电力电子技术实验指导书 (修订) 电力电子技术课程组编 石河子大学机械电气工程学院 电气工程系 二○一四年三月
电力电子技术实验指导书 (修订) 电力电子技术课程组 编 石河子大学机械电气工程学院 电气工程系 二○一四年三月
前 言 本书依据电气工程专业“电力电子技术”课程的教学大纲的要求,配合课程 主教材《电力电子技术》(王兆安,刘进军主编,第5版,机械工业出版社)而 编写的实验指导教材,供电气、机电一体化各类专业使用。实验课是电力电子技 术课程的重要教学环节之一。 实验课有两方面的重要意义: 1.学生通过做实验,可以加深对课程内容中的重点、难点的理解。 2.实验课的第二个重要意义在于:实际动手做实验的经验不仅有利于对课 程内容本身的理解,更有助于实际工作能力的提高。 实验课的目的与要求: 1.不仅使学生会做几个固定内容的实验,更重要在于学生有一个动手的机 会,通过做实验使学生能将理论的分析方法和实际测量的手段结合起来,学会正 确地选择测量仪器及进行必要的误差分析。 2.在做实验之前,学生应做好实验的预习以明确实验的目的与要求,弄懂 实验原理与电路,明了实验的操作方法与步骤,学习电路元件、仪器设备的性能 和使用方法、以及实验的注意事项。 3.实验时,对实验中出现的现象,应以科学的态度,认真思考和分析,做 出正确的解释,对有疑问之处,应及时请教师指导。 4.实验中要注意安全,遵守实验安全操作规则。 5.实验之后,要认真整理,分析和总结数据结果,写好实验报告。实验报 告应每人一份,目的是训练和培养对数据的处理和分析能力。在一份实验报告中 通常应包括:实验目的、仪器设备、实验内容及电路图、实验数据记录和整理结 果与分析,以及通过实验所得到的收获和体会等方面。 通过以上步骤,以全面完成每一个实验任务,达到实验要求。 本实验指导书由石河子大学课程“电力电子技术”主讲教师龚立娇、周伟绩 编写,恳请同学们提出宝贵意见。电子邮箱:glj mac(@shzu.edu.cn 编者 2014年3月
前 言 本书依据电气工程专业“电力电子技术”课程的教学大纲的要求,配合课程 主教材《电力电子技术》(王兆安,刘进军 主编,第 5 版,机械工业出版社)而 编写的实验指导教材,供电气、机电一体化各类专业使用。实验课是电力电子技 术课程的重要教学环节之一。 实验课有两方面的重要意义: 1. 学生通过做实验,可以加深对课程内容中的重点、难点的理解。 2. 实验课的第二个重要意义在于:实际动手做实验的经验不仅有利于对课 程内容本身的理解,更有助于实际工作能力的提高。 实验课的目的与要求: 1. 不仅使学生会做几个固定内容的实验,更重要在于学生有一个动手的机 会,通过做实验使学生能将理论的分析方法和实际测量的手段结合起来,学会正 确地选择测量仪器及进行必要的误差分析。 2. 在做实验之前,学生应做好实验的预习以明确实验的目的与要求,弄懂 实验原理与电路,明了实验的操作方法与步骤,学习电路元件、仪器设备的性能 和使用方法、以及实验的注意事项。 3. 实验时,对实验中出现的现象,应以科学的态度,认真思考和分析,做 出正确的解释,对有疑问之处,应及时请教师指导。 4. 实验中要注意安全,遵守实验安全操作规则。 5. 实验之后,要认真整理,分析和总结数据结果,写好实验报告。实验报 告应每人一份,目的是训练和培养对数据的处理和分析能力。在一份实验报告中 通常应包括:实验目的、仪器设备、实验内容及电路图、实验数据记录和整理结 果与分析,以及通过实验所得到的收获和体会等方面。 通过以上步骤,以全面完成每一个实验任务,达到实验要求。 本实验指导书由石河子大学 课程“电力电子技术”主讲教师龚立娇、周伟绩 编写,恳请同学们提出宝贵意见。电子邮箱:glj_mac@shzu.edu.cn. 编者 2014 年 3 月
目录 第一章电力电子技术实验概述 §1-1实验的特点和要求 §1-2实验准备 §1-3实验实施 §1-4实验总结 第二章实验项目 实验一*、品闸管的测试及导通关断条件测试实验 实验二*、单结品体管触发电路和单相半波可控整流电路 实验三、单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 实验四*、三相桥式全控整流电路性能研究实验 实验五*、直流斩波电路原理实验 实验六*、单相交流调压电路实验 第三章电力电子电路MATLAB仿真实验初步 实验一单相桥式全控整流电路的建模与仿真 实验二三相桥式全控整流电路建模与仿真
目 录 第一章 电力电子技术实验概述 §1-1 实验的特点和要求 §1-2 实验准备 §1-3 实验实施 §1-4 实验总结 第二章 实验项目 实验一*、晶闸管的测试及导通关断条件测试实验 实验二*、单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路 实验三、单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 实验四*、三相桥式全控整流电路性能研究实验 实验五*、直流斩波电路原理实验 实验六*、单相交流调压电路实验 第三章 电力电子电路 MATLAB 仿真实验初步 实验一 单相桥式全控整流电路的建模与仿真 实验二 三相桥式全控整流电路建模与仿真
第一章电力电子技术实验概述 《电子电力技术》是电气工程及自动化、自动化等专业的三大电子技术基础课程之一, 该课程涉及面广,内容包括电力、电子、控制、计算机技术等。而实验环节是这些课程的重 要组成部分。通过实验,可以加深对理论的理解,培养和提高动手能力、分析和解决问题的 独立工作能力。 §1-1实验的特点和要求 电力电子技术实验的内容较多、较新,实验系统也比较复杂,系统性较强。我们知道, 理论教学是实验教学的基础。学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系 统中出现的各种问题,提高动手能力:同时通过实验来验证理论,促进理论和实际相结合, 使认识不断提高、深化。具体地说,学生在完成指定的实验后,应具备以下能力: (1)掌握电力电子变流装置的主电路、触发和驱动电路的构成及调试方法,能初步设 施和应用这些电路: (2)熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能和使用方法: (3)能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理,解决实验中遇到的问题: (4)能够综合实验数据,解释实验现象,编写实验报告。 §1-2实验准备 实验准备即为实验的预习阶段,是保证实验能力顺利进行的必要步骤,每次实验前都应 先进行预习,从而提高实验质量和效率,否则就有可能在实验时不知如何下手,浪费时间, 完不成实验要求,甚至损坏实验装置。因此,实验前应做到: (1)复习教材中与实验有关的内容,熟悉与本次实验相关的理论知识: (2)阅读本教材中的实验指导,了解本次实验的目的和内容:掌握本次实验系统的工 作原理和方法: (3)写出预习报告,其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等: (4)熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等: (5)进行实验分组。 §1-3实验实施 在完成理论学习、实验习等环节后,就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点: (1)实验开始前,指导教师要对学生的预习报告作检查,要求学生了解本次实验的目 的、内容和方法,只有满足此要求后,方能允许实验开始。 (2)指导教师对实验装置作介绍,要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器,明 确这些设备的功能、使用方法。 (3)按实验小组进行实验,实验小组成员应进行明确分工,各人的任务应实验进行中 实行轮换,以便实验参加者能全面掌握实验技术,提高动手能力。 成之花.人程程它时的明地,而古有,它的儿透了春片的酒,满了的点
成功之花,人们往往惊羡它现时的明艳,然而当初,它的芽儿却浸透了奋斗的泪泉,洒满了牺牲的血雨。 ——冰心 第一章 电力电子技术实验概述 《电子电力技术》是电气工程及自动化、自动化等专业的三大电子技术基础课程之一, 该课程涉及面广,内容包括电力、电子、控制、计算机技术等。而实验环节是这些课程的重 要组成部分。通过实验,可以加深对理论的理解,培养和提高动手能力、分析和解决问题的 独立工作能力。 §1-1 实验的特点和要求 电力电子技术实验的内容较多、较新,实验系统也比较复杂,系统性较强。我们知道, 理论教学是实验教学的基础。学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系 统中出现的各种问题,提高动手能力;同时通过实验来验证理论,促进理论和实际相结合, 使认识不断提高、深化。具体地说,学生在完成指定的实验后,应具备以下能力: (1)掌握电力电子变流装置的主电路、触发和驱动电路的构成及调试方法,能初步设 施和应用这些电路; (2)熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能和使用方法; (3)能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理,解决实验中遇到的问题; (4)能够综合实验数据,解释实验现象,编写实验报告。 §1-2 实验准备 实验准备即为实验的预习阶段,是保证实验能力顺利进行的必要步骤,每次实验前都应 先进行预习,从而提高实验质量和效率,否则就有可能在实验时不知如何下手,浪费时间, 完不成实验要求,甚至损坏实验装置。因此,实验前应做到: (1)复习教材中与实验有关的内容,熟悉与本次实验相关的理论知识; (2)阅读本教材中的实验指导,了解本次实验的目的和内容;掌握本次实验系统的工 作原理和方法; (3)写出预习报告,其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等; (4)熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等; (5)进行实验分组。 §1-3 实验实施 在完成理论学习、实验习等环节后,就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点: (1)实验开始前,指导教师要对学生的预习报告作检查,要求学生了解本次实验的目 的、内容和方法,只有满足此要求后,方能允许实验开始。 (2)指导教师对实验装置作介绍,要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器,明 确这些设备的功能、使用方法。 (3)按实验小组进行实验,实验小组成员应进行明确分工,各人的任务应实验进行中 实行轮换,以便实验参加者能全面掌握实验技术,提高动手能力
(4)按预习报告上的实验系统详细线路图进行接线,一般情况下,接线次序为先主电 路,后控制电路:先串联,后并联。 (5)完成实验系统接线后,必须进行自查。串联回路从电源的某一端出发,按回路逐 项检查各仪表、设备、负载的位置、极性等是否正确:并联支路则检查其两端的连接点是否 在指定的位置。距离较远的两连接端必须选用长导线直接跨接,不得用2根导线在实验装置 上的某接线端进行过渡连接。自查完成后,须指导教师复查后方可合闸通电,开始实验。 (6)实验时,应按实验教材所提出的要求及步骤,逐项进行实验和操作。一般情况下, 系统启动前,应使负载电阻值最大,给定电位器位于零位:改接线路时,必须拉闸,断开电 源。实验中应观察实验现象是否正常,所得数据是否合理,实验结果是否与理论一致。 (7)完成本次实验全部内容后,应请指导教师检查实验数据、记录的波形。经指导教 师认可后方可拆除接线,整理好连接线、仪器、工具,使之物归原位。 §1-4实验总结 实验的最后阶段是实验总结,即对实验数据进行整理、绘制波形和图表、分析实验现象 撰写实验报告。每个实验参与者都要独立完成一份实验报告,实验报告的编写应持严肃认真, 实事求是的科学态度。如实验结果与理论有较大出入时,不得随意修改实验数据和结果,不 得用凑数据的方法米向理论靠拢,而是应用理论知识来分析实验数据和结果,解释实验现象, 找出引起较大误差的原因。 实验报告的一般格式如下: (1)实验名称、班级,实验学生姓名、同组者姓名和实验时间: (2)实验目的、实验线路、实验内容: (3)实验设备、仪器、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号: (4)实验数据的整理、列表、计算,并列出计算所用的计算公式: (5)画出与实验数据相对应的特性曲线及记录的波形。 (6)用理论知识对实验结果进行分析总结,得出明确结论: (?)对实验中出现的某些现象,遇到的问题进行分析、讨论,写出心得体会并对实验 提出自己的建议和改进措施。 成功之花。人们雅程惊美它现时的明艳,然而古和。它的等儿却漫透了春丹的润泉,西满了饰推的血雨
成功之花,人们往往惊羡它现时的明艳,然而当初,它的芽儿却浸透了奋斗的泪泉,洒满了牺牲的血雨。 ——冰心 (4)按预习报告上的实验系统详细线路图进行接线,一般情况下,接线次序为先主电 路,后控制电路;先串联,后并联。 (5)完成实验系统接线后,必须进行自查。串联回路从电源的某一端出发,按回路逐 项检查各仪表、设备、负载的位置、极性等是否正确;并联支路则检查其两端的连接点是否 在指定的位置。距离较远的两连接端必须选用长导线直接跨接,不得用 2 根导线在实验装置 上的某接线端进行过渡连接。自查完成后,须指导教师复查后方可合闸通电,开始实验。 (6)实验时,应按实验教材所提出的要求及步骤,逐项进行实验和操作。一般情况下, 系统启动前,应使负载电阻值最大,给定电位器位于零位;改接线路时,必须拉闸,断开电 源。实验中应观察实验现象是否正常,所得数据是否合理,实验结果是否与理论一致。 (7)完成本次实验全部内容后,应请指导教师检查实验数据、记录的波形。经指导教 师认可后方可拆除接线,整理好连接线、仪器、工具,使之物归原位。 §1-4 实验总结 实验的最后阶段是实验总结,即对实验数据进行整理、绘制波形和图表、分析实验现象、 撰写实验报告。每个实验参与者都要独立完成一份实验报告,实验报告的编写应持严肃认真, 实事求是的科学态度。如实验结果与理论有较大出入时,不得随意修改实验数据和结果,不 得用凑数据的方法来向理论靠拢,而是应用理论知识来分析实验数据和结果,解释实验现象, 找出引起较大误差的原因。 实验报告的一般格式如下: (1)实验名称、班级,实验学生姓名、同组者姓名和实验时间; (2)实验目的、实验线路、实验内容; (3)实验设备、仪器、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号; (4)实验数据的整理、列表、计算,并列出计算所用的计算公式; (5)画出与实验数据相对应的特性曲线及记录的波形。 (6)用理论知识对实验结果进行分析总结,得出明确结论; (7)对实验中出现的某些现象,遇到的问题进行分析、讨论,写出心得体会并对实验 提出自己的建议和改进措施
第二章实验项目 本部分包括七个实验项目,内容包括单相、三相整流和有源逆变电源等实验。 实验一晶闸管的测试及导通关断条件测试实验 一、实验目的 1.观察晶闸管的结构,掌握正确的晶闸管的简易测试方法。 2.验证品闸管的导通条件及关断方法。 二、实验线 万用表 A 图1-1晶闸管3CT3A管脚排列、结构图及电路符号测试图1-2晶闸管导通条件实验电路 +·0-⑧ K2 5V ● 图1-3品闸管的关断条件测试 图1一4品管关断条件实验电路 三、实验内容 1,鉴别晶闸管的好坏: 2.晶闸管的导通条件测试: 3.晶闸管的关断方法的测试。 四、实验设备 1.±5V、±12V直流稳压电源(双路)一台: 2.万用表一块: 3.品闸管几个(3CT3A): 4.EL-MC-Ⅱ型实验箱 成功之花。人程美它视时的明他,蓝而和,它的茅儿混了片的,了推的血南
成功之花,人们往往惊羡它现时的明艳,然而当初,它的芽儿却浸透了奋斗的泪泉,洒满了牺牲的血雨。 ——冰心 第二章 实验项目 本部分包括七个实验项目,内容包括单相、三相整流和有源逆变电源等实验。 实验一 晶闸管的测试及导通关断条件测试实验 一、实验目的 1.观察晶闸管的结构,掌握正确的晶闸管的简易测试方法。 2.验证晶闸管的导通条件及关断方法。 二、实验线 图 1-1 晶闸管 3CT3A 管脚排列、结构图及电路符号测试 图 1-2 晶闸管导通条件实验电路 图 1-3 晶闸管的关断条件测试 图 1-4 晶闸管关断条件实验电路 三、实验内容 1.鉴别晶闸管的好坏; 2.晶闸管的导通条件测试; 3.晶闸管的关断方法的测试。 四、实验设备 1.±5V、±12V 直流稳压电源(双路)一台; 2.万用表一块; 3.晶闸管几个(3CT3A); 4.EL-MC-Ⅱ型实验箱
5.灯泡12V/0.1A 6.交流毫伏表一个 五、预习要求 1.阅读电力电子技术教材中有关晶闸管的内容,弄清晶闸管的结构与工作原理。 2.复习晶闸管基本特征的有关内容,掌握晶闸管正常工作时的特性。 六、思考题 1.晶闸管导通条件是什么?试说明控制极的作用。 2.试述关断晶闸管的方法。 七、实验方法 1,鉴别品闸管的好坏 见图1-1,用万用表R×1kQ的电阻档测试两只品闸管的阳极(A)-阴极(K),门极(G) -阳极(A)之间的正反向电阻,再用万用表R×102的电阻档测量两只品闸管的门极(G)- 阴级(K)之间的正反向电阻,将测量数据填入表1.1,并鉴别品闸管的好坏。 表1.1 被测晶闸管 RaG RG结论 VTI VT2 2.晶闸管的导通条件 断开12V,5V电源,按图1-2接线, (1)晶闸管阳极加12V正向电压,门极开路或接-5V电压或接+5V电压,观察灯泡是否亮, 判断晶闸管是否导通: (2)晶闸管阳极加12V反向电压,门极开路或接-5V电压或接+5电压,观察灯泡是否亮, 判断品闸管是否导通 (3)灯泡亮后断开控制极(即门极)+5V电压,看灯泡是否继续亮,然后在管子门极接入-5V 反向门极电压,看灯泡是否继续亮。 (4)写出导通条件,说明控制极作用。 3.晶闸管关断条件实验 断开12V,5V电源,按图1-3、图1-4接线,进行晶闸管关断方法测试,实验步骤 (1)按图1-3接线,接通12W电源电压,再在门极接通+5V电压使晶闸管导通,灯泡亮,接 着断开控制极(门极)+5V电压,即打开K2,观看灯泡是否继续亮。 (2)接着闭合K,一段时间后,再打开K(期间保持K2断开)观察灯泡是否熄灭。 (3)按图1-4接线,接通12V电源电压,再在门极接通+5V电压,使晶闸管导通,灯泡亮, 然后断开控制回路开关K即去掉门极电压,接着,滑线变阻器滑头向下滑动即增大回 路中电阻值,此时加在品闸管的阳极电压逐渐成小,当电流表指针有某值穿梭降到罗 时,记下该值,即被测品闸管的维持电流,此时若再升高阳极电源电压,灯泡也不再 发亮,说明品管己关断 (4)总结关新晶闸管的方法。 成功之花。人们程程惊美它视时的明艳,然而古和。它的等儿刺侵透了春丹的润泉,高满了插推的血雨
成功之花,人们往往惊羡它现时的明艳,然而当初,它的芽儿却浸透了奋斗的泪泉,洒满了牺牲的血雨。 ——冰心 5.灯泡 12V/0.1A 6.交流毫伏表一个 五、预习要求 1.阅读电力电子技术教材中有关晶闸管的内容,弄清晶闸管的结构与工作原理。 2.复习晶闸管基本特征的有关内容,掌握晶闸管正常工作时的特性。 六、思考题 1.晶闸管导通条件是什么?试说明控制极的作用。 2.试述关断晶闸管的方法。 七、实验方法 1.鉴别晶闸管的好坏 见图 1-1,用万用表 R×1kΩ的电阻档测试两只晶闸管的阳极(A)-阴极(K),门极(G) -阳极(A)之间的正反向电阻,再用万用表 R×10Ω 的电阻档测量两只晶闸管的门极(G)- 阴级(K)之间的正反向电阻,将测量数据填入表 1.1,并鉴别晶闸管的好坏。 表 1.1 被测晶闸管 RAK RKA RAG RGA RGK RKG 结论 VT1 VT2 2.晶闸管的导通条件 断开 12V,5V 电源,按图 1-2 接线, (1)晶闸管阳极加 12V 正向电压,门极开路或接-5V 电压或接+5V 电压,观察灯泡是否亮, 判断晶闸管是否导通; (2)晶闸管阳极加 12V 反向电压,门极开路或接-5V 电压或接+5V 电压,观察灯泡是否亮, 判断晶闸管是否导通; (3)灯泡亮后断开控制极(即门极)+5V 电压,看灯泡是否继续亮,然后在管子门极接入-5V 反向门极电压,看灯泡是否继续亮。 (4)写出导通条件,说明控制极作用。 3.晶闸管关断条件实验 断开 12V,5V 电源,按图 1-3、图 1-4 接线,进行晶闸管关断方法测试,实验步骤 (1)按图 1-3 接线,接通 12V 电源电压,再在门极接通+5V 电压使晶闸管导通,灯泡亮,接 着断开控制极(门极)+5V 电压,即打开 K2,观看灯泡是否继续亮。 (2)接着闭合 K1,一段时间后,再打开 K1(期间保持 K2 断开)观察灯泡是否熄灭。 (3)按图 1-4 接线,接通 12V 电源电压,再在门极接通+5V 电压,使晶闸管导通,灯泡亮, 然后断开控制回路开关 K 即去掉门极电压,接着,滑线变阻器滑头向下滑动即增大回 路中电阻值,此时加在晶闸管的阳极电压逐渐减小,当电流表指针有某值穿梭降到零 时,记下该值,即被测晶闸管的维持电流,此时若再升高阳极电源电压,灯泡也不再 发亮,说明晶管已关断。 (4)总结关断晶闸管的方法
八、实验报告 1.回答实验中提出的问题 2.总结简易判断晶闸管好坏的方法。 九、注意事项及说明 1,用万用表测试闸管门极与阴极正反高电阻时,发现有的晶闸管正反向电阻很接近, 这种现象并不能说明品闸管已经损坏,只要正向电阻比反向电阻小些,该品闸管就是好的。 (测量G、K之间的正反向电阻,阻值应为几2~几十2。一般黑表笔接G,红表笔接K时阻 值较小。由于品闸管芯片一般采用短路发射极结构(即相当于在门极与阴极之间并联了一个 小电阻),所以正反向阻值差别不大,即使测出正反向阻值相等也是正常的。测量G、A与K、 A之间的阻值,无论黑表笔与红表笔怎样调换测量,阻值均应为无穷大,否则,说明管子己 经损坏。) 实验二单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路 一、实验目的: 1.熟悉单结品体管触发电路的工作原理,接线及电路中各元件的作用。 2.观察单结晶体管触发电路各点的波形,掌握调试步骤和方法。 3.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作过程作全面分析。 4.了解续流二极管的作用。 二、实验线路及原理: 1.单结晶体管触发电路原理,电路如图2-1示。 触发电路原理如图2-1示:利用单结晶体管(又称双基极二极管)的负阻特性和C的充 放电特性,组成频率可调的自激振荡电路,图中V6为单结品体管,其常用的型号有BT33和 BT35两种,由等效电阻V5和C1组成RC充电回路,由“C1-V6一脉冲变压器”组成电容放电 回路,调节RP1即改变C1充由回路中的等效由阻。 由同步变压器副边输出6ON的交流同步电压,经D1半波整流,再由稳压管V1、V2进 行削波,从而得到梯形波电压,其过零点与电源电压的过零点同步,梯形波通过R7及等效 可变电阻V5向电容C1充电,当充电电压达到单结晶体管的峰值电压时,单结晶体管V6 导通,电容通过脉冲变压器原边放电,脉冲变压器副边输出脉冲.同时由于放电时间常数很 小,C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压v,使6关新,C1再次充电,周而复 始,在电容C1两端呈现锯齿波形,在脉冲变压器副边输出尖脉冲.在一个梯形波周期内, v6可能导通、关断多次,但对晶闸管的触发只有第一个输出脉冲起作用。电容C1的充电时 间常数由等效申阴等决定,用节RP1改变C1的充由的时间,控制第一个尖脉神的出现时刻 成功之花,人们程程使美它说时的明地。而古和,它哈芽儿了本的酒桌,满了推的血西
成功之花,人们往往惊羡它现时的明艳,然而当初,它的芽儿却浸透了奋斗的泪泉,洒满了牺牲的血雨。 ——冰心 八、实验报告 1.回答实验中提出的问题。 2.总结简易判断晶闸管好坏的方法。 九、注意事项及说明 1.用万用表测试闸管门极与阴极正反高电阻时,发现有的晶闸管正反向电阻很接近, 这种现象并不能说明晶闸管已经损坏,只要正向电阻比反向电阻小些,该晶闸管就是好的。 (测量 G、K 之间的正反向电阻,阻值应为几 Ω~几十 Ω。一般黑表笔接 G,红表笔接 K 时阻 值较小。由于晶闸管芯片一般采用短路发射极结构(即相当于在门极与阴极之间并联了一个 小电阻),所以正反向阻值差别不大,即使测出正反向阻值相等也是正常的。测量 G、A 与 K、 A 之间的阻值,无论黑表笔与红表笔怎样调换测量,阻值均应为无穷大,否则,说明管子已 经损坏。) 实验二 单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路 一、实验目的: 1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理,接线及电路中各元件的作用。 2.观察单结晶体管触发电路各点的波形,掌握调试步骤和方法。 3.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作过程作全面分析。 4.了解续流二极管的作用。 二、实验线路及原理: 1.单结晶体管触发电路原理,电路如图 2-1 示。 触发电路原理如图 2-1 示:利用单结晶体管(又称双基极二极管)的负阻特性和 RC 的充 放电特性,组成频率可调的自激振荡电路,图中 V6 为单结晶体管,其常用的型号有 BT33 和 BT35 两种,由等效电阻 V5 和 C1 组成 RC 充电回路,由“C1-V6—脉冲变压器”组成电容放电 回路,调节 RP1 即可改变 C1 充电回路中的等效电阻。 由同步变压器副边输出 60V 的交流同步电压,经 VD1 半波整流,再由稳压管 V1、V2 进 行削波,从而得到梯形波电压,其过零点与电源电压的过零点同步,梯形波通过 R7 及等效 可变电阻 V5 向电容 C1 充电,当充电电压达到单结晶体管的峰值电压 Up 时,单结晶体管 V6 导通,电容通过脉冲变压器原边放电,脉冲变压器副边输出脉冲.同时由于放电时间常数很 小,C1 两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压 Uv,使 V6 关断,C1 再次充电,周而复 始,在电容 C1 两端呈现锯齿波形,在脉冲变压器副边输出尖脉冲.在一个梯形波周期内, v6 可能导通、关断多次,但对晶闸管的触发只有第一个输出脉冲起作用。电容 C1 的充电时 间常数由等效电阻等决定,调节 RPl 改变 C1 的充电的时间,控制第一个尖脉冲的出现时刻
实现脉冲的移相控制。单结品体管触发的电路各点波形如图2一2所示。 各点波形如下图示: TP2 R R2 Tp3 vD 5 R3/ 2个 V3不RP R6 VD2 VD4 图2-1单结品体管触发电路原理图 交流同步电压 14 44 e c) 0 图2-2单结品体管触发电路各点电压波形 2.单相半波可控整流电路原理图2-3 成功之花。人们程程惊美它视时的明艳,然而古初。它的等儿却侵透了春丹的泊泉,汤满了插推的血雨
成功之花,人们往往惊羡它现时的明艳,然而当初,它的芽儿却浸透了奋斗的泪泉,洒满了牺牲的血雨。 ——冰心 实现脉冲的移相控制。单结晶体管触发的电路各点波形如图 2—2 所示。 各点波形如下图示: 图 2-1 单结晶体管触发电路原理图 图 2-2 单结晶体管触发电路各点电压波形 2.单相半波可控整流电路原理图 2-3
DJK03 挂箱 图2-3单相半波可控整流电路 三、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。 3.单相半波整流电路带电阻性负载时,V,/N=f(a)特性测定。 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。 四、实验设备: ①DJKO1电源控制屏:②DJKO6给定及实验器件:③DJKO2品闸管主电路:④DJKO3 晶闸管触发电路:⑤示波器(双踪慢扫描):⑥D42三相可调电阻:⑦万用表。 五、预习要求 1,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 和电阻电感负载时的工作波形。 3.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时U、I的计算方法。 六、思考题: 1.单结品体管触发电路的振荡频率与电路中C1、R即数值有什么关系? 2.单相桥式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.单结品体管触发电路的调试 将DJKO1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DJKO3的“外接220V”位置,按下“启动”按钮,打开DJK03 电源开关,用示波器观测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各点波形,调节可调电位器,观察波形变化,分析原因:用示波 器观察触发脉冲输出波形,调节可调电位器,分析观测的结果。 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2-3电路图接线,将电阻器调至最大阻值位置,合上电源, 用示波器观察负载电压U,晶闸管VT两端电压山,的波形,调节电位器P1,观察α=30°、 60°、90°、120°、150°时山、的波形,并测量直流输出电压山和电源电压,记录于
成功之花,人们往往惊羡它现时的明艳,然而当初,它的芽儿却浸透了奋斗的泪泉,洒满了牺牲的血雨。 ——冰心 图 2-3 单相半波可控整流电路 三、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。 3.单相半波整流电路带电阻性负载时,Vd/V2=f(α)特性测定。 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。 四、实验设备: ① DJK01 电源控制屏;② DJK06 给定及实验器件;③ DJK02 晶闸管主电路;④ DJK03 晶闸管触发电路;⑤示波器(双踪慢扫描);⑥ D42 三相可调电阻; ⑦万用表。 五、预习要求 1.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 和电阻电感负载时的工作波形。 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 C1、Rp 数值有什么关系? 2.单相桥式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 的“外接 220V”位置,按下“启动”按钮,打开 DJK03 电源开关,用示波器观测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各点波形,调节可调电位器,观察波形变化,分析原因;用示波 器观察触发脉冲输出波形,调节可调电位器,分析观测的结果。 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 2-3 电路图接线,将电阻器调至最大阻值位置,合上电源, 用示波器观察负载电压 Ud,晶闸管 VT 两端电压 uT 的波形,调节电位器 RP1,观察α=30°、 60°、90°、120°、150°时 ud、uT 的波形,并测量直流输出电压 ud 和电源电压 U2,记录于