电力电子实验指导书武汉大学电气工程学院2006 年 4 月目 录 型电力电子教学实验台介绍 .锯齿波同步移相触发电路实验 .单相桥式全控整流电路实验 .验三 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 .相交流调压电路实验 .缘栅双极型晶体管（性与驱动电路研究 .验六 单相正弦波（变电源研究 .验七 直流斩波电路的性能研究 . 型电力电子教学实验台介绍一、特点（1）采用组件式结构，可根据不同内容进行组合，故结构紧凑，使用方便灵活，并且可随着功能的扩展只需增加组件即可，能在一套装置上完成电力电子学课程的主要实验。（2）装置布局合理，外形美观，面板示意图明确，直观，学生可通过面板的示意查寻故障，分析工作原理。电机采用导轨式安装，更换机组简捷，方便，所采用的电机经过特殊设计，其参数特性能模拟 3右的通用实验机组，能给学生正确的感性认识。除实验控制屏外，还设置有实验用台，内可放置机组，实验组件等，并有可活动的抽屉，内可放置导线，工具等，使实验更方便。（3）实验线路典型，配合教学内容，满足教学大纲要求。控制电路全部采用模拟和数字集成芯片，可靠性高，维修，检测方便。触发电路采用数字集成电路双窄脉冲。（4）装置具有较完善的过流、过压、收、熔断器等保护功能，提高了设备的运行可靠性和抗干扰能力。（5）面板上有多只发光二极管指示每一个脉冲的有无和熔断器的通断。触发脉冲可外加，也可采用内部的脉冲触发可控硅，并可模拟整流缺相和逆变颠覆等故障现象。二、技术参数（1）输入电源： 380V 10% 50）工作条件：环境温度：5 40075%海 拔：1000m（3）装置容量：1）电机容量：200W（5）外形尺寸：长 1800 宽 700 1300 宽 700三、实验项目（1）锯齿波同步移相触发电路（2）单相桥式全控整流电路*（3）三相桥式全控整流及有源逆变电路（4）单相交流调压电路（5）绝缘栅双极型晶体管（性及其驱动电路的研究*（6）单相正弦波（变电路实验*（7）直流斩波电路（升压斩波、降压斩波）的性能研究3实验一 锯齿波同步移相触发电路实验一、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。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。 三、实验线路及原理 型实验台主控制屏上 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列教学实验台主控制屏：）31 低压控制电路及仪表）52 电源控制屏）543 齿波同步移相触发电路2双踪示波器（002）3万用表五实验方法及步骤1将 型实验台主控制屏上的 2 电源控制面板上的三相交流电输出线电压（220V）U 1、V 1 分别与 43 面板上的同步电压 1 端、2 端用导线相连。将 型 实 验 台 主 控 制 屏 上 的 31 低 压 控 制 电 路 及 仪 表 面 板 上 的 543 面板上的 导线相连，见图 1 1 其中电位器 控制 角。2调节脉冲移相范围打开 2 电源控制面板左下角的电源开关,将 1 面板上的电位器 时针旋到底使“U g”输出电压为 0V，即控制电压 零，控制角 =180。按 2 电4源控制面板上的绿色闭合键，调节 1 的给定电位器 加 察脉冲的移动情况，要求 时， =180，=30 ，以满足移相范围 =30180的要求。用示波器观察 压（即“7” 孔）及 压（即“5” 孔）的波形变化。3调节 =60，用示波器观察 4 3 锯齿波同步移相触发电路各孔的电压波形（孔 3、U 4、U 5、U 6）及输出脉冲 相位关系并记录标出其幅值与宽度。 六、实验报告1整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。2总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，移相范围的大小与哪些参数有关？3讨论分析其它实验现象。图 11 锯齿波同步移相触发电路接线图5实验二 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、电阻电感性负载时的工作。3熟悉 43 锯齿波触发电路的工作。二、实验线路及原理见图 21。注：1）G 2、 4 接 1 接 3 接 载 44 的两组 300 电阻串联；3）电感 L 为 7001 单相桥式全控整流三、实验内容1单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。62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列教学实验台主控制屏：）52 电源控制屏）31 低压控制电路及仪表）541 三相变压器）543 齿波移相触发电路）544 电阻、电感性负载f45 二级管253 组件 触发电路及晶闸管主回电路3双踪示波器（002）4万用表五、注意事项1电阻 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。2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。3543 面板的锯齿波触发脉冲需用导线连到 3 面板，应注意连线不可接错，否则易成损坏可控硅。同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约 30180） ，可尝试改变同步电压极性。4示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。六、实验方法及步骤1单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。a）将 型实验台主控制屏上的 2 电源控制面板上的三相交流电输出线电压（220V）U 1、V 1 与 43 面板上的同步电压 1 端、2 端用导线相连。 43 面板上的 1 面板上的 导线相连。将 1 面板上的给定电位器 时针调到底，使 ，控制角 为最大。b）打开 2 电源控制面板左下角的带锁电源开关，按绿色闭合键，用示波器检7查 齿波移相触发电路是否有脉冲输出。c）断开 2 电源控制面板上的电源开关，按图 21 所示连接将其中的“”与“”点用导线连接接上电阻负载（可采用两只 300 电阻串联） ，并将 44 面板上的 阻负载调到最大。d）合上 2 电源控制面板上的电源开关，调节 1 面板上的给定电位器 时针方向） 。顺时针调方向逐渐增大，定电压逐渐增大，使 角逐渐减小，求取在不同角（0 、30、60、90）时整流电路的输出电压 Ud=f（t） ，晶闸管的端电压 f（t）的波形，并记录相应 时的 d 和交流输入电压 。2单相桥式全控整流电路供电给电阻电感性负载断开 2 电源控制面板上的电源开关，断开电阻负载 采用两只 300 电阻串联）短接线，再用导线将图 21 中的“a”与 “c”、 “b”与“d”用导线连接构成电阻电感性负载（L=700 。合上 2 电源控制面板上的电源开关，求取在不同控制电压 的输出电压Ud=f（t） ，负载电流 id=f（t）以及晶闸管端电压 f（t ）波形并记录相应 的 2 值。注意：负载电流不能过小，否则造成可控硅时断时续，可调节负载电阻 负载电流不能超过 零起调。断开 2 电源控制面板上的电源开关，改变电感值（L=100，观察=90，Ud=f（t） 、i d=f（t）的波形，并加以分析。注意：调节 1 面板上的给定电位器 加 前移时，若电流太大，可增加与 L 相串联的电阻加以限流。3单相桥式全控整流电路供给电感性负载将图 21 中的“a ”与“ c”、 “b”与“d”用导线连接构成电阻 电感性负载（L=700。调节负载电阻 时方向逐渐减小）为最小，调节 1 面板上的给定电位器 时针调方向逐渐增大，使 定电压逐渐增大， 角逐渐减小，求取=90时整流电路的输出电压 Ud=f（t） ，晶闸管的端电压 f（t ）的波形，并记录=90时的 d 和交流输入电压 。8七、实验报告1绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻负载情况下，当=0，30，60，90时的 形，并加以分析。2绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻电感性负载情况下，当=90时的 Ud、i d、U 形，并加以分析。3给出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电感性负载情况下，若=90时Ud、i d、U 形，并加以分析。4作出实验整流电路的输入输出特性 Ud=f（U ，触发电路特性 f（）及2=f（） 。5实验心