电力电子技术实验教程审HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-电工电子实验中心实验指导书电力电子技术实验教程二零零九年三月高等学校电工电子实验系列电力电子技术实验教程主编王利华周荣富攀枝花学院电气信息工程学院电工电子实验中心内容简介本书是根据高等院校理工科本(专)科的电力电子技术实验课程的基本要求编写的。
全书包含三个部分。
第一部分对基本实验的目的、内容、原理、实验仪器和实验方法进行了阐述。
第二部分对DKSZ-1电机控制系统实验装置进行了简述。
第三部分是对实验装置控制组件介绍。
本书可作为我校电类和非电类专业本科生、专科生实验教学用书，还可作为从事电力电子技术的工程技术人员的参考书。
前言电力电子技术是电气工程学科的基础课程，由电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统及其控制三部分组成，是电力电子装置、开关电源技术、自动控制系统、变频调速应用、柔性输电系统等课程的先行课程。
同时，也是电气信息类其他相关专业的重要基础课之一。
电力电子技术作为21 世纪解决能源危机的必备技术之一而受到重视。
本书依据应用型人才培养目标，遵循“面向就业，突出应用”的原则，注重教材的“科学性、实用性、通用性、新颖性”，力求做到学科体系完整、理论联系实际、夯实基础知识、突出时代气息，具备科学性及新颖性，并强调知识的渐进性，兼顾知识的系统性，注重培养学生的实践能力。
本书着重讲授各种电能变换电路的基本工作原理、电路结构、电气性能、波形分析方法和参数计算等。
通过对本课程的学习，学生能理解并掌握电力电子技术领域的相关基础知识，培养其分析问题、解决问题的能力，了解电力电子学科领域的发展方向。
本书由三部分组成。
第一部分为基础实验。
该部分主要介绍电力电子技术的实验内容原理。
第二部分为DKSZ-1电机控制系统实验装置介绍。
第三部分为实验装置控制组件介绍。
在本书的编写过程中，为了突出其实效性，注意体现以下特点：（1）理论性与实践性相结合的原则；（2）深入浅出、循序渐进的原则；（3）典型示例，举一反三原则。
全书由攀枝花学院电气信息工程及电工电子省级实验示范中心王利华、周荣富老师主编，2005级自动化张明禹同学参加了本书的编写工作。
由于作者水平有限，书中错误之处在所难免，恳请广大师生及读者提出宝贵意见及建议。
编者2009年3月于攀枝花目录内容简介 (I)前言 (II)第一章实验项目 (1)实验一单结晶体管触发电路 (1)实验二正弦波同步移相触发电路实验 (4)实验三锯齿波同步移相触发电路实验 (6)实验四单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (8)实验五三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (11)实验六单相并联逆变电路实验 (15)实验七直流斩波电路实验 (18)实验八单相交流调压电路实验 (21)实验九单相桥式半控整流电路实验（综合实验） (24)实验十三相交流调压电路实验（综合实验） (27)第二章 DKSZ-1电机控制系统实验装置 (29)2-1技术特性 (29)2-2主控制屏DK01介绍 (33)2-3控制柜介绍 (38)第三章实验装置控制组件介绍 (41)3-1 DK02组件挂箱(给定、零速封锁电路) (41)3-2 DK03组件挂箱(速度、电流变换器) (45)3-3 DK04组件挂箱(逻辑无环流调速系统) (49)3-4 DK06组件挂箱(变频调速系统) (53)3-5 DK07组件挂箱（换流电容箱） (64)3-6 DK08组件挂箱（吸收、保护电路） (65)3-7 DK10组件挂箱（直流斩波电路） (66)3-8 DK11组件挂箱(晶阐管触发电路) (68)3-9 DK12组件挂箱(单相交流调压、并联逆变触发电路) (73)3-10 DK14组件挂箱(三相组式变压器) (76)3-11 DK15组件挂箱(可变电容箱) (77)参考文献 (78)第一章实验项目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的观察和分析。
三、实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路的原理图如图3-34所示。
锯齿波同步移相触发电路主要由锯齿波形成、同步移相、脉冲形成和放大等环节组成,其工作原理可参见电力电子技术教材。
四、实验设备及仪器1．主控制屏DK012． DK11挂箱3．二踪示波器4．万用表五、实验方法1．将DK11面板左上角的同步变压器原边绕组接230V交流电压,"选择触发开关"拨向"锯齿波",面板左下角的士15V开关拨向"开",其上面的开关拨向"触发电路"。
将输出"G1"、"K1"端接至DK01上的某晶闸管的门极和阴极。
2．接通电源,用示波器观察各观察孔的电压波形。
（1）同时观察"1"、"2"孔的电压波形,了解锯齿波宽度和"1"孔电压波形的关系。
（2）观察"3"~"5"孔电压波形和输出电压Ug的波形,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．调节脉冲的移相范围。
将控制电压Uc t 调至零(调电位器RP1),用示波器观察"1"孔电压U1和U5的波形,调节偏移电压Ub(即调RP2),使α=180°,其波形如图1-4所示。
增加Uc t 观察脉冲的移相情况，要求Uc t＝0时，α=180°,Uc t =Um a x时，α=10°，以满足移相范围α=10°～180°的要求。
4．调节Uc t ,使α=60°,观察并记录U1~ U5及输出脉冲电压Ug的波形,并标出其幅值与宽度。
六、实验报告1．整理、描绘实验中记录的各点波形,并标出其幅值和宽度。
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 t=0时,使α=90°应如何调整?4．讨论分析其它实验现象。
七、注意事项参照本教材实验一的注意事项实验九单相桥式半控整流电路实验（综合实验）一、实验目的1．加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性、反电势负载时各工作情况的理解。
2．对实验中出现的问题加以分析和排除。
二、实验内容1．锯齿波同步触发电路的调试。
2．单相桥式半控整流电路带电阻性负载。
3．单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。
4．单相桥式半控整流电路带反电势负载。
三、实验线路与原理实验线路如图1-13验原理可参见“电力电子技术”有关教材。
四、实验设备及仪器1．主控制屏DK012．直流电动机—直流发电机—测速发电机组3． DK11挂箱4． 1.9K，0.65A滑线电阻器5．二踪双踪器6．万用表五、实验方法1．按图1-13接线。
可利用二组桥的晶闸管、二极管来组成单相半控桥。
触发电路采用锯齿波同步触发电路,将DK11左上角的"触发选择开关"拨至"锯齿波",同步变压器原边接入230V交流电压。
将DK11左下角的两个开关分别拨至"单相桥式"和"开"的位置,将锯齿波触发电路的输出脉冲端"G1"、"k1"和"G3'、"k3"分别接至半控桥中晶闸管VT1和VT3的门极和阴极。
并将DK01上的Ub l r悬空。
2．锯齿波触发电路调试其调试方法与实验三相同。
3．单相半控桥带电阻性负载（1）接上可调电阻负载Rd,合上电源开关S,用示波器观察负载电压Ud,晶闸管两端电压Uv t和整流二极管UV D的波形,调节移相控制电位器RPl,观察并记录不同α角时Ud 、UV T、UV D的波形,测定相应电源电压U2和负载电压Ud的数值,记录于下表中,验证d21cosU=0.9U2a(1-7)（2）用二踪示波器观察Ud 与U2之间的相位关系。
4．单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载（1）断开主电路后,换接电阻电感性负载,即将平波电抗器L与电阻Rd相串联。
（2）不接续流二极管VD5时,接通主电路,用示波器观察不同控制角α时Ud 、UV D、id的波形,并测定相应U2、Ud的数值。
（3）调节Rd的大小，观察i d波形如何变化。
（4）突然断开触发电路，观察失控现象并记录Ud的波形。
（5）接续流二极管VD5,重复（2）～（4）步骤，观察触发脉冲断开时有无失控现象。
5．单相半控桥接反电势负载（1）断开主电路,改接直流电动机作为反电势负载,不接平波电抗器L。
调节RP1使Ud由零逐渐上升到额定值,用示波器观察并记录不同α角时输出电压Ud 、电流id及电动机电枢两端电压UM的波形，记录相应的U2与Ud的波形。
（2）接上平波电抗器,重复上述实验，观察并记录不同α角时Ud、id 及UM的波形，记录相应的U2和Ud的数值。
6. 改变电路结构，其中器件1和2采用晶闸管，器件3和4采用二极管，画出电路图，并重复上述过程。
六、实验报告1．作出电阻和电阻电感性负载时Ud /U2=f（α）的曲线。
2．反电势负载时，Ud是否满足（1-7）系，为什么？3．讨论和分析其它实验结果，说明续流二极管对消除失控现象的作用。
4. 讨论和分析两种半控整流桥的优缺点。
实验四单相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的1．加深理解单相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
2．研究单相桥式全控变流电路由整流切换到逆变的全过程,掌握有源逆变的条件。
3．了解产生逆变颠覆现象的原因。
二、实验内容1．单相桥式全控整流电路。
2．单相桥式有源逆变电路。
3．逆变颠覆现象的观察。
三、实验线路及原理实验线路如图1-5所示。
将主控制屏DK0l上的整流二极管VD1~VD6组成三相不控整流桥作为逆变桥的直流电源,逆变变压器采用DK14挂箱中的一单相变压器,因路中接入电抗器L及限流电阻Rd。
逆变的必要条件等可参见“电力电子技术”等有关教材。
触发电路采用DK11上的锯齿波同步移相触发电路。
四、实验设备及仪器1．主控制屏DK012． DK11挂箱3． 1.9K,0.65A滑线电阻器4． DK14三相组式变压器挂箱5．二踪示波器6．万用表7．单相双投闸刀(在DK02下部)五、实验方法1．按图1-5接线，将DK11挂箱上的同步变压器原边接230V交流电压，“触发选择开关”拨至“锯齿波”，面板左下角的 15V开关拨至"开"，其上面的开关拨至"单相桥式"。