实验一 单结晶体管触发电路和单相半波整流电路实验.

实验一单结晶体管触发电路和单相半波整流电路实验1.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,掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

(2掌握单相半波可控整流电路在电阻负载时的工作。

2.实验线路及实验原理 (1单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路的工作原理为:利用单结晶体管(又称双基极二极管的负阻特性和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。

图中VT3为单结晶体管,其常用的型号有BT33和BT35两种,由等效电阻和C 组成RC 充电回路,由C -VT 3-脉冲变压器组成电容放电回路,调节RP 即可改变C 充电回路中的等效电阻。

U V图 1 单结晶体管触发电路原理图(2单相半波可控整流电路图2所示为单相半波可控整流电路接线图。

图2中的负载R 用挂件NMEL-03/4的可调电阻,电阻值为450Ω。

直流电压表及直流电流表从挂件NMEL-06/1上得到。

图2中的晶闸管VT1选用NMCL-050上的VT2。

单结晶体管触发电路的输出端“G ”和“K ”接到晶闸管的门极和阴极(此部分线缆为挂件内部已连接好的,不用自行接线。

图 2 单相半波可控整流电路原理图3.实验设备实验台主控制屏、NMCL31A 低压控制电路及仪表、NMCL-050晶闸管触发电路、MEL-03/4三相可调电阻、NMEL06/1直流电压/电流表、双踪示波器、万用表。

4.实验内容(1控制电路调试:单结晶体管触发电路的调试和波形观测点的波形记录设备给电:①将实验台左侧面上的三相调压器向内调到底,此时实验台三相电压输出为0。

同时将NMCL31A 中,低压电源的拨码开关拨到ON 位置。

②将电源控制屏的主电源开关闭合,即按下主控制屏绿色开关按钮,此时主控制屏U 、V 、W 端有电压输出,大小通过三相调压器调节。

本实验中,调节U uv=200V 。

③按下主控制屏红色开关按钮,主控制屏U 、V 、W 端没有电压输出。

此时用两根导线将200V 交流电压接到NMCL-050的同步电源U 、V 端。

再次按下绿色开关按钮即可进行控制电路波形观测。

观察并记录波形:用双踪示波器同时观察单结晶体管触发电路中1点整流后正半波电压、3点和4点削顶之后的梯形电压、5点锯齿波电压和6点输出脉冲等波形。

调节移相可调电位器RP ,观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°~170°范围内移动?记录α=60°时的1点、3点、4点和5点电压波形。

(2主电路的连接与测量:单相半波可控整流电路接电阻性负载①触发电路调试正常后,按下主控制屏红色开关按钮,断开电源。

②按图2电路图接线。

将可调电阻器调在电阻为450Ω的位置上。

连接完的电路图如图3所示。

R图 3 实验连接线路图③按下主控制屏绿色开关按钮,调节控制电路中的电位器RP ,用示波器观察并记录α =30°、60°、90°、120°、150°时负载电压U d 和晶闸管VT2的阳极与阴极电压波形U Vt 的波形,并测量直流输出电压U d 和电源电压U 2。

表1表1中,U d (计算值的获得采用公式: 2cos 145.02α+=U U d 5.实验总结要求用坐标纸绘图:画出α=60°时单结晶体管触发电路1点、3点、4点和5点的电压波形;画出α=30°、60°、90°、120°、150°时电阻性负载的U d 、U VT 波形;画出电阻性负载时U d 记录值/U 2=f (α的实验曲线和U d 计算值/U 2=f ’(α的对应曲线。

6.注意事项(1 双踪示波器的两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上,否则将发生电气短路。

当需要同时观察两个信号时,必须在电路上找到这两个被测信号的公共点,将探头的地线接上,两个探头各接至信号处,即能在示波器上同时观察到两个信号,而不致发生意外。

(2 为避免晶闸管意外损坏,实验时要注意:在主电路未接通时,首先要调试触发电路,只有触发电路工作正常后,才可以接通主电路。

(3 在实验中要注意同步电压与触发相位的关系,例如在单结晶体管触发电路中,触发脉冲产生的位置是在同步电压的上半周,所以在主电路接线时应充分考虑到这个问题,否则实验就无法顺利完成。

实验二三相桥式全控整流与有源逆变电路1.实验目的(1熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。

(2了解集成触发器的调整方法及各点波形。

2.实验线路及实验原理(1三相桥式全控整流电路实验线路如图3所示。

主电路由三相全控整流电路组成,如图3(a 所示。

其中R 的电阻值为450欧姆(由挂件NMEL-03/4中的电阻串并联得到、电源线电压为200V 。

图3(b 中的给定电路(位于挂件NMCL-31A 的U g 作为控制信号与触发电路(位于挂件NMCL-33F 中的“脉冲控制信号”U ct 相连接,并将与主电路所用晶闸管组对应的“脉冲信号放大”电路U blf 端进行接地处理,可输出经高频调制后的双窄脉冲链。

图3(c 所示为移相电压的给定输入信号电路图。

三相桥式整流电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。

(a (bU g(c图 3 三相桥式全控整流电路实验原理图(a 三相桥式全控整流主电路 (b 触发电路(控制电路 (c 移相电压的给定输入信号电路(2三相桥式有源逆变电路在三相桥式有源逆变电路中,负载电阻为450欧姆(由挂件NMEL-03/4中的电阻串并联得到,电抗器的电感值取700mH (位于NMCL-331,芯式变压器接成Y/Y 接法。

(aU g(b(c图 4 三相桥式有源逆变电路实验原理图(a三相桥式有源逆变主电路(b触发电路(控制电路(c移相电压的给定输入信号电路3.实验设备电力电子实验台、晶闸管主电路挂件NMCL-33F(此挂件内含有三相桥式全控整流电路的触发电路、芯式变压器挂件NMEL-24B、给定及实验器件NMCL-31A、三相可调电阻挂件NMEL-03/4、双踪示波器、万用表、平波电抗器NMCL-331。

4.实验内容1控制电路(触发电路调试按图3(b、(c接线,将NMCL-33F挂件上的U blf接地,即将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。

在连接主电路之前,检查晶闸管的触发脉冲是否正常。

(1设备供电:打开总电源开关,按下绿色“启动”按钮,调节调压开关,使Uuv=200V。

观察输入的三相电网电压是否平衡。

将NMCL-31A低压电源开关拨到ON。

(2相序检查:用示波器观察NMCL-33F的双脉冲观察孔“1”~“6”点,应有间隔均匀,相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。

检查相序,用示波器观察“1”、“2”脉冲观察孔,“1”脉冲超前“2”脉冲600,则相序正确。

(4将NMCL-31A上的给定输出U g接至NMCL-33F上的U ct端,连接接地端,观察同步电压信号U与1点波形。

将NMCL-31A上的给定输出电路中的S1拨到“正给定”,S2拨到“0V”,使Uct=0。

调节NMCL-33F上的偏移电压U b,使α=150°。

注:此处的α表示三相晶闸管电路中的移相角,它的0°是从自然换流点开始计算,前面实验中的单相晶闸管电路的0°移相角表示从同步信号过零点开始计算,两者存在相位差,前者比后者滞后30°。

(5将NMCL-31A上的S2拨到“给定”,调节挂件上的RP1,使α=30°、60°、90°、120°、150°,记录移相电压U g的电压值,并填表1。

2三相桥式全控整流电路(1按下实验台红色“停止”按钮后,按图3(a连接主电路。

查线后,按下绿色“启动”按钮,接通电源。

(2调节给定电位器RP1,增加移相电压U g,使α角在30°~90°范围内调节。

(3记录α=30°、60°及90°时的整流电压U d的电压值和交流输入相电压U2的电压有效值,并填表2。

用示波器观察并记录α=30°、60°及90°时的整流电压U d的波形。

计算公式: U d =2.34U 2cos α (α =0°~60°, U d =2.34U 2[1+cos (α +3π] (α =60°~ 120° 3三相桥式有源逆变电路(1按下实验台红色“停止”按钮后,按图4(a 连接主电路。

查线后,按下绿色“启动”按钮,接通电源。

(2调节给定电位器RP 1,增加移相电压U g ,使α角在90°~150°范围内调节。

(3记录α =90°、120°及150°时的整流电压U d 的电压值和交流输入相电压U 2的电压有效值,并填表3。

用示波器观察并记录α =90°、120°及150°时的整流电压U d 的波形。

注意:进行有源逆变实验时,α 的角度必须在90°以上。

计算公式:U d =2.34U 2cos α (α=90°~150° 5.实验报告用坐标纸绘图:(1画出电路的移相特性U d =f(α曲线;(2作出整流电路的输入-输出特性U d /U 2=f (α;(3画出三相桥式全控整流电路时,α角为30°、60°、90°时的U d 波形;(4画出三相桥式有源逆变电路时,α角为150°、120°、90°时的U d 波形。

6.注意事项:(1双踪示波器有两个探头,可同时观测两路信号,但这两探头的地线都与示波器的外壳相连,所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上,否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。

为此,为了保证测量的顺利进行,可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘,只使用其中一路的地线,这样从根本上解决了这个问题。

当需要同时观察两个信号时,必须在被测电路上找到这两个信号的公共点,将探头的地线接于此处,探头各接至被测信号,只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号,而不发生意外。

(2在本实验中,主电路的触发脉冲信号由挂件NMCL-33F 内部电路直接送入晶闸管的门极和阴极,不需要进行线路连接。