操作多数学生在做这个实验是时候可能是第一次使用matlab中的simulink来仿真，因此下面首先介绍一下实验中要掌握得的一些基本操作（编写试验指导书时所使用的matlab6.1版本）。

若实验过程中使用matlab的版本不同这些基本操作可能会略有不同。

图0-1 matlab启动界面matlab的启动界面如图0-1所示，点击matlab左上方快捷键就可以进入simulink程序界面（在界面右侧的Command Window中输入simulink命令回车或者在Launch Pad窗口中点击simulink子菜单中Library Browser都可以进入simulink程序界面）如图0-2所示。

电力电子技术实验指导书宁夏大学物理电气信息学院自动化系编目录第一章DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置简介 (1)1.1 控制屏介绍及操作说明 (1)1.2 DJK01电源控制屏 (2)1.3 各挂件功能介绍 (3)第二章电力电子技术实验的基本要求和安全操作说明 (40)1.1 实验的特点和要求 (40)1.2 实验前的准备 (40)1.3 实验实施 (40)1.4 实验总结 (41)1.5 实验安全操作规程 (41)第三章电力电子技术实验 (43)实验一正弦波同步移相触发电路实验 (43)实验二单相桥式半控整流电路实验 (45)实验三单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (48)实验四三相桥式半控整流电路实验 (51)实验五三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (54)实验六单相交流调压电路实验 (58)实验七三相交流调压电路实验 (61)附录 (63)电源控制屏常见故障的诊断 (63)可供配置的电机参数 (63)DJK04过流保护的调试方法 (64)KC系列集成块原理说明 (65)DJK02和DJK02-1插座使用说明 (68)DJK01电源控制屏十芯、十二芯插座接线说明 (69)第一章 DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置简介1.1 控制屏介绍及操作说明一、特点(1)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，故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、《直流调速系统》、《交流调速系统》、《电机控制》及《控制理论》等课程所开设的主要实验项目。

(2)实验装置占地面积小，节约实验室用地，无需设置电源控制屏、电缆沟、水泥墩等，可减少基建投资；实验装置只需三相四线的电源即可投入使用，实验室建设周期短、见效快。

(3)实验机组容量小，耗电小，配置齐全；装置使用的电机经过特殊设计,其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组。

(4)装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、清晰、直观；实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备，造成该设备损坏；电路连接方式安全、可靠、迅速、简便；除电源控制屏和挂件外，还设置有实验桌，桌面上可放置机组、示波器等实验仪器，操作舒适、方便。

电力电子技术仿真实验指导书一、单相半波可控整流电路仿真（电阻性负载）一．设计要求1.完成单相半波可控整流电路的设计、仿真；2.设计要求：输入：AC220V，50Hz；电阻任意取，控制角为15―90之间取值。

二．原理分析1.画出主电路结构（将仿真电路截图粘贴此，将各种参数都设置显示）2.电路工作原理（分析晶闸管导通与阻断时，输出电压情况）3.相关参数计算（套用公式，进行人工测算） 1）.计算平均电压2）.计算平均电流 3）管子两端电压三．主电路仿真运行结果截图仿真波形图：（要求分窗口显示：输出电压、输出电流波形及各管子两端电压波形）四．实验回答问题：1.半波整流电路电阻负载时，控制角的移相范围是多少？管子型号选多少？2.电阻性负载时，电压和电流波形的关系怎样？二、单相半波可控整流电路仿真（大电感负载）一．设计要求1.完成单相半波可控整流电路的设计、仿真；2.设计要求：输入：AC220V，50Hz；电阻4欧，控制角为30-90度之间取值，L值极大二．原理分析 1.画出主电路结构（将仿真电路截图粘贴此，将各种参数都设置显示）第一种情况：不接续流管第二种情况：接续流管2.相关参数计算计算平均电压平均电流管子两端电压不接续流管情况接续流管情况三．主电路仿真3.仿真波形图：（截图）----分两种情况输出电压及各管子两端电压波形四．实验回答问题：1.晶闸管什么时候关断，判断条件是什么？2.续流管的作用是什么？大电感负载时负载电流的波形如何？三、三相可控整流电路仿真分析一、回答问题：1、三相半波可控整流电路电阻性负载时：输出电压连续和断续的临界控制角是多少度，波形所对应的参数表达式。

2、三相全控桥可控整流电路的脉冲要求怎样的？输出电压是线电压还是相电压，比较三相半波和全控桥电路电压表达式中系数特征。

二、实验内容1、三相半波整流电路电阻性负载、电感性负载时，控制角为60度时的仿真分析，画出输出电压波形结论：电感性负载时，为什么要接续流二极管？2、三相全控桥整流电路电阻性负载控制角为60度时的仿真分析，画出输出电压波形结论：三相全控桥整流电路为什么要加宽脉冲？四直流斩波电路仿真一、回答问题：1、什么是直流斩波？电路有哪几种类型，分别写出表达式2、PWM概念及波形图二、实验内容 1.降压斩波电路（1）主电路按图设置开关频率1000HZ，占空比0.6，进行仿真；输出电压截图如下：电流波形截图：改变电感量大小，观察电流波形的变化2.升压斩波电路（1）主电路（仿真图截图）设置开关频率5000HZ，占空比0.6，进行仿真；输出电压截图如下：电流波形截图：改变电感量大小，观察电流波形的变化感谢您的阅读，祝您生活愉快。

电力电子技术仿真实验指导 主编 金石 龚淑秋 申永山沈阳工业大学电工理论与新技术及生物医学工程系电力电子技术课程组电力电子实验室注意事项1. 学生进入实验室必须遵守实验记律，听从实验室老师的安排。

2. 实验课和课堂教学一样，应按时进入实验室，不得无故迟到和早退。

3. 进入实验室，注意人身安全，不要随意触摸电源及开关，爱护实验仪器设备。

4. 实验前一定要按要求进行预习，了解实验要求及步骤和方法。

5. 实验结束后，请把仪器设备检查好归位，让老师认可后方可离开。

6. 注意实验室卫生，不得随地吐谈，乱仍废纸及杂物。

目录仿真实验一单相桥式全控整流电路 (1)仿真实验二三相桥式全控整流电路 (8)仿真实验三Cuk升降压变换电路 (11)仿真实验四三相电压型SPWM逆变器 (13)仿真实验五单相电流跟踪型逆变器 (16)仿真实验六单相交流调压器 (19)仿真实验七无中线星形联结三相交流调压电路 (22)仿真实验一单相桥式全控整流电路一、仿真实验目的1. 熟悉Matlab仿真软件和Simulink模块库。

2. 掌握单相桥式全控整流电路的工作原理、工作情况和工作波形。

二、仿真实验原理单相桥式全控整流电路如图1-1所示，电路由交流电源u1、整流变压器T、晶闸管VT1~4、负载R以及触发电路组成。

在变压器二次电压u2的正半周触发晶闸管VT1和VT3，在u2的负半周触发晶闸管VT2和VT4，由于晶闸管的单向可控导电性能，在负载上可以得到方向不变的直流电，改变晶闸管的控制角，可以调节输出直流电压和电流的大小。

晶闸管触发电路输出脉冲与电源同步是电路正常工作的重要条件。

图1-1 单相桥式全控整流电路原理图三、仿真实验内容电路的仿真分为建立仿真模型、设置模型参数和仿真参数、观测仿真结果等几个主要步骤，现叙述如下：1. 建立仿真模型（1）打开Simulink仿真平台在Matlab的菜单栏上点击File，选择New，在拉出菜单中选择Model，这时出现一个名为untitled的空白仿真平台，如图1-2所示，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。

电力电子技术实验指导书蒋鸿飞席惠李冠一编写适用专业：电气工程及其自动化上海应用技术学院2013年8月实验须知1.预习实验者须事先预习，以保证实验顺利进行，预习内容一般包括：1)本次实验有关的实验装置介绍，仪器的使用方法等。

尽可能在实验室对照设备熟悉。

2)实验指导书中及课本中与本次实验有关的章节、有关原理、计算方法、操做等。

3)预习后应作出简要的预习报告，包括拟出的实验大致步骤，并列出实验数据记录、表格等。

2.实验1)实验前由指导老师检查预习情况，经提问后方可参加实验。

2)按图接线，力求简单明了，主回路导线应用粗导线，接线完成后先相互检查，然后请指导老师检查无误后方可通电。

3)认真观察，记录实验现象和数据。

4)实验完毕，应将数据交指导老师检查认可后再拆线，并照原样整理好仪器和设备。

3.实验报告实验报告用规范的实验报告纸书写，正文包括实验名称、实验目的、主要设备、简要原理、实验内容、实验线路、简要步骤、实验数据、波形、实验现象的记录与讨论、思考题的解答等，字迹工整，语言简练，应体现学生独立的风格，反对照抄实验指导书。

4.安全操做1)接线、拆线都必须在切断电源情况下进行。

2)在接通电源前，应招呼同组同学引起注意后方可合上电源。

若实验中发生事故，应及时断电并报告老师。

实验时应注意衣服、发辫、实验导线等不要卷入电机旋转部分目录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 (4)实验二TCA785触发电路 (7)实验三单相桥式全控整流电路实验 (9)实验四TC787三相移相触发电路 (12)实验五三相桥式全控整流 (14)实验六单相交流调压电路实验 (17)实验七单相交流调功电路实验 (19)实验八直流斩波电路（设计性）的性能研究 (21)实验九单相SPWM逆变电路实验 (24)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。

无锡城市职业技术学院《现代电力电子技术》实验指导书专业名称应用电子技术班级小组成员指导教师无锡城市职业技术学院电子信息工程系目录准备知识 MULTISIM 9基本操作 (2)实验一晶闸管的导通和关断条件实验 (8)实验二单相半波可控整流电路 (10)实验三单相半控桥整流电路 (12)实验四单相全控桥整流电路 (14)实验五 SPWM产生电路 (16)实验六单结晶体管触发电路 (18)实验七三相桥式整流电路 (20)准备知识 Multisim 9基本操作Multisim 9是IIT 公司推出Multisim 2001之后的Multisim 最新版本（06年底又发布最新的版本Multisim10）。

Multisim 9提供了全面集成化的设计环境，完成从原理图设计输入、电路仿真分析到电路功能测试等工作。

当改变电路连接或改变元件参数，对电路进行仿真时，可以清楚地观察到各种变化对电路性能的影响 。

1.1 Multisim 9基本操作 1.1.1 基本界面1.1.2 文件基本操作与Windows 常用的文件操作一样，Multisim9中也有：New--新建文件、Open--打开文件、Save--保存文件、Save As--另存文件、Print--打印文件、Print Setup--打印设置和Exit--退出等相关的文件操作。

以上这些操作可以在菜单栏File 子菜单下选择命令，也可以应用快捷键或工具栏的图标进行快捷操作。

1.1.3 元器件基本操作常用的元器件编辑功能有：90 Clockwise--顺时针旋转90︒、90 CounterCW--逆时针旋转90︒、Flip Horizontal--水平翻转、Flip Vertical--垂直翻转、Component Properties--元件属性等。

这些操作可以在菜单栏Edit 子菜单下选择命令，也可以应用快捷键进行快捷操作。

工具栏元器件栏状态栏原始图像顺时针旋转90︒ 逆时针旋转90︒ 水平翻转 垂直翻转1.2 Multisim 9电路创建1.2.1 元器件 1. 选择元器件在元器件栏中单击要选择的元器件库图标，打开该元器件库。