电力电子技术实验指导书doc

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/ElectricalSources 中；器件模块g m ak：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Series RLC Branch：位于SimPowerSystems/Elements 中，其中电容参数设置为：inf ；电压/电流测量模块：v +-Voltage Measurementi +-Current Measurement：位于SimPowerSystems/Measurements 中；示波器：位于Simulink/Sinks 中。

2、 单相全控桥电路仿真要求电源电压t u ωsin 1002=，频率50Hz ，控制角︒=30α，负载为阻感负载，Ω=3.0R ，选择不同的电感观察电流连续和电流断续两种情况下输出电压、输出电流及交流侧电流（电源电流）波形。

附：桥式电路可用模块g AB C+-Universal Bridge，位于SimPowerSystems/PowerElectronics 中。

单相电路将桥臂参数如图2：图23、 单相半控桥电路仿真电源电压t u ωsin 1002=，频率50Hz ，阻感负载Ω=3.0R ，1.0=L H ，要求观察︒=30α，︒=60α，︒=90α，︒=120α时输出电压、晶闸管端电压和整流二极管端电压波形。

4、三相桥式全控整流电路仿真变压器二次侧相电压有效值2202=U V ，频率50Hz 。

1）电阻负载，Ω=3.0R ，要求观察︒=0α，︒=30α，︒=60α，︒=90α时输出电压、晶闸管端电压波形；2）阻感负载Ω=3.0R ，1.0=L H ，要求观察︒=0α，︒=30α，︒=60α，︒=90α时输出电压、晶闸管端电压波形；3）阻感负载Ω=3.0R ，1.0=L H ，要求观察︒=30α时，整流变压器二次侧电流波形图，并对其进行谐波分析。

附：6脉冲发生器模块：alpha_deg AB BCCA Blockpulses6-Pulse Generator位于SimPowerSystems/ExtraLibrary/Control Blocks 中；谐波分析模块：Continuouspowergui 位于SimPowerSystems 下，进行谐波分析时，双击该模块选择FFT Analysis 。

被分析的变量需保存到workspace 中，即将观察该变量的示波器参数设置如下：变量名自定。

实验二单相桥式半控整流电路实验一、实验目的(1)加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性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。

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”，“励磁电源”等几个模块。

2 DJK02 晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。

3 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。

4 DJK06 给定及实验器件该挂件包含“二极管”等几个模块。

5 D42 三相可调电阻6 双踪示波器自备7 万用表自备本实验线路如图3-1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用D42三相可调电阻，将两个 900Ω接成并联形式，二极管VD1、VD2、VD3及开关S1均在DJK06挂件上，电感L d在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验用700mH，直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。

图3-1 单相桥式半控整流电路实验线路图四、实验内容(1)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。

(2)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。

五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关单相桥式半控整流电路的有关内容。

(2)了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用。

六、思考题(1)单相桥式半控整流电路在什么情况下会发生失控现象?(2)在加续流二极管前后，单相桥式半控整流电路中晶闸管两端的电压波形如何?七、实验方法(1)单相桥式半控整流电路带电阻性负载：按原理图3-7接线，主电路接可调电阻R，将电阻器调到最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压U d、晶闸管两端电压U VT和整流二极管两端电压U VD1的波形，调节锯齿波同步移相触发电路上的移相控制电位器RP2，观察并记录在不同α角时U d、U VT的波形，测量相应电源电压U2和负载电压U d的数值，记录于下表中。

α 30° 60° 90°U2U d(记录值)U d/U2U d(计算值)计算公式: U d = 0.9U2(1+cosα)/2描绘α=600、900时Ud、Uvt的波形。

α=600α=900(2)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载①断开主电路后，将负载换成将平波电抗器L d(70OmH)与电阻R串联。

②不接续流二极管VD3，接通主电路，用示波器观察不同控制角α时U d的波形，并测定相应的U2、U d数值，记录于下表中：α 30° 60° 90°U2U d(记录值)U d/U2U d(计算值)不接续流二极管VD3时，描绘α=600、900时Ud、Uvt的波形α=600 α=900③接上续流二极管VD3，接通主电路，观察不同控制角α时U d的波形，八、实验报告(1)画出①电阻性负载，②电阻电感性负载时U d/U2=f(α)的曲线。

(2)画出①电阻性负载，②电阻电感性负载，α角分别为30°、60°、90°时的U d的波形。

(3)说明续流二极管对消除失控现象的作用。

九、注意事项(1)参照实验四的注意事项。

(2)在本实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极和阴极，此时,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置，并将U lf及U lr悬空，避免误触发。

(3)带直流电动机做实验时，要避免电枢电压超过其额定值，转速也不要超过1.2倍的额定值，以免发生意外，影响电机功能。

(4)带直流电动机做实验时，必须要先加励磁电源，然后加电枢电压，停机时要先将电枢电压降到零后，再关闭励磁电源。

实验三三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。

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 DJK02 晶闸管主电路3 DJK02-1三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”,“正反桥功放”等几个模块。

4 DJK06 给定及实验器件该挂件包含“二极管”等几个模块。

5 DJK10 变压器实验该挂件包含“逆变变压器”以及“三相不控整流”。

6 D42 三相可调电阻7 双踪示波器自备8 万用表自备三、实验线路及原理实验线路如图3-13及图3-14所示。

主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。

集成触发电路的原理可参考1-3节中的有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。

图3-13 三相桥式全控整流电路实验原理图四、实验内容三相桥式全控整流电路。

五、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))学习本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。

六、思考题(1)如何解决主电路和触发电路的同步问题?在本实验中主电路三相电源的相序可任意设定吗?(2)在本实验的整流时，对α角有什么要求?为什么? 七、实验方法(1)三相桥式全控整流电路按图3-13接线，将DJK06上的 “给定”输出调到零(逆时针旋到底)，使电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使α角在30°～150°范围内调节，用示波器观察并记录α=30°、60°及90°时的整流电压U d 和晶闸管两端电压U vt 的波形，并记录相应的U d 数值于下表中。

α 30˚60˚90˚U 2 U d (记录值) U d/U 2 U d (计算值)计算公式:U d =2.34U 2cosα (0～60O) U d =2.34U 2[1+cos(a+3)] (60o ～120o) 描绘α=300、600时Ud 、Uvt 的波形。

α=900时Ud 的波形。

(2)故障现象的模拟当β=60°时，将触发脉冲钮子开关拨向“断开”位置，模拟晶闸管失去触发脉冲时的故障，观察并记录这时的U d 波形的变化情况。