机电控制系统实验指导书(二).docx

实验日期 班级 姓名 成绩 实验五 单结晶体管触发电路及调光灯电路一、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、实验原理1、单结晶体管触发电路的原理：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，可组 成频率可调的自激振荡电路，如图3-1所示图中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TPU图3-1单结晶体管触发电路原理图工作原理简述如下：由同步变压器的付边输出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U时，单结晶体管V6导通，电容通过脉冲变压器的原边放电，脉冲变压器付P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U,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，v在脉冲变压器付边输出尖脉冲。

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RP1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2、单相半波整流电路的工作原理：具体工作原理见《电力电子技术》5.2.1单相半波相控整流电路三、实验仪器1、 DJK01电源控制屏：包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块2、 DJK02晶闸管主电路：包含“晶闸管”，以及“电感”等几个模块3、 DJK03T晶闸管触发电路：包含“单结晶体管触发电路”模块4、 DJK06给定及实验器件：包含“二极管”以及“开关”等几个模块5、 D42 三相可调电阻；6、DJK09三相可调电阻；7、双踪示波器 自备8、万用表 自备四、实验内容1、单结晶体管触发电路的调试1） 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧； 注意：（1）“调速电源选择开关”的选择开关拨到“直流调速”位置，此时，三相调压输出相电压为L16V,线电 压为200 V （具体和网端电压的大小有关），如果没有注意，会损坏仪器2） 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。

3） 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，以90°为例画出波形测试点 1测试点 2测试点 3测试点 4测试点 5测试点 6注意（2）：对于在画波形图时的几点要求：① 要注明该波形在示波器读数时的v/dit, T/dit的档位以及示波器探 头是否有衰减；② 通过在示波器上的读数，要标出各个波形的峰-峰值和周期的大小；③ 要注意画出轴坐标的位置；④ 各个波形的比例要求一致，并且要有对应关系；⑤ 各个波形至少要画2〜3个周期4）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?简要说明： 注意（3）:电位器RP1已装在面板上，同步信号已在内部接好，不需要在进 行外部连接，所有的测试信号都在面板上引出注意（4）电源的接入DJK03-1晶闸管触发电路模块的电源，由DJK01电源控制屏的电源用导线直接输入“外接220V ”端，单结晶闸管触发电路模块所需60V电源以在内部 接好，外部插孔只做同步电源观察用2、单相半波可控整流电路接电阻性负载VD1图3-2单相半波可控整流电路1）触发电路调试正常后，按图3-2电路图接线。

具体接线方法如下：① 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；② 将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发）；③ RL用D42三相可调电阻，其阻值为0〜1800Q；④ R0作为示波器观测端用DJK09三相可调电阻，其阻值为0〜180Q；⑤ 白炽灯选用DLK06上的220V、40W白炽灯；⑥ 二极管VD1和开关S均在DJK06挂件上；⑦ 电感U在DJK02面板上，本实验中选用700mH；d⑧ 直流电压表及直流电流表在DJK02挂件上；⑨ 将电阻器调在最大阻值位置注意（3） DJK09可调电阻的介绍gm ◎ goo q“心 谡0 M 0 图3-3 DJK09可调电阻原理图① XI、A1两接线端输出 是900 Q电阻；② X2、A2两接线端输出是900Q电阻；③ Al、A3两接线端输出是0〜900Q可调电阻；④ A2、A3两接线端输出0〜900Q可调电阻；⑤ Al、A2两接线端输出是0〜1800Q可调电阻注意（5）在实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极和阴极, 应将所用晶闸管对应的反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置，避免误触发。

150°时U波形，测量直流输出电压U和电源电压U ,记录于表3-1中d d 22）按下“启动”按钮，调节电位器RP1,用示波器观察a =30°、60°、90°、a30°60°90°120°150°U2U （记录值）U/Ud 2U （计算值）d120°、表3-1计算公式:U =0.45U (1+cos a )/2d 23）画出a=90°时，电阻性负载的U波形d五、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?3、单结晶体管触发脉冲如果误接到晶闸管的阳极和门极，会产生什么后果？为 什么？4、为什么单结晶体管触发脉冲的移相可调范围在30〜1705、如果在实验中，接入DJK03-1的电源为AB相，而接入主电路的电源AC相, 电路会正常工作吗?为什么?六、心得体会实验日期 班级 姓名 成绩 实验六（七） 单闭环晶闸管直流调速系统一、实验目的1、了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理2、掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程3、认识闭环反馈控制系统的基本特性二、实验原理㈠触发电路1、本实验装置的触发电路采用的是 KC04 集成移相触发器，得到两路相位差 1800度的移相脉冲。

1） KC04集成移相触发器内部原理图（略）2） KC04集成移相触发器的工作原理KC04输出两路相位差1800度的移相脉冲，可方便地构成全控桥式触发 线路该电路具有输出负载能力大，移相性能好，正负半周相位值均衡性好， 移相范围宽，对同步电压要求小，有脉冲列调制输入端等功能与特点2、六路双脉冲发生器本实验装置采用的是KC41六路双脉冲形成器，利用三片KC04和一片KC41 组成三相全控桥式触发电路三相全控桥式整流电路要求用双脉冲触发，即用两 个间隔600的窄脉冲去触发晶闸管1） KC41六路双脉冲发生器内部原理图（略）2） KC41 六路双脉冲发生器的工作原理KC41 电路是脉冲逻辑电路，当把移相触发器输出的触发脉冲输入到KC41电路的“ 1”〜“6”端时，由输入二极管完成了补脉冲，再由T1〜T6 进行电流放大分六路输出补脉冲按2-1，3-2，4-3, 5-4，6-5, 1 -6顺序排列组合T7是电子开关，当控制“7”端接逻辑“0”电平时T7 截止，各路有输出触发脉冲当控制“7”端接逻辑“1”电平（+15V）时, T7导通，各路无输出4、 在DJK02-1三相晶闸管触发电路挂件上，观察孔a、b、c观察的是同步变压器 的输出端的信号，它经RC阻容滤波电路移相30。

后接到KC04同步信号输出端, 最终产生的触发脉冲，在VT1〜VT6为单脉冲观测孔和VT1'〜VT6'为双脉冲 观测孔看到的波形 也随之滞后3005、 如图所示，在做实验时，应该注意a和0的折算㈡三相桥式全控整流电路具体工作原理见《电力电子技术》5.3.2 三相桥式全控整流电路三、实验设备 1、DJK01 电源控制屏：该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块2、DJK02 晶闸管主电路3、 DJK02-1三相晶闸管触发电路：包含“触发电路”，“正反桥功放”几个模块4、 DJK04电机调速控制实验I：该挂件包含“给定”，“电流调节器”，“速度变 换”“电流反馈与过流保护”等几个模块5、 DJK08可调电阻、电容箱6、 DD03-2电机导轨、测速发电机及转速表7、DJ13-1直流发电机8、DJ15 直流并励电动机 9、D42 三相可调电阻 10、双踪示波器 11、DJK09 单相调压与可调负载12、 万用表 自备 13、一字螺丝刀 自备 实验台挂件顺序：DJK01、DJK02、DJK02-1、DJK04、DJK08、D42、DJK09四、实验内容I三相桥式全控整流电路的调试1、“触发电路”调试㈠ 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。

㈡ 将DJK01 “电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧 注意：（1）“调速电源选择开关”的选择开关拨到“直流调速”位置，此时，三相调压输出相电压为L16V,线电 压为200 V （具体和网端电压的大小有关），如果没有注意，会损坏仪器㈢ 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”的发光管亮注意：（2）“同步信号”的选择同步信号是从电源控制屏内获得，屏内装有/Y-5接法的三相同步变压 器，和主电源输出同相，其输出相电压幅度为15V左右，供DJK02-1挂件内的 KC04集成电路产生移相触发脉冲；只要将DJK02挂件的12芯插头与屏相连接， 则输出相位一一对应的三相同步电压信号注意（3）“触发脉冲”的选择① 实验台的触发电路由原KC04、KC41和KC42三相集成触发电路的基础上， 又增加了4066、4069芯片，可产生三相六路互差60°的双窄脉冲或三相 六路后沿固定、前沿可调的宽脉冲链，供触发晶闸管使用② 在“触发脉冲指示”处设有钮子开关控制触发电路，开关拨到左边，绿 色发光管亮，在触发脉冲观察孔处可观测到后沿固定、前沿可调的宽脉冲 链；开关拨到右边，红色发光管亮，触发电路产生双窄脉冲，本实验用双 窄脉冲。

㈣ 三相锯齿波调试调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相 锯齿波斜率尽可能一致，以A相为例，在图1-1中画出波形具体调节锯齿波的方法：1） 将示波器的各控制旋钮旋到双通道波形输出，探头X1输出2） 将左右两通道的扫描基准线调节到同一位置3） 将左右两通道的幅度调节旋钮的位置调节一致4） 将左右两通道的微调旋钮调到校准位置5） 调节A、B两相锯齿波斜率，使得两个波形尽可能斜率一致6） 调节A、C两相锯齿波斜率，使得。