(电子电气类专业)电力电子学实验内容.doc

电子电气类专业《电力电子学实验》讲义实验一：直流斩波电路(设计性)的性能研究一、实验目的熟悉六种斩波电路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper、 cuk chopper、 sepic chopper、 zeta chopper）的工作原理，掌握这六种斩波电路的工作状态及波形情况二、实验内容1 SG3525芯片的调试2 斩波电路的连接3 斩波电路的波形观察及电压测试三、实验设备及仪器1 电力电子教学试验台主控制屏2 NMCL-22组件3 示波器（自备）4 万用表（自备）四、实验方法按照面板上各种斩波器的电路图，取用相应的元件，搭成相应的斩波电路即可.1. SG3525性能测试 先按下开关s1（1）锯齿波周期与幅值测量（分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况）测量“1”端2）输出最大与最小占空比测量测量“2”端2．buck chopper(1)连接电路将UPW(脉宽调制器)的输出端2端接到斩波电路中IGBT管VT的G端,分别将斩波电路的1与3，4与12，12与5，6与14，15与13，13与2相连，照面板上的电路图接成buck chopper斩波器。

2)观察负载电压波形经检查电路无误后,按下开关s1、s8，用示波器观察VD1两端12、13孔之间电压，调节upw的电位器rp，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形 (3)观察负载电流波形用示波器观察并记录负载电阻R4两端波形(4)改变脉冲信号周期在S2、S3、S4合上与断开多种情况下,重复步骤(2)、(3)(5)改变电阻、电感参数可将几个电感串联或并联以达到改变电感值的目的，也可改变电阻，观察并记录改变电路参数后的负载电压波形与电流波形，并分析电路工作状态3．boost chopper（1）照图接成boost chopper电路电感和电容任选，负载电阻r选r4或r6实验步骤同buck chopper4．buck-boost chopper（1）照图接成buck-boost chopper电路电感和电容任选，负载电阻r选r4或r6实验步骤同buck chopper）5．cuk chopper（1）照图接成cuk chopper电路电感和电容任选，负载电阻r选r4或r6实验步骤同buck chopper6．sepic chopper（1）照图接成sepic chopper电路。

电感和电容任选，负载电阻r选r4或r6实验步骤同buck chopper 7．zeta chopper（1）照图接成zeta chopper电路电感和电容任选，负载电阻r选r4或r6实验步骤同buck chopper 五、具体实验项目参数如下： 六、实验报告：记录实验波形，分析各种控制电路在不同的占空比驱动下的输出电压情况实验二：单相桥式全控整流电路实验一、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、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作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4-7三、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3．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载四、实验设备及仪器1．NMCL系列教学实验台主控制屏2．NMCL—18组件（适合NMCL—Ⅱ)或NMCL—31组件（适合NMCL—Ⅲ）3．NMCL—33组件或NMCL—53组件（适合NMCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．NMCL—05组件或NMCL—05A组件5．NMEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。

6．NMCL-35三相变压器7．双踪示波器 (自备)8．万用表 (自备)五、注意事项1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱，故NMCL-33（或NMCL-53，以下同）的内部脉冲需断X1插座相连的扁平带需拆除，以免造成误触发2．电阻RP的调节需注意若电阻过小，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，需防止过大的电感造成可控硅不能导通4．NMCL-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30°～180°），可尝试改变同步电压极性5．逆变变压器采用NMCL-35三相变压器，原边为220V，低压绕组为110V6．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7．带反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁六、实验方法1．将NMCL—05（或NMCL—05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接NMCL—18的U、V输出端（如您选购的产品为NMCL—Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连）， “触发电路选择”拨向“锯齿波”。

2．断开NMCL-35和NMCL-33的连接线，合上主电路电源，调节主控制屏输出电压Uuv至220V，此时锯齿波触发电路应处于工作状态NMCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0调节偏移电压电位器RP2，使a=90°断开主电源，连接NMCL-35和NMCL-33注：如您选购的产品为NMCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源以下均同3．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900Ω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，求取在不同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时的Uct、Ud和交流输入电压U2值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4．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载断开平波电抗器短接线，求取在不同控制电压Uct时的输出电压Ud=f（t），负载电流id=f（t）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，负载电流不能过小，否则造成可控硅时断时续，可调节负载电阻RP，但负载电流不能超过0.8A，Uct从零起调。

改变电感值（L=100mH），观察a=90°，Ud=f（t）、id=f（t）的波形，并加以分析注意，增加Uct使a前移时，若电流太大，可增加与L相串联的电阻加以限流5．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载把开关S合向左侧，接入直流电动机，短接平波电抗器，短接负载电阻Rda）调节Uct，在a=90°时，观察Ud=f（t），id=f（t）以及UVT=f（t）注意，交流电压UUV须从0V起调，同时直流电动机必须先加励磁b）直流电动机回路中串入平波电抗器（L=700mH），重复（a）的观察七、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a=60°，90°时的Ud、UVT波形，并加以分析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（a）及Ud/U2=f（a）4．实验心得体会实验三：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4-15四、实验设备及仪器1．NMCL系列教学实验台主控制屏2．NMCL—18组件（适合NMCL—Ⅱ)或NMCL—31组件（适合NMCL—Ⅲ）3．NMCL—33（A）组件或NMCL—53组件（适合NMCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．NMCL—05组件或NMCL—05A组件或NMCL—54组件5．MEL-03组件（或自配滑线变阻器450W，1A)6．二踪示波器（自备）7．万用表（自备）五、注意事项在电阻电感负载时，当a

NMCL-18的给定电位器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°三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压，使Uuv=220V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°时的波形注：如您选购的产品为NMCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源以下均同2．单相交流调压器接电阻—电感性负载（1）在做电阻—电感实验时需调节负载阻抗角的大小，因此须知道电抗器的内阻和电感量可采用直流伏安法来测量内阻，如图6-1所示，电抗器的内阻为RL=UL/I 电抗器的电感量可用交流伏安法测量，如图6-2所示，由于电流大时对电抗器的电感量影响较大，采用自耦调压器调压多测几次取其平均值，从而可得交流阻抗ZL=UL/I 电抗器的电感量为 这样即可求得负载阻抗角 在实验过程中，欲改变阻抗角，只需改变电阻器的数值即可 （2）断开电源，接入电感（L=700mH）。

调节Uct，使a=450三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压，使Uuv=220V用二踪示波器同时观察负载电压u和负载电流i的波形调节电阻R的数值（由大至小），观察在不同a角时波形的变化情况记录a>φ，a=φ，a<φ三种情况下负载两端电压u和流过负载的电流i的波形也可使阻抗角φ为一定值，调节a观察波形注：调节电阻R时，需观察负载电流，不可大于0.8A说明：如采购的是NMCL—Ⅴ型，则触发电路为KJ004集成电路，具体应用可参考相关教材电阻性负载可采用两只300Ω电阻相串联 七、实验报告1．整理实验中记录下的各类波形2．分析电阻电感负载时，a角与j角相应关系的变化对调压器工作的影响3．分析实验中出现的问题实验四：单相交直交变频电路一、实验目的熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的作用，工作原理，对单相交直交变频电路驱动电机时的工。