电力电子技术实验报告.docx

电力电子技术实验报告实验一 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)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK03-1 晶闸管触发电路 双踪示波器 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。 自备 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见1-3节和电力电子技术教材中的相关内容。 四、实验内容 (1)锯齿波同步移相触发电路的调试。 (2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求 (1)阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相 触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。 六、思考题 (1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点? (2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关? (3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大? 七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 观察“3”“6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比较“3”点电压U3和“6”点电压U6的对应关系。 (2)调节触发脉冲的移相范围 1 将控制电压Uct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，用示波器观察同步电压信号和“6”点U6的波形，调节偏移电压Ub(即调RP3电位器)，使=170°，其波形如图3-2所 (3)调节Uct使=60°，观察并记录U1U6及输出 “G、K”脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，并记录在下表中(可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置)。 八、实验报告 (1)整理、描绘实验中记录的各点波形. 1点波形 2点波形 3点波形 4点波形 5点波形 6点波形 2 GK波形 (2)总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法，如果要求在Uct=0的条件下，使=90°，如何调整? (3)讨论、分析实验中出现的各种现象。 九、注意事项 参照实验一和实验二的注意事项。 实验二 单相桥式全控整流电路实验 一、实验目的 (1)加深理解单相桥式全控整流。 (2)研究单相桥式变流电路整流的全过程。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 4 5 6 7 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK02 晶闸管主电路 DJK10 变压器实验 D42 三相可调电阻 双踪示波器 万用表 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。 该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。 该挂件包含“逆变变压器”以及“三相不控整流” 等模块。 自备 自备 DJK03-1 晶闸管触发电路 该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。 三、实验线路及原理 图3-3为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用D42三相可调电阻器，将两个900接成并联形式，电抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。触发电路采用DJK03-1组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路”。 四、实验内容 (1)单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。 五、预习要求 阅读电力电子技术教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容。 六、思考题 3 实现有源逆变的条件是什么?在本实验中是如何保证能满足这些条件? 七、实验方法 (1)触发电路的调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 将控制电压Uct调至零(将电位器RP2逆时针旋到底)，观察同步电压信号和“6”点U6的波形，调节偏移电压Ub(即调RP3电位器)，使=180°。 将锯齿波触发电路的输出脉冲端分别接至全控桥中相应晶闸管的门极和阴极，注意不要把相序接反了，否则无法进行整流和逆变。将DJKO2上的正桥和反桥触发脉冲开关都打到“断”的位置,并使Ulf和Ulr悬空，确保晶闸管不被误触发。 图3-8 单相桥式整流实验原理图 (2)单相桥式全控整流 按图3-8接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持Ub偏移电压不变(即RP3固定)，逐渐增加Uct，在=0°、30°、60°、90°、120°时，用示波器观察、记录整流电压Ud和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录电源电压U2和负载电压Ud的数值于下表中。 U2 30° 216.4 60° 216.6 146.3 146.2 90° 218.6 103 98.37 120° 222.5 45 47 Ud 182.2 Ud 18407 计算公式:UdO.9U2(1+cos)/2 八、实验报告 (1)画出= 30°、60°、90°、120°时Ud和UVT的波形。4 (2)画出电路的移相特性Ud=f()曲线。 九、注意事项 (1)在本实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极和阴极，此时,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置，并将Ulf及Ulr悬空，避免误触发。 (2)为了保证从逆变到整流不发生过流，其回路的电阻R应取比较大的值，但也要考虑到晶闸管的维持电流，保证可靠导通。 (1)画出=30°、60°、90°、120°时Ud和UVT的波形。 =30°Ud的波形 =60°Ud的波形 =90°Ud的波形 =120°Ud的波形 5 =30°Uvt的波形 =60°Uvt的波形 =90°Uvt的波形 =120°Uvt的波形 6 实验三和实验四 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 一、实验目的 (1)加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。 (2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK02 晶闸管主电路 DJK02-1三相晶闸管触发电路 DJK06 给定及实验器件 DJK10 变压器实验 D42 三相可调电阻 双踪示波器 万用表 该挂件包含“触发电路”,“正反桥功放”等几个模块。 该挂件包含“二极管”等几个模块。 该挂件包含“逆变变压器”以及“三相不控整流”。 自备 自备 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 三、实验线路及原理 实验线路如图3-13及图3-14所示。主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。集成触发电路的原理可参考1-3节中的有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。 图3-13 三相桥式全控整流电路实验原理图 在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am、Bm、Cm,返回电网的电压从高压端A、B、C输出，变压器接成Y/Y接法。 7 图中的R均使用D42三相可调电阻，将两个900接成并联形式；电感Ld在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。 图3-14 三相桥式有源逆变电路实验原理图 四、实验内容 (1)三相桥式全控整流电路。 (2)三相桥式有源逆变电路。 (3)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障(人为模拟)时观测主电路的各电压波形。 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关三相桥式全控整流电路的有关内容。 (2)阅读电力电子技术教材中有关有源逆变电路的有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件。 (3)学习本教材1-3节中有关集成触发电路的内容，掌握该触发电路的工作原理。 六、思考题 (1)如何解决主电路和触发电路的同步问题?在本实验中主电路三相电源的相序可任意设定吗? (2)在本实验的整流及逆变时，对角有什么要求?为什么? 七、实验方法 (1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试 打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。 将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。 用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关，拨动 “触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。 观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器，使三相锯齿波斜率尽可能一致。 将DJK06上的“给定”输出Ug直接与DJK02-1上的移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地位置，调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形，使=150°(注意此处的表示三相晶闸管电路中的移相角，8 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°)。 适当增加给定Ug的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。 用8芯的扁平电缆，将DJK02-1面板上“触发脉冲输出”和“触发脉冲输入”相连，使得触发脉冲加到正反桥功放的输入端。 将DJK02-1面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的“正桥触发脉冲输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连，并将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”，观察正桥VT1VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。 (2)三相桥式全控整流电路 按图3-13接线，将DJK06上的 “给定”输出调到零(逆时针旋到底)，使电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使角在30°150°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻R,使得负载电流Id保持在0.6A左右(注意Id不得超过0.65A)。用示波器观察并记录=30°、60°及90°时的整流电压Ud和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录相应的Ud数值于下表中。 U2 Ud(记录值) Ud/U2 Ud(计算值) 126 256 255 30 126 149 1474 O60 126 42 90 395 计算公式:Ud=2.34U2cos (060) Ud=2.34U21+cos(a+poo) (60120) 3(3)三相桥式有源逆变电路 按图3-14接线，将DJK06上的 “给定”输出调到零(逆时针旋到底)，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使角在30°90°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻R,使得电流Id保持在0.6A左右(注意Id不得超过0.65A)。用示波器观察并记录=30°、60°、90°时的电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波形，并记录相应的Ud数值于下表中。 U2 Ud(记录值) Ud/U2 Ud(计算值) 63 -125 -127。6 O30 63 -72 60 63 0 0 90 -73。7 计算公式:Ud=2.34U2cos(180-) (4)故障现象的模拟 当=60°时，将触发脉冲钮子开关拨向“断开”位置，模拟晶闸管失去触发脉冲时的故障，观察并记录这时的Ud、UVT波形的变化情况。 八、实验报告 9 (1)画出电路的移相特性Ud =f()。 (2)画出触发电路的传输特性 =f(Uct)。 (3)画出=30°、60°、90°、时的整流电压Ud和晶闸管两端电压UVT的波形。 =30°Ud波形 =60°Ud波形 =90°Ud波形 =30°UVT的波形 =60°UVT的波形 10 =90°UVT的波形 =30°Ud波形 =60°Ud波形 =90°Ud波形 =30°UVT波形 =60°UVT波形 11 =90°UVT波形 =60°失去一路脉冲时Ud波形 (4)简单分析模拟的故障现象。 九、注意事项 (1)可参考实验六的注意事项 (1)、(2) (2)为了防止过流，启动时将负载电阻R调至最大阻值位置。 (3)三相不控整流桥的输入端可加接三相自耦调压器，以降低逆变用直流电源的电压值。 (4)有时会发现脉冲的相位只能移动120°左右就消失了，这是因为A、C两相的相位接反了，这对整流状态无影响，但在逆变时，由于调节范围只能到120°，使实验效果不明显，用户可自行将四芯插头内的A、C相两相的导线对调，就能保证有足够的移相范围。 12 实验五和实验六 直流斩波电路原理实验 一、实验目的 (1)加深理解斩波器电路的工作原理。 (2)掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法。 (3)熟悉斩波器电路各点的电压波形。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 本实验采用脉宽可调的晶闸管斩波器，主电路见下页。其中VT1为主晶闸管，VT2为辅助晶闸管,C和L1构成振荡电路,它们与VD2、VD1、L2组成VT1的换流关断电路。当接通电源时，C经L1、VD1、L2及负载充电至+Ud0，此时VT1、VT2均不导通，当主脉冲到来时，VT1导通，电源电压将通过该晶闸管加到负载上。当辅助脉冲到来时，VT2导通，C通过VT2、L1放电，然后反向充电，其电容的极性从+Ud0变为-Ud0，当充电电流下降到零时，VT2自行关断，此时VT1继续导通。VT2关断后，电容C通过VD1及VT1反向放电，流过VT1的电流开始减小，当流过VT1的反向放电电流与负载电流相同的时候，VT1关断；此时，电容C继续通过VD1、L2、VD2放电，然后经L1、VD1、L2及负载充电至+Ud0，电源停止输出电流，等待下一个周期的触发脉冲到来。VD3为续流二极管，为反电势负载提供放电回路。 13 斩波主电路原理图 从以上斩波器工作过程可知，控制VT2脉冲出现的时刻即可调节输出电压的脉宽,从而可达到调节输出直流电压的目的。VT1、VT2的触发脉冲间隔由触发电路确定。斩波器触发电路和原理可参见实验一内容。 实验接线如下图所示，电阻R用D42三相可调电阻，用其中一个900的电阻；励磁电源和直流电压、电流表均在控制屏上。 直流斩波器实验线路图 四、实验内容 (1)直流斩波器触发电路调试。 (2)直流斩波器接电阻性负载。 (3)直流斩波器接电阻电感性负载。 五、预习要求 14 (1)阅读电力电子技术教材中有关斩波器的内容，弄清脉宽可调斩波器的工作原理。 (2)学习教材中有关斩波器及其触发电路的内容，掌握斩波器及其触发电路的工作原理及调试方法。 六、思考题 (1)直流斩波器有哪几种调制方式?本实验中的斩波器为何种调制方式? (2)本实验采用的斩波器主电路中电容C起什么作用? 七、实验方法 (1)斩波器触发电路调试 调节DJK05面板上的电位器RP1、RP2，RP1调节锯齿波的上下电平位置，而RP2为调节锯齿波的频率。先调节RP2，将频率调节到200Hz300Hz之间，然后在保证三角波不失真的情况下，调节RP1为三角波提供一个偏置电压，使斩波主电路工作的时候有一定的起始直流电压，供晶闸管一定的维持电流，保证系统能可靠工作，将DJK06上的给定接入，观察触发电路的第二点波形，增加给定，使占空比从0.3调到0.9。 (2)斩波器带电阻性负载 按上图实验线路接线，直流电源由电源控制屏上的励磁电源提供，接斩波主电路，斩波器主电路接电阻负载，将触发电路的输出“G1”、“K1”、“G2”、“K2”分别接至VT1、VT2的门极和阴极。 用示波器观察并记录触发电路的“G1”、“K1”、“G2”、“K2”、波形，并记录输出电压Ud及晶闸管两端电压UVT1的波形，注意观测各波形间的相对相位关系。 调节DJK06上的“给定”值，观察在不同时Ud的波形，并记录相应的Ud和，从而画出Ud=f(/T)的关系曲线，其中/T为占空比。 (3)斩波器带电阻电感性负载 15 要完成该实验，需加一电感。关断主电源后，将负载改接成电阻电感性负载，重复上述电阻性负载时的实验步骤。 八、实验报告 (1)整理并画出实验中记录下的各点波形，画出不同负载下Ud=f(/T)的关系曲线。 (2)讨论、分析实验中出现的各种现象。 九、注意事项 VLioR(1)可参考实验三的注意事项。 (2)触发电路调试好后，才能接主电路实验。 (3)将DJK06上的“给定”与DJK05的公共端相连，以使电路正常工作。 o(4)负载电流不要超过0.5A，否则容易造成电路失控现象。 (5)当斩波器出现失控现象时，请首先检查触发电路参数设置是否正确，确保无误后将直流电源的开关重新打开。 EiG+MEMVDu-实验参考数据斩波电路的输出电压、电流波形 a)iGOtonTtoffti2I20t1tioi1I10OuoEO16 b)t Ud 20% 30% 50% 60% 70% 90% 48 72 120 144 168 216 17 第三章 电力电子技术实验 本章节介绍电力电子技术基础的实验内容，其中包括单相、三相整流及有源逆变电路，直流斩波电路原理，单相、三相交流调压电路，单相并联逆变电路，晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率三极管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极性晶体管(IGBT)等新器件的特性及驱动与保护电路实验。 实验一 单结晶体管触发电路实验 一、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。 (2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK03-1 晶闸管触发电路 双踪示波器 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。 自备 三、实验线路及原理 单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。 四、实验内容 (1)单结晶体管触发电路的调试。 (2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。 五、预习要求 阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。 六、思考题 (1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系? (2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°? 七、实验方法 (1)单结晶体管触发电路的观测 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路，经半波整流后“1”点的波形，经稳压管削波得到“2”点的波形，调节移相电位器RP1，观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形；最后观测输出的“G、K”触发电压波形，其能否在30°170°范围内移相? (2)单结晶体管触发电路各点波形的记录 18 当30、60、90、120时，将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来，并与图1-9的各波形进行比较。 八、实验报告 画出=60°时，单结晶体管触发电路各点输出的波形。 1点波形 oooo 2点波形 3点波形 4点波形 5点波形 九、注意事项 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。 19 实验二 正弦波同步移相触发电路实验 一、实验目的 (1)熟悉正弦波同步移相触发电路的工作原理和各元件的作用。 (2)掌握正弦波同步移相触发电路的调试步骤和方法。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK03-1 晶闸管触发电路 双踪示波器 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 该挂件包含“正弦波同步移相触发电路”等模块。 自备 三、实验线路及原理 正弦波同步移相触发电路的原理在13节已作介绍。电路分脉冲形成、同步移相、脉冲放大等几个环节，具体工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。 四、实验内容 (1)正弦波同步移相触发电路的调试。 (2)正弦波同步移相触发电路中各点波形的观察。 五、预习要求 (1)阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关正弦波同步移相触发电路的内容，弄清正弦波同步移相触发电路的工作原理。 (2)掌握脉冲初始相位的调整方法。 六、思考题 (1)正弦波同步移相触发电路由哪些主要环节组成? (2)正弦波同步移相触发电路的移相范围能否达到180°? 七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察正弦波触发电路各观察点的电压波形，并与图1-11中各点波形相比较。 (2)确定脉冲的初始相位 当Uct=0时，调节Ub(调RP2)，使U4波形与图3-1中的TP4波形相同，使得触发脉冲的后沿接近90°。 (3)保持RP2电位器不变，顺时针旋转RP1，用示波器观察同步电压信号及输出脉冲“5”点的波形，注意Uct增加时脉冲的移动情况，并估计移相范围。 (4)调节Uct(调RP1)，使=60°，观察并记录面板上观察点“1”“5”及输出脉冲“G1”、“K1”的电压波形及其幅值。调节RP3，观测“5”点脉冲宽度的变化。 八、实验报告 (1)画出=60°时，观察点“1”“5”及输出脉冲电压的波形。 20 1点波形 2点波形 3点波形 4点波形 5点波形 (2)指出Uct增加时,应如何变化?移相范围大约等于多少度?指出同步电压的哪一段为脉冲移相范围。 (3)分析RP3对输出脉冲宽度的影响。 21 九、注意事项 (1)参见本教材实验一的注意事项。 (2)由于正弦波触发电路的特殊性，我们设计移相电路的调节范围较小，如需将调节到逆变区，除了调节RP1外，还需调节RP2电位器。 (3)由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响，故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极，否则无法观察到正确的脉冲波形。 实验三 锯齿波同步移相触发电路实验 22 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)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK03-1 晶闸管触发电路 双踪示波器 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。 自备 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见1-3节和电力电子技术教材中的相关内容。 四、实验内容 (1)锯齿波同步移相触发电路的调试。 (2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求 (1)阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相 触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。 六、思考题 (1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点? (2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关? (3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大? 七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 观察“3”“6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比较“3”点电压U3和“6”点电压U6的对应关系。 (2)调节触发脉冲的移相范围 将控制电压Uct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，用示波器观察同步电压信号和“6”点U6的波形，调节偏移电压Ub(即调RP3电位器)，使=170°，其波形如图3-2所 23 (3)调节Uct使=60°，观察并记录U1U6及输出 “G、K”脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，并记录在下表中(可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置)。 八、实验报告 (1)整理、描绘实验中记录的各点波形. 1点波形 2点波形 3点波形 4点波形 5点波形 6点波形 GK波形 24 (2)总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法，如果要求在Uct=0的条件下，使=90°，如何调整? (3)讨论、分析实验中出现的各种现象。 九、注意事项 参照实验一和实验二的注意事项。 实验四 西门子TCA785集成触发电路实验 一、实验目的 (1)加深理解锯齿波集成同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握西门子的Tca785集成锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK03-1 晶闸管触发电路 25 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 该挂件包含“单相集成触发电路”等模块。 3 双踪示波器 自备 三、实验线路及原理 四、实验内容 (1)Tca785集成移相触发电路的调试。 (2)Tca785集成移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求 阅读有关Tca785触发电路的内容，弄清触发电路的工作原理。 六、思考题 (1)Tca785触发电路有哪些特点? (2)Tca785触发电路的移相范围和脉冲宽度与哪些参数有关? 七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作；用双踪示波器一路探头观测15V的同步电压信号，另一路探头观察Tca785触发电路，同步信号“1”点的波形，“2”点锯齿波，调节斜率电位器RP1，观察“2”点锯齿波的斜0率变化，“3”、“4”互差180的触发脉冲；最后观测输出的四路触发电压波形，其能否在30°170°范围内移相? 同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 观察“2”点的锯齿波波形，调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 观察“3”、“4”两点输出脉冲的波形，记下各波形的幅值与宽度。 (2)调节触发脉冲的移相范围 调节RP2电位器，用示波器观察同步电压信号和“3”点U3的波形，观察和记录触发脉冲的移相范围。 (3)调节电位器RP2使=60°，观察并记录U1U4及输出 “G、K”脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，并记录在下表中(可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置)。 八、实验报告 (1)整理、描绘实验中记录的各点波形，=60°时 1点波形 2点波形 26 3点波形 4点波形 (2)讨论、分析实验中出现的各种现象。 九、注意事项 参照实验一的注意事项。 27 实验五 单相半波可控整流电路实验 一、实验目的 (1)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及电阻电感性负载时的工作。 (3)了解续流二极管的作用。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 4 5 6 7 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK02 晶闸管主电路 DJK06 给定及实验器件 D42 三相可调电阻 双踪示波器 万用表 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。 该挂件包含“晶闸管”，以及“电感”等几个模块。 该挂件包含“二极管”等几个模块。 自备 自备 DJK03-1 晶闸管触发电路 该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。 三、实验线路及原理 单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在1-3节中作过介绍。将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭，图中的R负载用D42三相可调电阻，将两个900接成并联形式。二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验中选用700mH。直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。 四、实验内容 (1)单结晶体管触发电路的调试。 (2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。 (3)单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U2= f()特性的测定。 (4)单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。 (2)复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。 28 (3)掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。 六、思考题 (1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中电容C1的数值有什么关系? (2)单相半波可控整流电路接电感性负载时会出现什么现象?如何解决? 七、实验方法 (1)单结晶体管触发电路的调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相电位器RP1，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? 图3-6 单相半波可控整流电路 (2)单相半波可控整流电路接电阻性负载 触发电路调试正常后，按图3-6电路图接线。将电阻器调在最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压UVT的波形，调节电位器RP1，观察 =30°、60°、90°、120°、150°时Ud、UVT的波形，并测量直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表中。 U2(V) Ud/U2 30° 216 60° 216 72 72.9 90° 216 48 48.6 120° 216 23.5 24.3 150° 216 7.1 6.5 Ud 90 Ud 90.7 Ud=0.45U2(1+cos)/2 (3)单相半波可控整流电路接电阻电感性负载 将负载电阻R改成电阻电感性负载。暂不接续流二极管-1VD1，在不同阻抗角阻抗角 =tg(L/R)，保持电感量不变，改变R的电阻值,注意电流不要超过1A情况下，观察并记录 =30°、60°、90°、120°时的直流输出电压值Ud及UVT的波形。 U2 30° 216 60° 216 68 29 90° 216 45 120° 216 21 150° 216 4.7 Ud(记录值） 88 接入续流二极管VD1，重复上述实验，观察续流二极管的作用,以及UVD1波形的变化。 计算公式: Ud = 0.45U2(l十cos)/2 八、实