山东理工大学：《电力电子》课程教学资源（实验指导书）

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”有关教材。 1)电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等 2)锯齿波触发电路位于NMCL-05E或NMCL-05D等 3)G给定(Ug)位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单元中 4)Uct位于锯齿波触发电路中 锯齿波触发电珞 15V 本 R T KS VTI 公】 R ] 0 G3 TB -15V K4 速系统控制单灵 触发电路 低压单元 裙齿波触发电路 G给定 Ug Uet 图3-1

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”有关教材。 1） 电源控制屏位于 NMCL-32/MEL-002T 等 2） 锯齿波触发电路位于 NMCL-05E 或 NMCL-05D 等 3） G 给定（Ug）位于 NMCL-31 或 NMCL-31A 或 SMCL-01 调速系统控制单元中 4） Uct 位于锯齿波触发电路中 图 3－1

四.实验设备及仪器 1.教学实验台主控制屏 2.晶闸管 3.锯齿波触发电路 4.可调电阻 5.二踪示波器（自备） 6.万用表（自备） 五.实验方法 1.将触发电路面板上左上角的同步电压输入接电源控制屏的U、V端。 2.合上电源控制屏主电路电源绿色开关。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。 3.调节脉冲移相范围 将低压单元的“G”输出电压调至OV(逆时针调节电位器)，即将控制电压Ut调至零， 用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub(即调RP),使a=180°， (也可以用示波器观测锯齿波触发电路“1”脚与“6”脚之间电压波形，来判断a的大小) 调节低压单元的给定电位器RP1,增加Ut,观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时， a=180°，U=Umax时，a=30°，以满足移相范围a=30°~180°的要求。 4.调节Ut,使a=60°，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1,U62K2的波形。 六.实验报告 1,整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。 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？ 3.如果要求Uc=0时，a=90°，应如何调整？ 4.讨论分析其它实验现象。 七.注意事项 参见实验一的注意事项

四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．晶闸管 3．锯齿波触发电路 4．可调电阻 5．二踪示波器（自备） 6．万用表（自备） 五．实验方法 1．将触发电路面板上左上角的同步电压输入接电源控制屏的 U、V 端。 2．合上电源控制屏主电路电源绿色开关。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。 3．调节脉冲移相范围 将低压单元的“G”输出电压调至 0V（逆时针调节电位器），即将控制电压 Uct调至零， 用示波器观察 U2 电压（即“2”孔）及 U5 的波形，调节偏移电压 Ub（即调 RP），使 a=180O， （也可以用示波器观测锯齿波触发电路“1”脚与“6”脚之间电压波形，来判断 a 的大小） 调节低压单元的给定电位器 RP1，增加 Uct，观察脉冲的移动情况，要求 Uct=0 时， a=180O，Uct=Umax时，a=30O，以满足移相范围 a=30O ~180O 的要求。 4．调节 Uct，使 a=60O，观察并记录 U1~U5 及输出脉冲电压 UG1K1，UG2K2 的波形。 六．实验报告 1．整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。 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？ 3．如果要求 Uct=0 时，a=90O，应如何调整？ 4．讨论分析其它实验现象。 七．注意事项 参见实验一的注意事项

实验二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，电阻一电感性负载及反电势负载时的工作。 2.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 见图4-1。 1)电源控制屏位于NMCL-32MEL-002T等 2)锯齿触发电路位于NMCL-05E或NMCL-05D等 3)L平波电抗器位于NMCL-331 4)Rd可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等 5)G给定(Ug)位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单元中 6)Uct位于锯齿触发电路中 7)二极管位于NMCL-33或NMCL-33F 晶阿台Thyristor 电新控制肩 变压周 22 不 木m 单相辛控整流实验 平波电放巨 侧建系统控制单元 触发电路 低压单元 铝齿波袖发电路 G给定 Ug Uet 图4-1

实验二 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—电感性负载及反电势负载时的工作。 2．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 见图 4－1。 1） 电源控制屏位于 NMCL-32/MEL-002T 等 2） 锯齿触发电路位于 NMCL-05E 或 NMCL-05D 等 3） L 平波电抗器位于 NMCL-331 4） Rd 可调电阻位于 NMEL-03/4 或 NMCL-03 等 5） G 给定（Ug）位于 NMCL-31 或 NMCL-31A 或 SMCL-01 调速系统控制单元中 6） Uct 位于锯齿触发电路中 7） 二极管位于 NMCL-33 或 NMCL-33F 图 4－1

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一电感性负载。 四.实验设备及仪器 1.教学实验台主控制屏 2.晶闸管 3.锯齿波触发电路 4.可调电阻 5.二踪示波器（自备） 6.万用表（自备） 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Ut=0时，接通主电源。然后逐渐增大Ut,使整流电路投入工作。 (3)断开整流电路时，应先把U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.将锯齿波触发电路面板左上角的同步电压输入接主电源控制屏的U、V输出端。 ).合上电源控制屏主电路电源开关，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U61K1的波形。（具体操作同实验四） b).调节脉冲移相范围 将调速系统控制单元（低电压单元）的“G”输出电压调至OV,即将控制电压Ut调至零， 用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压U。(即调RP),使a=180°。 调节调速系统控制单元（低电压单元）的给定电位器RP1,增加给定电压U,观察脉 冲的移动情况，要求Ut=0时，a=180°，以满足移相范围a=30°~180°的要求

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 1．教学实验台主控制屏 2．晶闸管 3．锯齿波触发电路 4．可调电阻 5．二踪示波器（自备） 6．万用表（自备） 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．将锯齿波触发电路面板左上角的同步电压输入接主电源控制屏的 U、V 输出端。 a)．合上电源控制屏主电路电源开关，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。（具体操作同实验四） b)．调节脉冲移相范围 将调速系统控制单元（低电压单元）的“G”输出电压调至 0V，即将控制电压 Uct 调至零， 用示波器观察 U2 电压（即“2”孔）及 U5 的波形，调节偏移电压 Ub（即调 RP），使 a=180O。 调节调速系统控制单元（低电压单元）的给定电位器 RP1，增加给定电压 Uct，观察脉 冲的移动情况，要求 Uct=0 时，a=180O，以满足移相范围 a=30O ~180O的要求

2.单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载： 按图4一1接线，并短接平波电抗器L。调节电阻负载R:至最大（负载大于4002）。 (a)调速系统控制单元（低电压单元）的G给定电位器RP1逆时针调到底Ug=0,使 Ue=0。 合上主电路电源，调节调速系统控制单元（低电压单元）的G给定电位器RP1,使 a=90°，测取此时整流电路的输出电压U.=f(t),以及晶闸管端电压UVT=f(t)波形，并 测定交流输入电乐bx整流输出电压Ua,验证 0a=0902 2 (b)采用类似方法，分别测取a=60°，a=90°，a=120时的Ua、Um波形。 Ud Uvt a=60 图 图 a=90 图 图 a=120 图 图 3.单相桥式半控整流电路供电给电阻一电感性负载 (a)接上平波电抗器。 调速系统控制单元的G给定电位器RP1逆时针调到底Ug=0,使Uct=0。 合上主电源。 (b)调节Ug,使a=90°，测取输出电压U=f(t)数值。减小电阻R,观察波形如何 变化，注意观察电流表防止过流。 (c)调节Ug,使a分别等于60°、90°、120时，测取以上波形或数值。 Ud Uvt a=60 图 图 a=90 图 图 a=120 图 图

2．单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载： 按图 4－1 接线，并短接平波电抗器 L。调节电阻负载 Rd至最大（负载大于 400Ω）。 （a）调速系统控制单元（低电压单元）的 G 给定电位器 RP1 逆时针调到底 Ug=0，使 Uct=0。 合上主电路电源， 调节调速系统控制单元（低电压单元）的 G 给定电位器 RP1，使 α=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，验证 。 （b）采用类似方法，分别测取 α=60°，α=90°，α=120°时的 Ud、Uvt波形。 Ud Uvt a=60 图 图 a=90 图 图 a=120 图 图 3．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载 （a）接上平波电抗器。 调速系统控制单元的 G 给定电位器 RP1 逆时针调到底 Ug=0，使 Uct=0。 合上主电源。 （b）调节 Ug，使 α=90°，测取输出电压 Ud=f（t）数值。减小电阻 Rd，观察波形如何 变化，注意观察电流表防止过流。 （c）调节 Ug，使 α 分别等于 60°、90°、120°时，测取以上波形或数值。 Ud Uvt a=60 图 图 a=90 图 图 a=120 图 图

实验三 单相交流调压电路实验 一.实验目的 1.加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2,加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求。 二.实验内容 1.单相交流调压器带电阻性负载。 2.单相交流调压器带电阻一电感性负载。 三.实验线路及原理 本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路 的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。 晶闸管交流调压器的主电路由两只反向晶闸管组成。 见图10-1。 1)电源控制屏位于NMCL-32MEL-002T等 2)锯齿触发电路位于NMCL-05E或NMCL-05D等 3)Rd可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等 4)G给定(Ug)位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单元中 5)Uct位于锯齿触发电路中 :发电将及品 变压器 何：主阿将 史魔电重求 电啦制屏U 利速系货单元 低压单元 U V触发电路n G给定g, Uct 锯齿被触发电路 阳项授 G3 →m4 双向品问佰 图10-1

实验三 单相交流调压电路实验 一．实验目的 1．加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2．加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求。 二．实验内容 1．单相交流调压器带电阻性负载。 2．单相交流调压器带电阻—电感性负载。 三．实验线路及原理 本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路 的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。 晶闸管交流调压器的主电路 由两只反向晶闸管组成。 见图 10-1。 1） 电源控制屏位于 NMCL-32/MEL-002T 等 2） 锯齿触发电路位于 NMCL-05E 或 NMCL-05D 等 3） Rd 可调电阻位于 NMEL-03/4 或 NMCL-03 等 4） G 给定（Ug）位于 NMCL-31 或 NMCL-31A 或 SMCL-01 调速系统控制单元中 5） Uct 位于锯齿触发电路中 图 10－1

四.实验设备及仪器 1.教学实验台主控制屏 2.负载组件组件 3.触发电路（锯齿波触发电路）组件 4.二踪示波器（自备） 5.万用表（自备） 五.注意事项 在电阻电感负载时，当<j时，若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量，损坏元件。 为此主电路可通过变压器降压供电，这样即可看到电流波形不对称现象，又不会损坏设备。 六.实验方法 1.单相交流调压器带电阻性负载 接上电阻性负载，并调节电阻负载至最大。 调速系统控制单元的G给定电位器RP1逆时针调到底，使U=0。调节锯齿波同步移 相触发电路偏移电压电位器RP2,使a=150°。 合上控制屏交流主电源，用示波器观察负载电压U=f(t)，晶闸管两端电压U=f(t) 的波形，调节Uc,观察不同a角时各波形的变化，并记录a=60°，90°，120°时的波形。 Ud Uvt U2 a=60° 图 图 a=90° 图 图 a=120° 图 图 注：调节电阻R时，需观察负载电流，不可大于1A

四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．负载组件组件 3．触发电路（锯齿波触发电路）组件 4．二踪示波器（自备） 5．万用表（自备） 五．注意事项 在电阻电感负载时，当 a<j 时，若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量，损坏元件。 为此主电路可通过变压器降压供电，这样即可看到电流波形不对称现象，又不会损坏设备。 六．实验方法 1．单相交流调压器带电阻性负载 接上电阻性负载，并调节电阻负载至最大。 调速系统控制单元的 G 给定电位器 RP1 逆时针调到底，使 Uct=0。调节锯齿波同步移 相触发电路偏移电压电位器 RP2，使 a=150°。 合上控制屏交流主电源，用示波器观察负载电压 U=f（t），晶闸管两端电压 UVT= f（t） 的波形，调节 Uct，观察不同 a 角时各波形的变化，并记录 a=60°，90°，120°时的波形。 Ud Uvt Id U2 a=60° 图 图 a=90° 图 图 a=120° 图 图 注：调节电阻 R 时，需观察负载电流，不可大于 1A