【文章內(nèi)容簡介】 整流電路實(shí)驗(yàn)Ud和U2記錄表α30?60?90?U2Ud(記錄值)Ud/U2Ud(計算值)計算公式：Ud= (0～60O) Ud=[1+cos(a+)] (60o～120o)三相橋式有源逆變電路β30?60?90?U2Ud(記錄值)Ud/U2Ud(計算值)計算公式：Ud=(180176。β)，將DJK06上的”給定”輸出調(diào)到零(逆時針旋到底)，將電阻器放在最大阻值處，按下”啟動”按鈕，調(diào)節(jié)給定電位器，增加移相電壓，使β角在30176?！?0176。范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同時，根據(jù)需要不斷調(diào)整負(fù)載電阻R，()。用示波器觀察并記錄β=30176。、60176。、90176。時電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形。故障現(xiàn)象的模擬當(dāng)β=60176。時，將觸發(fā)脈沖鈕子開關(guān)撥向”斷開”位置，模擬晶閘管失去觸發(fā)脈沖時的故障，觀察并記錄這時的Ud、UVT波形的變化情況。八、實(shí)驗(yàn)報告畫出電路的移相特性Ud =f(α)。畫出觸發(fā)電路的傳輸特性α =f(Uct)。畫出α=30176。、60176。、90176。、120176。、150176。時的整流電壓Ud和晶閘管兩端電壓UVT的波形。簡單分析模擬的故障現(xiàn)象。九、注意事項(xiàng)為了防止過流，啟動時將負(fù)載電阻R調(diào)至最大阻值位置。三相不控整流橋的輸入端可加接三相自耦調(diào)壓器，以降低逆變用直流電源的電壓值。有時會發(fā)現(xiàn)脈沖的相位只能移動120176。左右就消失了，這是因?yàn)锳、C兩相的相位接反了，這對整流狀態(tài)無影響，但在逆變時，由于調(diào)節(jié)范圍只能到120176。，使實(shí)驗(yàn)效果不明顯，用戶可自行將四芯插頭內(nèi)的A、C相兩相的導(dǎo)線對調(diào)，就能保證有足夠的移相范圍。 實(shí)驗(yàn)五 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆崭鞣N電力電子器件的工作特性。掌握各器件對觸發(fā)信號的要求。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號型　　號備　　　注1DJK01 電源控制屏包含”三相電源輸出”，”勵磁電源”等幾個模塊。2DJK06 給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含”二極管”以及”開關(guān)”。3DJK07 新器件特性實(shí)驗(yàn)4DJK09 單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載5萬用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理： 新器件特性實(shí)驗(yàn)原理圖將電力電子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五種)和負(fù)載電阻R串聯(lián)后接至直流電源的兩端，由DJK06上的給定為新器件提供觸發(fā)電壓信號，給定電壓從零開始調(diào)節(jié)，直至器件觸發(fā)導(dǎo)通，從而可測得在上述過程中器件的V/A特性；圖中的電阻R用DJK09上的可調(diào)電阻負(fù)載，將兩個90Ω的電阻接成串聯(lián)形式，；直流電壓和電流表可從DJK01電源控制屏上獲得，五種電力電子器件均在DJK07掛箱上；直流電源從電源控制屏的輸出接DJK09上的單相調(diào)壓器，然后調(diào)壓器輸出接DJK09上整流及濾波電路，從而得到一個輸出可以由調(diào)壓器調(diào)節(jié)的直流電壓源。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容晶閘管（SCR）特性實(shí)驗(yàn)?？申P(guān)斷晶閘管（GTO）特性實(shí)驗(yàn)。功率場效應(yīng)管（MOSFET）特性實(shí)驗(yàn)。大功率晶體管（GTR）特性實(shí)驗(yàn)。絕緣雙極性晶體管（IGBT）特性實(shí)驗(yàn)。五、預(yù)習(xí)要求閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)電力電子器件的章節(jié)。六、思考題各種器件對觸發(fā)脈沖要求的異同點(diǎn)？七、實(shí)驗(yàn)方法首先將晶閘管（SCR）接入主電路，在實(shí)驗(yàn)開始時，將DJK06上的給定電位器RP1沿逆時針旋到底，S1撥到”正給定”側(cè)，S2撥到”給定”側(cè)，單相調(diào)壓器逆時針調(diào)到底，DJK09上的可調(diào)電阻調(diào)到阻值為最大的位置；打開DJK06的電源開關(guān)，按下控制屏上的”啟動”按鈕，然后緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器，同時監(jiān)視電壓表的讀數(shù)，當(dāng)直流電壓升到40V時，停止調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器(在以后的其他實(shí)驗(yàn)中，均不用調(diào)節(jié))；調(diào)節(jié)給定電位器RP1，逐步增加給定電壓，監(jiān)視電壓表、電流表的讀數(shù)，當(dāng)電壓表指示接近零（表示管子完全導(dǎo)通），停止調(diào)節(jié)。 SCR給定電壓、回路電流、管壓降數(shù)據(jù)記錄表UgIdUv按下控制屏的”停止”按鈕，將晶閘管換成可關(guān)斷晶閘管（GTO），重復(fù)上述步驟。 GTO給定電壓、回路電流、管壓降數(shù)據(jù)記錄表UgIdUv按下控制屏的”停止”按鈕，換成功率場效應(yīng)管（MOSFET），重復(fù)上述步驟。 MOSFET給定電壓、回路電流、管壓降數(shù)據(jù)記錄表UgIdUv按下控制屏的”停止”按鈕，換成大功率晶體管（GTR），重復(fù)上述步驟。 GTR給定電壓、回路電流、管壓降數(shù)據(jù)記錄表UgIdUv按下控制屏的”停止”按鈕，換成絕緣雙極性晶體管（IGBT），重復(fù)上述步驟。 IGBT給定電壓、回路電流、管壓降數(shù)據(jù)記錄表UgIdUv八、實(shí)驗(yàn)報告根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，繪出各器件的輸出特性。九、注意事項(xiàng)為保證功率器件在實(shí)驗(yàn)過程中避免功率擊穿，應(yīng)保證管子的功率損耗(即功率器件的管壓降與器件流過的電流乘積)小于8W。為使GTR特性實(shí)驗(yàn)更典型。 實(shí)驗(yàn)六 升、降壓與復(fù)合斬波電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庵绷鲾夭娐吩陔姍C(jī)負(fù)荷時的應(yīng)用原理。了解復(fù)合斬波器供電的直流電動機(jī)傳動系統(tǒng)中，斷流、逆流等工作狀態(tài)時的電壓、電流波形和形成條件。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件、降壓與復(fù)合斬波電路所需掛件及附件序號型 號備 注 1DJK01電源控制屏該控制屏包含”三相電源輸出”、”勵磁電源”等幾個模塊2DJK09單相調(diào)壓與可調(diào)負(fù)載3DJK27升、降壓與復(fù)合斬波電路4DD032電機(jī)導(dǎo)軌﹑測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表或DD033電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表5DJ131 直流發(fā)電機(jī)6DJ15 直流并勵電動機(jī)7雙蹤示波器自備8萬用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理 降壓斬波電路原理圖及波形直流斬波電路的種類很多，其中典型用途之一是拖動直流電機(jī)，當(dāng)負(fù)載是直流電機(jī)時，電路中會出現(xiàn)反電動勢，而無需另配置大電感和大電容，電路會變得十分簡單。降壓斬波電路 ，因此稱為降壓斬波電路。若負(fù)載中L值較少，或ton較小，或E較小，則在可控器件V關(guān)斷后，到了t2時刻，負(fù)載電流已衰減至零會出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)的情況。圖中(c)表明了電流斷續(xù)時的波形情況。升壓斬波電路，由于電感L和電容C的存在，從電原理可分析輸出電壓 ，因此稱為升壓斬波電路。 升壓斬波一般電路原理圖當(dāng)升壓斬波電路用于直流電動機(jī)傳動時，通常是在直流電動機(jī)再生制動時把電能回饋給直流電源，圖中的L為直流電機(jī)的等效電感，由于實(shí)際電路中電感L值不可能為無窮大，因此該電路和降壓斬波電路一樣，也有電動機(jī)電樞電流連續(xù)和斷續(xù)兩種工作狀態(tài)。還需說明的是，而此時的直流電源相當(dāng)于圖中電路中的負(fù)載，由于直流電源的電壓基本是恒定的，因此不必并聯(lián)電容器。從圖中可看出，當(dāng)txtoff時，電路為電流斷續(xù)工作，txtoff是電流斷續(xù)的條件，注意在升壓電路中，電流是逆向流動的。復(fù)合電流可逆斬波電路當(dāng)斬波電路用于拖動直流電動機(jī)時，常要使電動機(jī)既可電動運(yùn)行，又能再生制動，將能量回饋電源，降壓斬波電路在拖動直流電動機(jī)時，電動機(jī)工作于第一象限，升壓斬波電路中，電動機(jī)工作于第二象限，復(fù)合電流可逆斬波電路將降壓斬波電路與升壓斬波電路組合在一起，在拖動直流電動機(jī)時，電動機(jī)的電樞電流可正可負(fù)，但電壓只能是一種極性，故其可工作于第一象限和第二象限。圖中L、R為電動機(jī)電樞的等效電感和電阻。在該電路中，V1和VD1構(gòu)成降壓斬波電路。由電源向直流電動機(jī)供電，電動機(jī)為電動運(yùn)行，工作于第一象限，V2和VD2構(gòu)成升壓斬波電路，把直流電動機(jī)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伒诫娫?，使電動機(jī)再生制動運(yùn)行，工作于第二象限。需要注意的是若V1和V2同時導(dǎo)通，將導(dǎo)致電源短路，因此，V1和V2的柵極觸發(fā)脈沖在時間上必須錯開。從圖中可看出，當(dāng)電路工作于復(fù)合電流可逆斬波電路時，VVDVVD2四個器件將依次導(dǎo)通。實(shí)驗(yàn)電原理圖。 DJK27電流可逆斬波實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容控制與驅(qū)動電路的測試。三種直流斬波器的測試。五、實(shí)驗(yàn)方法控制與驅(qū)動電路的測試(1)啟DJK27控制電路電源開關(guān)(2)用萬用表測量Ur用雙蹤示波器兩路探頭分別觀察SG3525的第11腳，第14腳波形。(3)調(diào)節(jié)PWM電位器，記錄PWM頻率、幅值，最大、最小占空比以及相應(yīng)的Ur值。記錄兩路PWM的相位差，以及兩路之間最小的”死區(qū)”時間。降壓斬波電路的測試(1)聯(lián)結(jié)AA39。、DD39。，斷開BB39。、CC39。，開啟DJK01電源控制屏，按原理圖，聯(lián)結(jié)電動機(jī)、發(fā)電機(jī)和直流電壓，用電動機(jī)拖動發(fā)電機(jī)。(2)用雙蹤示波器兩路探頭分別觀察Uo和io。電樞電壓控制在230V，記錄最大、最小PWM占空比時的電機(jī)轉(zhuǎn)速，觀察加大負(fù)荷時的Uo和io 變化情況，記錄臨界斷流時的PWM占空比。(3)在最大占空比的情況下，逐步降低電樞電壓，記錄臨界斷流時的電樞電壓值。升壓斬波電路的測試(1)聯(lián)結(jié)BB39。、CC39。，斷開AA39。、DD39。，開啟DJK01電源控制屏、按原理圖聯(lián)結(jié)電動機(jī)、發(fā)電機(jī)和直流電壓，用電動機(jī)拖動發(fā)電機(jī)，電樞電壓控制在70V 。(2)重復(fù)降壓斬波電路測試的2)、3)。復(fù)合斬波電路的測試(1)聯(lián)結(jié)AA39。、BB39。、CC39。、DD39。用電動機(jī)拖動發(fā)電機(jī)。(2)重復(fù)降壓斬波電路測試的2)、3)。六、實(shí)驗(yàn)報告將以上測試的要求整理成實(shí)驗(yàn)報告，討論分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種波形。七、注意事項(xiàng)用示波器雙蹤觀察時，注意共地，探頭應(yīng)衰減10倍，以避免高壓輸入示波器。 實(shí)驗(yàn)七 單相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜び秒p向可控硅組成的交流調(diào)壓電路的結(jié)構(gòu)與工作原理。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號型 號備 注1DJK01 電源控制屏2DJK22 單相交流調(diào)壓/調(diào)功電路3慢掃描雙蹤示波器自備4萬用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理將一種形式的交流電變成另一種形式的交流電，可以通過改變電壓、電流、頻率和相位等參數(shù)。只改變相位而不改變交流電頻率的控制，在交流電力控制中稱為交流調(diào)壓。圖318 單相交流調(diào)壓電路 單相交流調(diào)壓電路本實(shí)驗(yàn)采用雙向可控硅BCR（Z0409MF）取代由兩個單向可控硅SCR反并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式，并利用RC充放電電路和雙向觸發(fā)二極管DB3的特點(diǎn)，在每半個周波內(nèi)，通過對雙向可控硅的通斷進(jìn)行移相觸發(fā)控制，可以方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。，正負(fù)半周控制角α的起始時刻均為電源電壓的過零時刻，且正負(fù)半周的控制角相等，可見負(fù)載兩端的電壓波形只是電源電壓波形的一部份。在電阻性負(fù)載下，負(fù)載電流和負(fù)載電壓的波形相同，α角的移相范圍為0≤α≤π， α=0時，相當(dāng)于可控硅一直導(dǎo)通， 輸入電壓為最大值，U0=Ui燈最亮；隨著α的增大，U0逐漸降低，燈的亮度也由亮變暗，直至α=π時，U0=0，燈熄滅。此外α=0時，功率因數(shù)cosφ=1，隨著α的增大，輸入電流滯后于電壓且發(fā)生畸變，cosφ也逐漸降低，且對電網(wǎng)電壓電流造成諧波污染。交流調(diào)壓電路已廣泛用于調(diào)光控制，異步電動機(jī)的軟起動和調(diào)速控制。和整流電路一樣，交流調(diào)壓電路的工作情況也和負(fù)載的性質(zhì)有很大的關(guān)系，在阻感負(fù)載時，若負(fù)載上電壓電流的相位差為φ，則移相范圍為φ≤α≤π，詳細(xì)分析從略。 單相交流調(diào)壓電路波形圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交流調(diào)壓電路的測試。