【正文】 圖19 單結晶體管觸發(fā)電路各點的電壓波形(α=900)工作原理簡述如下：由同步變壓器副邊輸出60V的交流同步電壓，經(jīng)VD1半波整流，再由穩(wěn)壓管VV2進行削波，從而得到梯形波電壓，其過零點與電源電壓的過零點同步，梯形波通過R7及等效可變電阻V5向電容C1充電，當充電電壓達到單結晶體管的峰值電壓UP時，單結晶體管V6導通，電容通過脈沖變壓器原邊放電，脈沖變壓器副邊輸出脈沖。圖17 DJK031面板圖單結晶體管觸發(fā)電路利用單結晶體管(又稱雙基極二極管)的負阻特性和RC的充放電特性，可組成頻率可調(diào)的自激振蕩電路，如圖18所示。DJK031掛件是晶閘管觸發(fā)電路專用實驗掛箱，面板如圖17所示。多數(shù)晶閘管電路要求觸發(fā)脈沖的前沿要陡，以實現(xiàn)精確的導通控制。(3)觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路電源必須同步，兩者頻率應該相同，而且要有固定的相位關系，使每一周期都能在同樣的相位上觸發(fā)。圖16 功放電路原理圖三、DJK031掛件（晶閘管觸發(fā)電路）晶閘管裝置的正常工作與其觸發(fā)電路的正確、可靠的運行密切相關，門極觸發(fā)電路必須按主電路的要求來設計，為了能可靠觸發(fā)晶閘管應滿足以下幾點要求:(1)觸發(fā)脈沖應有足夠的功率，觸發(fā)脈沖的電壓和電流應大于晶閘管要求的數(shù)值，并保留足夠的裕量。正橋控制端Ulf及反橋控制端Ulr這兩個端子用于控制正反橋功放電路的工作與否，當端子與地短接，表示功放電路工作，觸發(fā)電路產(chǎn)生的脈沖經(jīng)功放電路最終輸出；當端子懸空表示功放不工作；Ulf端子控制正橋功放，Ulr端子控制反橋功放。圖15 觸發(fā)電路原理圖正、反橋功放電路正、反橋功放電路的原理以正橋的一路為例，如圖16所示；由晶閘管觸發(fā)電路輸出的脈沖信號經(jīng)功放電路中的VV3三極管放大后由脈沖變壓器T1輸出。4069為反相器，它將部分控制信號反相，用以控制4066；KC42為調(diào)制信號發(fā)生器，對窄脈沖和寬脈沖進行高頻調(diào)制。的單窄脈沖(可在上面的VT1～VT6脈沖觀測孔觀測到)，窄脈沖經(jīng)KC41（六路雙脈沖形成器）后，得到六路雙窄脈沖(可在下面的VT1’～VT6’脈沖觀測孔觀測到)。三相同步電壓信號從三路KC04的“8”腳輸入，在其“4”腳相應形成線性增加的鋸齒波，移相控制電壓Uct和偏移電壓Ub經(jīng)疊加后，從“9”腳輸入。在面板上設有三相同步信號觀測孔、兩路觸發(fā)脈沖觀測孔。在由原KC0KC41和KC42三相集成觸發(fā)電路的基礎上，又增加了4064069芯片，可產(chǎn)生三相六路互差60176。鋸齒波斜率調(diào)節(jié)與觀測孔由外接的三相同步信號經(jīng)KC04集成觸發(fā)電路，產(chǎn)生三路鋸齒波信號，調(diào)節(jié)相應的斜率調(diào)節(jié)電位器，可改變相應的鋸齒波斜率，三路鋸齒波斜率在調(diào)節(jié)后應保證基本相同，使六路脈沖間隔基本保持一致，才能使主電路輸出的整流波形整齊劃一。觸發(fā)脈沖指示在觸發(fā)脈沖指示處設有鈕子開關用以控制觸發(fā)電路，當開關撥到左邊，綠色發(fā)光管亮，在觸發(fā)脈沖觀察孔處可觀測到后沿固定、前沿可調(diào)的寬脈沖鏈；當開關撥到右邊，紅色發(fā)光管亮，觸發(fā)電路產(chǎn)生雙窄脈沖。二、DJK021掛件(三相晶閘管觸發(fā)電路)該掛件裝有三相晶閘管觸發(fā)電路和正反橋功放電路等，面板圖如圖14所示。300V的帶鏡面直流電壓表、177。電抗器回路中串有3A熔絲保護，熔絲座裝在控制屏內(nèi)的電抗器旁。注意：如果在DZSZ1型上使用時，調(diào)節(jié)整流橋輸入的相電壓值不可超過200V，否則會造成整流橋處的壓敏電阻損壞。正、反橋鈕子開關從正、反橋脈沖輸入端來的觸發(fā)脈沖信號通過“正、反橋鈕子開關”接至相應晶閘管的門極和陰極；面板上共設有十二個鈕子開關，分為正、反橋兩組，分別控制對應的晶閘管的觸發(fā)脈沖；開關打到“通”側(cè)，觸發(fā)脈沖接到晶閘管的門極和陰極；開關打到“斷”側(cè)，觸發(fā)脈沖被切斷；通過關閉某幾個鈕子開關可以模擬晶閘管主電路失去觸發(fā)脈沖的故障情況。圖13 DJK02面板圖三相同步信號輸出端同步信號是從電源控制屏內(nèi)獲得，屏內(nèi)裝有D/Y接法的三相同步變壓器，和主電源輸出保持同相，其輸出相電壓幅度為15V左右，供三相晶閘管觸發(fā)電路(如DJK021等掛件)使用，從而產(chǎn)生移相觸發(fā)脈沖；只要將本掛件的12芯插頭與屏相連接，則輸出相位一一對應的三相同步電壓信號；信號接口的詳細引腳情況詳見附錄相關內(nèi)容。13 各掛件功能介紹以掛件的編號次序分別介紹其使用方法，并簡單說明其工作原理和單元電路原理圖。300V數(shù)字式直流電壓表和177。勵磁電源在按下啟動按鈕后將勵磁電源開關撥向“開”側(cè)，則勵磁電源輸出為220V的直流電壓，并有發(fā)光二極管指示輸出是否正常，由于勵磁電源的容量有限，僅為直流電機提供勵磁電流，不能作為大容量的直流電源使用。在A、B、C三相電源輸出附近裝有黃、綠、紅發(fā)光二極管，用以指示輸出電壓。三相主電路輸出三相主電路輸出可提供三相交流200V/3A或240V/3A電源。（具體操作方法詳見DJDK1型電力電子技術及電機控制實驗裝置使用說明書）電源控制部分它的主要功能是控制電源控制屏的各項功能，它由電源總開關、啟動按鈕及停止按鈕組成。圖12 主控制屏面板圖三相電網(wǎng)電壓指示三相電網(wǎng)電壓指示主要用于檢測輸入的電網(wǎng)電壓是否有缺相的情況，操作交流電壓表下面的切換開關，觀測三相電網(wǎng)各線間電壓是否平衡。1Hz(2)工作環(huán)境 環(huán)境溫度范圍為5～40℃，相對濕度≤75%，海拔≤1000m (3)裝置容量：≤ (4)電機輸出功率:≤200W(5)外形尺寸：長寬高=1870㎜730㎜1600㎜12 DJK01電源控制屏電源控制屏主要為實驗提供各種電源，如三相交流電源、直流勵磁電源等；同時為實驗提供所需的儀表，如直流電壓、電流表，交流電壓、電流表。圖11 DJDK1 電力電子技術及電機控制實驗裝置外形圖二、技術參數(shù)(1)輸入電壓 三相四線制 380V177。(6)掛件面板分為三種接線孔，強電、弱電及波形觀測孔，三者有明顯的區(qū)別，不能互插。電機采用導軌式安裝，更換機組簡捷、方便；實驗臺底部安裝有輪子和不銹鋼固定調(diào)節(jié)機構，便于移動和固定。(3)實驗機組容量小，耗電小，配置齊全；裝置使用的電機經(jīng)過特殊設計,其參數(shù)特性能模擬3KW左右的通用實驗機組。第一章 DJDK1 型 電力電子技術及電機控制 實驗裝置簡介11 控制屏介紹及操作說明一、特點 (1)實驗裝置采用掛件結構，可根據(jù)不同實驗內(nèi)容進行自由組合，故結構緊湊、使用方便、功能齊全、綜合性能好，能在一套裝置上完成《電力電子技術》、《自動控制系統(tǒng)》、《直流調(diào)速系統(tǒng)》、《交流調(diào)速系統(tǒng)》、《電機控制》及《控制理論》等課程所開設的主要實驗項目。 (2)實驗裝置占地面積小，節(jié)約實驗室用地，無需設置電源控制屏、電纜溝、水泥墩等，可減少基建投資；實驗裝置只需三相四線的電源即可投入使用，實驗室建設周期短、見效快。(4)裝置布局合理，外形美觀，面板示意圖明確、清晰、直觀；實驗連接線采用強、弱電分開的手槍式插頭，兩者不能互插，避免強電接入弱電設備，造成該設備損壞；電路連接方式安全、可靠、迅速、簡便；除電源控制屏和掛件外，還設置有實驗桌，桌面上可放置機組、示波器等實驗儀器，操作舒適、方便。 (5)控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，設有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，切實有效保護操作者的人身安全，為開放性的實驗室創(chuàng)造了前提條件。(7)實驗線路選擇緊跟教材的變化，完全配合教學內(nèi)容，滿足教學大綱要求。10% 50177。屏上還設有定時器兼報警記錄儀，供教師考核學生實驗之用；在控制屏正面的大凹槽內(nèi)，設有兩根不銹鋼管，可掛置實驗所需掛件，凹槽底部設有12芯、10芯、4芯、3芯等插座，從這些插座提供有源掛件的電源；在控制屏兩邊設有單相三極220V電源插座及三相四極380V電源插座，此外還設有供實驗臺照明用的40W日光燈。定時器兼報警記錄儀平時作為時鐘使用，具有設定實驗時間、定時報警和切斷電源等功能，它還可以自動記錄由于接線操作錯誤所導致的告警次數(shù)。當打開電源總開關時，紅燈亮；當按下啟動按鈕后，紅燈滅，綠燈亮，此時控制屏的三相主電路及勵磁電源都有電壓輸出。輸出的電壓大小由“調(diào)速電源選擇開關”控制，當開關置于“直流調(diào)速”側(cè)時，A、B、C輸出線電壓為200V，可完成電力電子實驗以及直流調(diào)速實驗；當開關置于“交流調(diào)速”側(cè)時，A、B、C輸出線電壓為240V，可完成交流電機調(diào)壓調(diào)速及串級調(diào)速等實驗。同時在主電源輸出回路中還裝有電流互感器，電流互感器可測定主電源輸出電流的大小，供電流反饋和過流保護使用，面板上的TATATA3三處觀測點用于觀測三路電流互感器輸出電壓信號。面板儀表面板下部設置有177。5A數(shù)字式直流電流表，能為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電壓及電流指示；面板上部設置有500V真有效值交流電壓表和5A真有效值交流電流表，供交流調(diào)速系統(tǒng)實驗時使用。一、DJK02掛件（三相變流橋路）該掛件裝有12只晶閘管、直流電壓和電流表等，其面板如圖13所示。 正、反橋脈沖輸入端從三相晶閘管觸發(fā)電路(如DJK021等掛件)來的正、反橋觸發(fā)脈沖分別通過輸入接口，加到相應的晶閘管電路上；信號接口的詳細情況詳見附錄相關內(nèi)容。正、反橋主電路正橋主電路和反橋主電路分別由六只5A/1000V晶閘管組成；其中由VT1～VT6組成三相正橋元件（一般不可逆、可逆系統(tǒng)的正橋使用正橋元件）；由VT1ˊ～VT6ˊ組成三相反橋元件（可逆系統(tǒng)的反橋以及需單個或幾個晶閘管的實驗可使用反橋元件）；所有這些晶閘管元件均配置有阻容吸收及快速熔斷絲保護，此外正橋主電路還設有壓敏電阻，其內(nèi)部已經(jīng)接成三角形接法，起過壓吸收。電抗器實驗主回路中所使用的平波電抗器裝在電源控制屏內(nèi)，其各引出端通過12芯的插座連接到DJK02面板的中間位置，有3檔電感量可供選擇，分別為lOOmH、2O0mH、700mH（各檔在1A電流下能保持線性），可根據(jù)實驗需要選擇合適的電感值。直流電壓表及直流電流表面板上裝有177。2A的帶鏡面直流電流表，均為中零式，為可逆調(diào)速系統(tǒng)提供電壓及電流指示。移相控制電壓Uct輸入及偏移電壓Ub觀測及調(diào)節(jié)Uct及Ub用于控制觸發(fā)電路的移相角；在一般的情況下，我們首先將Uct接地，調(diào)節(jié)Ub，從而確定觸發(fā)脈沖的初始位置；當初始觸發(fā)角固定后，在以后的調(diào)節(jié)中只調(diào)節(jié)Uct的電壓，這樣能確保移相角始終不會大于初始位置，防止實驗失?。蝗缭谀孀儗嶒炛谐跏家葡嘟铅?150o定下后，無論調(diào)節(jié)Uct，都能保證β30O，防止在實驗過程中出現(xiàn)逆變顛覆的情況。圖14 DJK021面板圖3．三相同步信號輸入端通過專用的十芯扁平線將DJK02上的“三相同步信號輸出端”與DJK021“三相同步信號輸入端”連接，為其內(nèi)部的觸發(fā)電路提供同步信號；同步信號也可以從其他地方提供，但要注意同步信號的幅度和相序問題；信號接口的詳細情況詳見附錄相關內(nèi)容?？刂齐娐菲溆|發(fā)線路原理如圖15所示。的雙窄脈沖或三相六路后沿固定、前沿可調(diào)的寬脈沖鏈，供觸發(fā)晶閘管使用。VT1～VT6為單脈沖觀測孔(在觸發(fā)脈沖指示為“窄脈沖”)或?qū)捗}沖觀測孔(在觸發(fā)脈沖指示為“窄脈沖”)；VT1’～VT6’為雙脈沖觀測孔(在觸發(fā)脈沖指示為“窄脈沖”)或?qū)捗}沖觀測孔(在觸發(fā)脈沖指示為“窄脈沖”)。當觸發(fā)脈沖選擇的鈕子開關撥到窄脈沖側(cè)時，通過控制4066（電子開關），使得每個KC04從“15”腳輸出相位相差180176。將鈕子開關撥到寬脈沖側(cè)時，通過控制4066，使得KC04的“15”腳輸出寬脈沖，同時將KC41的控制端“7”腳接高電平，使KC41停止工作，寬脈沖則通過4066的“9”兩腳直接輸出。具體有關KC0KC4KC42的內(nèi)部電路原理圖，請查閱附錄中的相關內(nèi)容。Ulf即為DJKO2面板上的Ulf ,該點接地才可使V3工作，脈沖變壓器輸出脈沖；正橋共有六路功放電路，其余的五路電路完全與這一路一致；反橋功放和正橋功放線路完全一致，只是控制端不一樣，將Ulf改為Ulr。正、反橋脈沖輸出端經(jīng)功放電路放大的觸發(fā)脈沖，通過專用的20芯扁平線將DJK02“正反橋脈沖輸入端” 與DJK021上的“正反橋脈沖輸出端”連接，為其晶閘管提供相應的觸發(fā)脈沖；接口的詳細情況詳見附錄相關內(nèi)容。(2)為了實現(xiàn)變流電路輸出的電壓連續(xù)可調(diào)，觸發(fā)脈沖的相位應能在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。(4)觸發(fā)脈沖的波形要符合一定的要求。對于電感性負載，由于電感的存在，其回路中的電流不能突變，所以要求其觸發(fā)脈沖要有一定的寬度，以確保主回路的電流在沒有上升到晶閘管擎住電流之前，其門極與陰極始終有觸發(fā)脈沖存在，保證電路可靠工作。其中有單結晶體管觸發(fā)電路、正弦波同步移相觸發(fā)電路、鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I和II，單相交流調(diào)壓觸發(fā)電路以及西門子TCA785集成觸發(fā)電路。圖中V6為單結晶體管，其常用的型號有BT33和BT35兩種，由等效電阻V5和C1組成組成RC充電回路，由C1V6脈沖變壓器組成電容放電回路，調(diào)節(jié)RP1即可改變C1充電回路中的等效電阻。同時由于放電時間常數(shù)很小，C1兩端的電壓很快下降到單結晶體管的谷點電壓Uv，使V6關斷，C1再次充電，周而復始，在電容C1兩端呈現(xiàn)鋸齒波形，在脈沖變壓器副邊輸出尖脈沖。充電時間常數(shù)由電容C1和等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP1改變C1的充電的時間，控制第一個尖脈沖的出現(xiàn)時刻，實現(xiàn)脈沖的移相控制。電位器RP1已裝在面板上，同步信號已在內(nèi)部接好，所有的測試信號都在面板上引出。同步信號由同步變壓器副邊提供，三極管V1左邊部分為同步移相環(huán)節(jié)，在V1的基極綜合