1、南昌大学电力电子实验报告电力电子技术基础实验报告班级：学号： 姓名：时间：2016年06月实验一 正弦波同步移相触发电路实验1实验二 锯齿波同步移相触发电路实验.3实验三 单相桥式半控整流电路实验.6实验四 单相桥式全控整流电路实验.9实验五 三相半波可控整流电路实验.11实验六 三相桥式全控整流电路实验.12实验七 直流降压斩波电路实验.14实验八 直流升压斩波电路实验.16实验一 正弦波同步移相触发电路实验一实验目的1熟悉正弦波同步触发电路的工作原理及各元件的作用。2掌握正弦波同步触发电路的调试步骤和方法。二实验内容1正弦波同步触发电路的调试。2正弦波同步触发电路各点波形的观察。三实验线路
2、及原理电路分脉冲形成，同步移相，脉冲放大等环节，具体工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。 四实验设备及仪器1MCL系列教学实验台主控制屏2MCL18组件（适合MCL）或MCL31组件（适合MCL）3MCL05组件4二踪示波器5万用表五实验方法1将MCL05面板上左上角的同步电压输入端接MCL18的U、V端（如您选购的产品为MCL、，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连），将“触发电路选择”拨至“正弦波”位置。2三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v，并打开MCL05面板右下角的电源开关。用示波器观察各观察孔的电压波形，测量触发电路输出脉冲
3、的幅度和宽度，示波器的地线接于“8”端。注：如您选购的产品为MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。3确定脉冲的初始相位。当Uct=0时，要求a接近于180O。调节Ub（调RP）使U3波形与图4-3b中的U1波形相同，这时正好有脉冲输出，a接近180O。4保持Ub不变，调节MCL-18的给定电位器RP1，逐渐增大Uct，用示波器观察U1及输出脉冲UGK的波形，注意Uct增加时脉冲的移动情况，并估计移相范围。5调节Uct使a=60O，观察并记录面板上观察孔“1”“7”及输出脉冲电压波形。 （a）a180O （b）a接近180O图4-3 初始相位的确定六实验报告1画出a=60O时，观察孔“1”“7
4、”及输出脉冲电压波形。2指出Uct增加时，a应如何变化？移相范围大约等于多少度？指出同步电压的那一段为脉冲移相范围。七注意事项双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。实验二 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
5、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。三实验线路及原理锯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”教材。四实验设备及仪器1NMCL系列教学实验台主控制屏2NMCL-32组件和SMCL-组件3NMCL-05组件4双踪示波器5万用表五实验方法 图1-1 锯齿波同步移相触发电路1将NMCL-05面板左上角的同步电压输入接到主控电源的U、V端，“触发电路选择”拨向“锯齿波”。2. 将锯齿波触发电路上的Uct接着至SMCL-01上的
6、Ug端，7端地。3合上主电路电源开关，并打开NMCL-05面板右下角的电源开关。用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。观察“3”“5”孔波形及输出电压UG1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。4调节脉冲移相范围将SMCL-01的“Ug”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U1电压（即“1”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调RP2），使a=180。调节NMCL-01的给定电位器RP1，增加Uct，观察
7、脉冲的移动情况，要求Uct=0时，a=180，Uct=Umax时，a=30，以满足移相范围a=30180的要求。5调节Uct，使a=60，观察并记录U1U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形，并标出其幅值与宽度。用双踪示波器观察UG1K1和UG3K3的波形，调节电位器RP3，使UG1K1和UG3K3间隔1800。六实验报告1整理，描绘实验中记录的各点波形。答：示波器波形见附录。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？答：调节电位器Rp2，改变偏移电压Ub，从而改变移相范围；移相与电位器Rp1、Vct的大小等参数有关。3如果要求Uct=0时，a=90，应
8、如何调整？答：将SMCL-01的Ug输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至0。用示波器观察1孔电压及U5的波形。调节偏移电压Ub，即调节Rp2，使=90。4讨论分析其它实验现象。答：实验中一时无法观察到Ug1k1和Ug3k3的波形，后来发现由于脉冲Ug1k1和Ug3k3输出端有电容影响。所以观察输出脉冲电压波形时，需要将输出端Ug1k1和Ug3k3分别接到晶闸管的门极和阴极，才能观察到正确的脉冲波形。5.写出实验心得体会。第一次做电力电子实验时我对实验设备还不太熟悉，有些手忙脚乱，而这次实验让我对电力电子技术实验设备有了初步的认识。在实验中，我发现通过实验观测到的波形并不像课本中画的那样完美
9、，总是会有一些干扰信号，特别是观察负脉冲时，发现别的组都能观测到清晰的倒的三角形尖峰，而我们组怎样调都是很模糊的负尖峰。本次试验让我对触发电路的原理有了进一步的了解。移相范围的大小不仅可以通过调节Rp1，还可以通过调节Rp2。实验三 单相桥式半控整流电路实验一实验目的1研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻-电感性负载下的工作特性。2熟悉NMCL-05组件锯齿波触发电路的工作。3进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。二实验线路及原理见图2-1三实验内容1单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。2单相桥式半控整流电路供电给电阻-电感性负载。四实验设备及仪器1NMCL-III实
10、验台2NMCL-31或SMCL-01组件3NMCL-33组件，NMCL-05组件4MEL-03A组件，NMCL-331多电感组件5NMCL-32组件6双踪示波器7万用电表五注意事项1实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。2为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤：（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。（2）在控制电压Uct=0时，接通主电源。然后逐渐增大Uct，使整流电路投入工作。（3）断开整流电路时，应先把Uct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。3注意示波器的使用。六实验方法1将NMCL
11、-05面板左上角的同步电压输入接到主控制屏的U、V输出端，“触发电路选择”拨向“锯齿波”。2. 将锯齿波触发电路上的Uct接着至SMCL-01上的Ug端，7端地。合上主电路电源开关，并打开NMCL-05面板右下角的电源开关。观察NMCL-05锯齿波触发电路中各点波形是否正确，确定其输出脉冲可调的移相范围。并调节偏移电阻SMCL-01上的RP1，使Uct=0时，=180。注意观察波形时须断开与晶闸管电路的连接。3单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载按电路图2-1连接MEL-03A和NMCL-33。（a）负载电阻Rd可选择900电阻，并调节电阻负载至最大。合上主电路电源，调节SMCL-01的
12、给定电位器RP1，使=90，测取此时整流电路的输出电压Ud=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形，并测定交流输入电压U2、整流输出电压Ud。若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。（b）采用类似方法，分别测取=60，=30时的Ud、Uvt波形。4单相桥式半控整流电路供电给电阻-电感性负载（a）把负载换为阻感性负载（注电感必须与电阻串联）。（b）SMCL-01的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。（c）合上主电源，调节Uct，使=90，测取输出电压Ud=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形。（d）调节Uct，使分别等于60、30时，测取Ud
13、，UVT波形。七实验报告1绘出单相桥式半控整流电路供电给电阻负载以及电阻-电感性负载情况下，当=30、60、90时的Ud、UVT等波形图并加以分析。下图分别为=30、60、90时的波形：2作出实验整流电路的输入输出特性Ud=f（Uct），触发电路特性Uct=f（）及Ud/U2=f（）曲线。3分析续流二极管作用及电感量大小对负载电流的影响。答：续流二极管都是并联在线圈的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。当电流消失时，其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压。当反向电压高于元件的反向击穿电压时，会使元件如三极管、晶闸管等造成损坏。续流二极管并联在线圈两端，当流过线圈中的电流消失时，
14、线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉，从而保护了电路中的其它原件的安全。4. 写出实验心得体会。本次实验做了很久都没成功，我们检查了很久也不知道哪里出了问题。我发现老师在其他组讲解，便整理好实验台过去听讲。我看见那一组调出了有些像的波形，但和课本还是有很多的不同之处，老师说这可能是因为触发信号的相位差不是180，所以波形会有差异。通过观察波形和老师的耐心讲解，我对单相桥式半控整流电路有了感性的认识。我觉得做实验并不一定要成功，即使实验失败，在实验过程中也能加深对课本知识的理解，让自己能把理论知识和实际相联系。图2-1 单相桥式半控整流电路实验实验四 单相桥式全控整流电路实
15、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及电阻-电感性负载下的工作特性。3熟悉NMCL-05锯齿波触发电路的工作。二实验线路及原理参见图3-1三实验内容1单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。2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1NMCL-III教学实验台主控制屏2NMCL-32主控制屏3NMCL-05组件及SMCL-01或NMCL-314MEL-03A组件和NMCL-331多电感组件5NMCL-35和NMCL-33组件6双踪示波器7万用表五注意事项1本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱。2负载电阻调节需注意。若电
16、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。3电感的值可根据需要选择并且必须与电阻串联，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。4NMCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。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。5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1将NMCL-05面板左上角的同步电压输入接NMCL-32的U、V输出端,“触发电路选择
17、”拨向“锯齿波”。2单相桥式全控整流电路供电给电阻负载接上电阻负载（可采用两只900电阻并联），并调节电阻负载至最大，短接平波电抗器。合上主电路电源，调节Uct，测量在不同a角（30、60、90）时整流电路的输出电压Ud=f（t），晶闸管的端电压UVT=f（t）的波形，并记录相应a角时的输出电压Ud和UVT的波形。若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。3单相桥式全控整流电路供电给电阻-电感性负载接上电路负载为阻感型，测量在不同控制电压Uct时的输出电压Ud=f（t），负载电流以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形并记录相应Uct时的Ud、U2值。注意，负载电流不
18、能过小，否则造成可控硅时断时续，可调节负载电阻，但负载电流不能超过0.8A，Uct从零起调。改变电感值，观察a=90，ud=f（t）、uVT=f（t）的波形，并加以分析。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=60，90时的Ud、UVT波形，并加以分析。答：波形见附录，晶闸管的导通范围随的增大而减小，大小为180，U的输出波形为sinwt，每个周期的0角度的输出为0。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a=90时的Ud、id、UVT波形，并加以分析。答：波形见附录，由于电感的作用，输入电压过零变负是晶闸管中仍有电流流过，并不关断，直至wt=
19、+，即下个脉冲来临时，才使前两组晶闸管关断，因此Ud将出现负的波形，负值出现的角度长为。3作出实验整流电路的输入输出特性Ud=f（Uct），触发电路特性Uct=f（）及Ud/U2=f（）。4实验心得体会。答：前两次实验都成功地测出了波形，但是这次实验怎么也测不出正确的波于是我用示波器从后往前逐个测量波形，发现触发电路的输出信号不正常。于是我断开整流电路部分，专门检测触发信号，发现触发信号的输出端G1K1和G2K2没有信号输出，而G3K3和G4K4能输出正常波形，实验便无法继续。我便加入其他组，听老师讲解，加深了对单相桥式全控整流电路的理解。图3-1 单相桥式全控整流电路实验五 三相半波可控整流
20、电路实验一实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻-电感性负载时的工作情况。二实验线路及原理三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率低。实验线路见图4-1。三实验内容1研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作特性。2研究三相半波可控整流电路供电给电阻-电感性负载时的工作特性。四实验设备及仪表1NMCL-III教学实验台主控制屏2NMCL-32主控制屏3NMCL-05组件及SMCL-01或NMCL-314MEL-0
21、3A组件和NMCL-331多电感组件5NMCL-35和NMCL-33组件6双踪示波器7万用电表五注意事项1整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。2整流电路的负载电阻不宜过小，应使Id不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证Id超过0.1A，避免晶闸管时断时续。3正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。六实验方法1按图4-1接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）打开MCL-18电源开关，给定电压有电压显示。（2）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1
22、” 脉冲超前“2”脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。（4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V-2V的脉冲。2研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作（a）合上主电源，接上电阻性负载，改变控制电压Uct，观察在不同触发移相角时，可控整流电路的输出电压Ud=f（t）与晶闸管端电压UVT=f（t），并记录相应的Ud、UVT值。（b）求取三相半波可控整流电路的输入-输出特性Ud/U2=f（）。3研究三相半波可控整流电路供电给电阻-电感性负载时的工作接入NMCL-331的电抗器L=700mH，可把原负载电阻Rd调小，监视电流，不宜超过0.8A（若超过0.8A，可用导
23、线把负载电阻短路），操作方法同上。（a）观察不同移相角时的输出Ud=f（t）、UVT=f（t），并记录相应的Ud、Uvt值，记录=90时的Ud=f（t）、Uvt=f（t）波形图。（b）求取整流电路的输入-输出特性Ud/U2=f（）。七实验报告1绘出本整流电路供电给电阻性负载，电阻-电感性负载时的Ud= f（t）及Uvt= f（t）（在=90情况下）波形，并进行分析讨论。2根据实验数据，绘出整流电路的负载特性Ud=f（Id），输入-输出特性Ud/U2=f（）。八思考1如何确定三相触发脉冲的相序？它们间分别应有多大的相位差？2根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电路允许的输出电流？图4-1 三相半波
24、可控整流电路实验六 三相桥式全控整流电路实验一实验目的1熟悉三相桥式全控整流电路的接线及工作原理。2了解集成触发器的调整方法及各点波形。二实验内容1三相桥式全控整流电路带纯电阻负载时的工作特性。2三相桥式全控整流电路带阻感负载时的工作特性。三实验线路及原理实验线路如图5-1所示。主电路由三相全控整流电路组成。触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲信号。三相桥式整流电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。四实验设备及仪器1NMCL-III教学实验台主控制屏2NMCL-32主控制屏3NMCL-05组件及SMCL-01或NMCL-314MEL-03A组件和NMCL-331多电感
25、组件5NMCL-35和NMCL-33组件6双踪示波器7万用表五实验方法1按图5-1接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）打开NMCL-32电源开关。（2）用示波器观察NMCL-33的脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60的幅度相同的双脉冲。（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”脉冲观察孔，“1” 脉冲超前“2” 脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。（4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V-2V的脉冲。注：将面板上的Ublf（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。（5）将给定器输出U
26、g接至SMCL-01面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使a=150。2三相桥式全控整流电路（1）带电阻负载按图5-1接线，将负载电阻R调至最大，合上主电源，调节Uct，使 在30150范围内，用示波器观察记录 =30、60、90时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。（2）带电阻-电感负载调节Uct，使 在3090范围内，用示波器观察记录 =30、60、90时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。六实验报告1画出电路的移相特性Ud=f(a)曲线2画
27、出三相桥式全控整流电路分别在纯电阻负载时和阻感负载时，a角为30、60、90时的ud、uVT波形答：波形见附录。3实验心得体会。现在做实验已对实验器材有了较多的理解，虽然实验还不能有较好的理解和较高的实验效率，但实验已经可以较成功地完成，团队的作用也很大，大家一起动手，连接线路，检查线路，测量相应部位电压电流，对比理论结果，一起才能做得更好效率更高，预习也是很重要的一个部分，没有预习做实验时进展缓慢，得出来试验结果也不太理想，出现前错误也不能快速查找出来，下次需要好好预习细心实验。图5-1 三相桥式全控整流电路实验实验七 直流降压斩波电路实验一实验目的熟悉降压斩波电路（Buck Chopper
28、）的工作原理，掌握降压斩波电路的工作状态及波形情况。二实验内容1SG3525芯片的调试。2降压斩波电路的波形观察及电压测试。三实验设备及仪器1电力电子教学实验台主控制屏2NMCL-16组件3MEL-03A电阻箱 (900/0.41A) 或其它可调电阻盘4万用表5双踪示波器四实验方法1SG3525的调试。原理框图见图6-1。图6-1 PWM波形发生将扭子开关S1打向“直流斩波”侧，S2电源开关打向“ON”，将“3”端和“4”端用导线短接，用示波器观察“1”端输出电压波形应为锯齿波，并记录其波形的频率和幅值。扭子开关S2扳向“OFF”，用导线分别连接“5”、“6”、“9”，再将扭子开关S2扭向“O
29、N”,用示波器观察“5”端波形，并记录其波形、频率、幅度，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其最大占空比和最小占空比。2实验接线图见图6-2。图6-2 升压斩波电路（1）切断NMCL-16主电源，分别将“主电源2”的“1”端和“降压斩波电路”的“1”端相连，“主电源2”的“2”端和“降压斩波电路”的“2”端相连，将“PWM波形发生”的“7”、“8”端分别和降压斩波电路VT1的G1，S1端相连，“降压斩波电路”的“4”、“5”端串联MEL-03电阻箱 (将两组900/0.41A的电阻并联起来，顺时针旋转调至阻值最大约450)，和直流安培表（将量程切换到2A挡）。（2）检查接线正确后，接通控制电路和主电路的电源(注意：先接通控制电路电源后接通主电路电源 )，改变脉冲占空比，每改变一次，分别观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输出电压u0波形的波形，记录PWM信号占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。（3）改变负载R的值（注意：负载电流不能超过1A），重复上述内容2。（4）实验完成后，断开主电路电源，拆除所有导线。五注意事项：（1）“主电源
