【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 反饋環(huán)節(jié)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成。其原理如圖 120 所示。 在圖 120中“ 3”端為信號(hào)輸入端，二極管 VD1和 VD2起運(yùn)放輸入限幅，保護(hù)運(yùn)放的作用。二極管 VD VD4和電位器 RP RP2組成正負(fù)限幅可調(diào)的限幅電路。由 C R3組成微分反饋校正環(huán)節(jié)，有助于抑制振蕩，減少超調(diào)。 R C5組成速度環(huán)串聯(lián)校正環(huán)節(jié) ，其電阻、電容均從 DJK08掛件上獲得。改變 R7的阻值改變了系統(tǒng)的放大倍數(shù)，改變 C5的電容值改變了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。 RP3為調(diào)零電位器。 電位器 RP RP RP3 均安裝面板上。電阻 R電容 C1 和電容 C5 兩端在面板上裝有接線柱，可根據(jù)需要外接電阻及電容，一般在自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中作為速度調(diào)節(jié)器使用。 17 圖 120 調(diào)節(jié)器 I 原理圖 反號(hào)器 (AR) 反號(hào)器由運(yùn)算放大器及相關(guān)電阻組成，用于調(diào)速系統(tǒng)中信號(hào)需要倒相的場(chǎng)合，如圖 121。 圖 121 反號(hào)器原理圖 反號(hào) 器的輸入信號(hào) U1由運(yùn)算放大器的反相輸入端輸入，故輸出電壓 U2為： U2 = （ RP1+R3） /R1 U1 調(diào)節(jié)電位器 RP1的滑動(dòng)觸點(diǎn)，改變 RP1的阻值，使 RP1+R3=R1，則 U2 = U1 輸入與輸出成倒相關(guān)系。電位器 RP1 裝在面板上，調(diào)零電位器 RP2 裝在內(nèi)部線路板上（在出廠前我們已經(jīng)將運(yùn)放調(diào)零，用戶不需調(diào)零）。 調(diào)節(jié)器 II 調(diào)節(jié)器 II 由運(yùn)算放大器、限幅電路、互補(bǔ)輸出、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)及反饋?zhàn)杩咕W(wǎng)絡(luò)等環(huán)節(jié)組成，工作原理基本上與調(diào)節(jié)器 I 相同，其原理圖如圖 122 所示。 調(diào)節(jié)器 II 也可當(dāng)作 調(diào)節(jié)器 I 使用。元 件 RP RP RP3 均裝在面板上，電容 C電容 C7 和電阻 R13 的數(shù)值可根據(jù)需要，由外接電 18 阻、電容來改變，一般在自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中作為電流調(diào)節(jié)器使用。 調(diào)節(jié)器 II 與 調(diào)節(jié)器 I 相比，增加了幾個(gè)輸入端，其中“ 3”端接推β信號(hào)，當(dāng)主電路輸出過流時(shí)，電流反饋與過流保護(hù)的“ 3”端輸出一個(gè)推 β 信號(hào)（高電平）信號(hào)，擊穿穩(wěn)壓管，正電壓信號(hào)輸入運(yùn)放的反向輸入端，使調(diào)節(jié)器的輸出電壓下降，使α角向 180 度方向移動(dòng)，使晶閘管從整流區(qū)移至逆變區(qū)，降低輸出電壓，保護(hù)主電路?！? 7”端接邏輯控制器的相應(yīng)輸出端，當(dāng)有高電平輸入時(shí)，擊 穿穩(wěn)壓管，三極管 V V5 導(dǎo)通，將相應(yīng)的輸入信號(hào)對(duì)地短接。在邏輯無環(huán)流實(shí)驗(yàn)中“ 6”端同為輸入端，其輸入的值正好相反，如果兩路輸入都有效的話，兩個(gè)值正好抵消為零，這時(shí)就需要通過“ 7”端的電壓輸入來控制。在同一時(shí)刻，只有一路信號(hào)輸入起作用，另一路信號(hào)接地不起作用。 圖 122 調(diào)節(jié)器 II 原理圖 電壓隔離器（ TVD） 電壓隔離器的目的是為電壓環(huán)提供電壓反饋信號(hào)，在本實(shí)驗(yàn)裝置中采用 WB121 電壓傳感器，它利用線性光耦隔離，對(duì)輸入的直流電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并轉(zhuǎn)變?yōu)檫m當(dāng)?shù)碾妷褐递敵?，通過調(diào)節(jié)電位器 RP1，可得到所需的電壓反饋系數(shù)。 WB121 的主要技術(shù)指標(biāo)如下： 輸入電壓范圍： 0 300V 輸出電壓范圍： 0 10V 測(cè)量精度： 級(jí) 輸出負(fù)載能力： 5mA(DC) 圖 123 電壓隔離器 七、 DJK07掛件（新器件特性實(shí)驗(yàn)） 該掛件裝有 SCR(單向晶閘管 )、 MOSFET(功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 )、 IGBT(絕緣雙極性晶體管 )、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管 )、 GTR(大功率晶體管 ) 五種功率器件。與 DJK06等掛件配合使用，可完成 19 SCR、 MOSFET、 IGBT、 GTO、 GTR的特性實(shí)驗(yàn)，測(cè)定新器件的特性曲線；與 DJK12等掛件配合使用，可完成 MOSFET、 IGBT、 GTO、 GTR的驅(qū)動(dòng)及保護(hù)實(shí)驗(yàn)。面板圖如 134所示： 圖 134 DJK07面板圖 第二章 電力電子及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)的基本要求 和安全操作說明 《半導(dǎo)體變流技術(shù)》、《電力電子技術(shù)》是電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化等專業(yè)的三大電子技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》、《電機(jī)控制》是這些專業(yè)重要的專業(yè)課。上述課程涉及面廣，內(nèi)容包括電力、電子、控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，而實(shí) 驗(yàn)環(huán)節(jié)是這些課程的重要組成部分。通過實(shí)驗(yàn)，可以加深對(duì)理論的理解，培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力和分析、解決問題的能力。 11 實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和要求 電力電子技術(shù)與電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容較多、較新，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也比較復(fù)雜，系統(tǒng)性較強(qiáng)。電力電子技術(shù)與電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)是上述課程理論教學(xué)的重要的補(bǔ)充和繼續(xù)，而理論教學(xué)則是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)去分析和解決實(shí)際系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題，提高動(dòng)手能力；同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論，促使理論和實(shí)踐相結(jié)合，使認(rèn)識(shí)不斷提高、深化。具體地說，學(xué)生在完成指定的實(shí)驗(yàn)后，應(yīng) 具備以下能力 : (1)掌握電力電子變流裝置主電路、觸發(fā)或驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成及調(diào)試方法，能初步設(shè)計(jì)和應(yīng)用這些電路。 (2)掌握交、直流電機(jī)控制系統(tǒng)的組成和調(diào)試方法，系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)量和整定方法。 (3)能設(shè)計(jì)交、直流電機(jī)控制系統(tǒng)的具體實(shí)驗(yàn)線路，列出實(shí)驗(yàn)步驟。 (4)熟悉并掌握基本實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試儀器的性能及使用方法。 (5)能夠運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行分析和處理，解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題。 (6)能夠綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 20 本書介紹了 50 余個(gè)電力電 子技術(shù)、電機(jī)控制及控制理論方面的實(shí)驗(yàn)。電力電子技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)可以完成三相全控整流及有源逆變電路、單相整流電路及各類觸發(fā)電路、交流調(diào)壓電路、自關(guān)斷電力電子器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路等實(shí)驗(yàn)，直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)可選擇雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)、邏輯無環(huán)流可逆直流凋速系統(tǒng)、三閉環(huán)錯(cuò)位選觸無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)、雙閉環(huán)直流 PWM(H 橋 )調(diào)速系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)則可進(jìn)行雙閉環(huán)異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、雙閉環(huán)異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 、三相異步電機(jī)正弦波脈寬調(diào)制（ SPWM）變頻調(diào)速、三相異步電機(jī)空間電壓矢量（ SVPWM） 變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)和三次諧波注入的馬鞍波變頻調(diào)速等實(shí)驗(yàn)。 12 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備即為實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)階段，是保證實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行的必要步驟。每次實(shí)驗(yàn)前都應(yīng)先進(jìn)行預(yù)習(xí)，從而提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和效率，否則就有可能在實(shí)驗(yàn)時(shí)不知如何下手，浪費(fèi)時(shí)間，完不成實(shí)驗(yàn)要求，甚至有可能損壞實(shí)驗(yàn)裝置。因此，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)做到： (1)復(fù)習(xí)教材中與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的內(nèi)容，熟悉與本次實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)。 (2)閱讀本教材中的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，了解本次實(shí)驗(yàn)的目的和內(nèi)容；掌握本次實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理和方法；明確實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題。 (3)寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，其中應(yīng) 包括實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的詳細(xì)接線圖、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)記錄表格等。 (4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組，一般情況下，電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)分組為每組 1～ 2 人，交、直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)小組為每組 2～ 3 人。 13 實(shí)驗(yàn)實(shí)施 在完成理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)等環(huán)節(jié)后，就可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段。實(shí)驗(yàn)時(shí)要做到以下幾點(diǎn)： (1)實(shí)驗(yàn)開始前，指導(dǎo)教師要對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告作檢查，要求學(xué)生了解本次實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容和方法，只有滿足此要求后，方能允許實(shí)驗(yàn)。 (2)指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置作介紹，要求學(xué)生熟悉本次實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器，明確這些設(shè)備的功能與使用方法。 (3)按實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)小組成員應(yīng)進(jìn)行明確的分工，以保證實(shí)驗(yàn)操作協(xié)調(diào)，記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，各人的任務(wù)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中實(shí)行輪換，以便實(shí)驗(yàn)參加者能全面掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)，提高動(dòng)手能力。 (4)按預(yù)習(xí)報(bào)告上的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)詳細(xì)線路圖進(jìn)行接線，一般情況下，接線次序?yàn)橄戎麟娐?，后控制電路；先串?lián)，后并聯(lián)。在進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，也可由 2 人同時(shí)進(jìn)行主電路和控制電路的接線。 (5)完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)接線后，必須進(jìn)行自查。串聯(lián)回路從電源的某一端出發(fā)，按回路逐項(xiàng)檢查各儀表、設(shè)備、負(fù)載的位置、極性等是否正確 。并聯(lián)支路則檢查其兩端的連接點(diǎn)是否在 指定的位置。距離較遠(yuǎn)的兩連接端必須選用長(zhǎng)導(dǎo)線直接跨接，不得用 2 根導(dǎo)線在實(shí)驗(yàn)裝置上的某接線端進(jìn)行過渡連接。 (6)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按實(shí)驗(yàn)教材所提出的要求及步驟，逐項(xiàng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和操作。除作階躍啟動(dòng)試驗(yàn)外 ,系統(tǒng)啟動(dòng)前，應(yīng)使負(fù)載電阻值最大，給定電位器處于零位；測(cè)試記錄點(diǎn)的分布應(yīng)均勻；改接線路時(shí)，必須斷開主電源方可進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否正常，所得數(shù)據(jù)是否合理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與理論相一致。 (7)完成本次實(shí)驗(yàn)全部?jī)?nèi)容后，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、記錄的波形。經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后方可拆除接線，整理好連接線、儀器、工具，使之物歸 原位。 21 14 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 實(shí)驗(yàn)的最后階段是實(shí)驗(yàn)總結(jié)，即對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、繪制波形和圖表、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。每位實(shí)驗(yàn)參與者都要獨(dú)立完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫應(yīng)持嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。如實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論有較大出入時(shí)，不得隨意修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，不得用湊數(shù)據(jù)的方法來向理論靠攏，而是用理論知識(shí)來分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，找出引起較大誤差的原因。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一般格式如下 : (1)實(shí)驗(yàn)名稱、專業(yè)、班級(jí)、實(shí)驗(yàn)學(xué)生姓名、同組者姓名和實(shí)驗(yàn)時(shí)間。 (2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)線 路、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 (3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器、儀表的型號(hào)、規(guī)格、銘牌數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)裝置編號(hào)。 (4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、列表、計(jì)算，并列出計(jì)算所用的計(jì)算公式。 (5)畫出與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的特性曲線及記錄的波形。 (6)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，得出明確的結(jié)論。 (7)對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的某些現(xiàn)象、遇到的問題進(jìn)行分析、討論，寫出心得 體會(huì)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)提出自己的建議和改進(jìn)措施。 (8)實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)寫在一定規(guī)格的報(bào)告紙上，保持整潔。 (9)每次實(shí)驗(yàn)每人獨(dú)立完成一份報(bào)告，按時(shí)送交指導(dǎo)教師批閱。 實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程 為了順利完成 電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)時(shí)人身安全與設(shè)備可靠運(yùn)行要嚴(yán)格遵守如下安全操作規(guī)程： (1)在實(shí)驗(yàn)過程時(shí)，絕對(duì)不允許實(shí)驗(yàn)人員雙手同時(shí)接到隔離變壓器的兩個(gè)輸出端，將人體作為負(fù)載使用。 (2)為了提高學(xué)生的安全用電常識(shí)，任何接線和拆線都必須在切斷主電源后方可進(jìn)行。 (3)為了提高實(shí)驗(yàn)過程中的效率，學(xué)生獨(dú)立完成接線或改接線路后，應(yīng)仔細(xì)再次核對(duì)線路，并使組內(nèi)其他同學(xué)引起注意后方可接通電源。 (4)如果在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生過流告警，應(yīng)仔細(xì)檢查線路以及電位器的調(diào)節(jié)參數(shù)，確定無誤后方能重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (5)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意 所接儀表的最大量程，選擇合適的負(fù)載完成實(shí)驗(yàn)，以免損壞儀表、電源或負(fù)載。 (6)電源控制屏以及各掛件所用保險(xiǎn)絲規(guī)格和型號(hào)是經(jīng)我們反復(fù)實(shí)驗(yàn)選定的，不得私自改變其規(guī)格和型號(hào)，否則可能會(huì)引起不可預(yù)料的后果。 (7)在完成電流、轉(zhuǎn)速閉環(huán)實(shí)驗(yàn)前一定要確保反饋極性是否正確，應(yīng)構(gòu)成負(fù)反饋，避免出現(xiàn)正反饋，造成過流。 (8)除作階躍起動(dòng)試驗(yàn)外，系統(tǒng)起動(dòng)前負(fù)載電阻必須放在最大阻值，給定電位器必須退回至零位后，才允許合閘起動(dòng)并慢慢增加給定，以免元件和設(shè)備過載損壞。 (9)在直流電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，要先開勵(lì)磁電源，后加電樞電壓。在完成實(shí)驗(yàn) 時(shí)，要先關(guān)電樞電壓，再關(guān)勵(lì)磁電源。 22 第三章 電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn) 本章節(jié)介紹電力電子技術(shù)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，其中包括單相、三相整流及有源逆變電路，直流斬波電路原理，單相、三相交流調(diào)壓電路，單相并聯(lián)逆變電路，晶閘管 (SCR)、門極可關(guān)斷晶閘管 (GTO)、功率三極管 (GTR)、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET)、 絕緣柵雙極性晶體管 (IGBT)等新器件的特性及驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)一 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? (1)熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及電路中各元件 的作用。 (2)掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。 二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件 序號(hào) 型 號(hào) 備 注 1 DJK01 電源控制屏 該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個(gè)模塊。 2 DJK031 晶閘管觸發(fā)電路 該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”等模塊。 3 雙蹤示波器 自備 三、實(shí)驗(yàn)線路及原理 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理已在 13節(jié)中作過介紹。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。 (2)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)電壓波形的觀察。 23 五、預(yù)習(xí)要求 閱讀本教材 13 節(jié)及電力電子技術(shù) 教材中有關(guān)單結(jié)晶體管的內(nèi)容，弄清單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。 六、思考題 (1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中 C1 的數(shù)值有什么關(guān)系 ? (2)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍能否達(dá)到 180176。? 七、實(shí)驗(yàn)方法 (1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的觀測(cè) 將 DJK01電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè) ,使輸出線電壓為 200V（不能打到“交流調(diào)速”側(cè)工作，因?yàn)?DJK031的正常工作電源電壓為 220V 1