1、上海理工大學(xué) 電力電子及電氣傳動實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書目 錄實(shí)驗(yàn)一 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二 單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 三相半波可控整流電路的研究實(shí)驗(yàn)四 三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五 直流斬波電路(設(shè)計(jì)性)的性能研究實(shí)驗(yàn)六 單相交直交變頻電路（純電阻） 實(shí)驗(yàn)一 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。2掌握鋸齒波同步觸發(fā)電路的調(diào)試方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1鋸齒波同步觸發(fā)電路的調(diào)試。2鋸齒波同步觸發(fā)電路各點(diǎn)波形觀察，分析。 三實(shí)驗(yàn)線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路主要由脈沖形成和放大，鋸齒波形成，同步移相等環(huán)節(jié)組成，其工作原理可參見“電

2、力電子技術(shù)”有關(guān)教材。1） 電源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2） 鋸齒波觸發(fā)電路位于NMCL-05E或NMCL-05D等3） G給定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01調(diào)速系統(tǒng)控制單元中4） Uct位于鋸齒波觸發(fā)電路中四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺主控制屏 2晶閘管3鋸齒波觸發(fā)電路 4可調(diào)電阻5二蹤示波器（自備） 6萬用表（自備）五實(shí)驗(yàn)方法 1將觸發(fā)電路面板上左上角的同步電壓輸入接電源控制屏的U、V端。2合上電源控制屏主電路電源綠色開關(guān)。用示波器觀察各觀察孔的電壓波形，示波器的地線接于“7”端。同時(shí)觀察“1”、“2”孔的波形，了解鋸齒波寬度和“1”點(diǎn)波形的

3、關(guān)系。觀察“3”“5”孔波形及輸出電壓UG1K1的波形，調(diào)整電位器RP1，使“3”的鋸齒波剛出現(xiàn)平頂，記下各波形的幅值與寬度，比較“3”孔電壓U3與U5的對應(yīng)關(guān)系。3調(diào)節(jié)脈沖移相范圍將低壓單元的“G”輸出電壓調(diào)至0V（逆時(shí)針調(diào)節(jié)電位器），即將控制電壓Uct調(diào)至零，用示波器觀察U2電壓（即“2”孔）及U5的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub（即調(diào)RP），使a=180O，（也可以用示波器觀測鋸齒波觸發(fā)電路“1”腳與“6”腳之間電壓波形，來判斷a的大小）調(diào)節(jié)低壓單元的給定電位器RP1，增加Uct，觀察脈沖的移動情況，要求Uct=0時(shí)，a=180O，Uct=Umax時(shí)，a=30O，以滿足移相范圍a=30O180O

4、的要求。4調(diào)節(jié)Uct，使a=60O，觀察并記錄U1U5及輸出脈沖電壓UG1K1，UG2K2的波形。六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1整理，描繪實(shí)驗(yàn)中記錄的各點(diǎn)波形，并標(biāo)出幅值與寬度。2總結(jié)鋸齒波同步觸發(fā)電路移相范圍的調(diào)試方法，移相范圍的大小與哪些參數(shù)有關(guān)？3如果要求Uct=0時(shí)，a=90O，應(yīng)如何調(diào)整？4本實(shí)驗(yàn)電路中如何考慮觸發(fā)電路與整流電路的同步問題？5. 簡單敘述實(shí)驗(yàn)體會、收獲和改進(jìn)措施。七注意事項(xiàng)1雙蹤示波器有兩個探頭，可以同時(shí)測量兩個信號，但這兩個探頭的地線都與示波器的外殼相連接，所以兩個探頭的地線不能同時(shí)接在某一電路的不同兩點(diǎn)上，否則將使這兩點(diǎn)通過示波器發(fā)生電氣短路。為此，在實(shí)驗(yàn)中可將其中一根探頭的地線取

5、下或外包以絕緣，只使用其中一根地線。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個信號時(shí)，必須在電路上找到這兩個被測信號的公共點(diǎn)，將探頭的地線接上，兩個探頭各接至信號處，即能在示波器上同時(shí)觀察到兩個信號，而不致發(fā)生意外。2為保護(hù)整流元件不受損壞，需注意實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在主電路不接通電源時(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時(shí)，接通主電路電源，然后逐漸加大Uct，使整流電路投入工作。（3）正確選擇負(fù)載電阻或電感，須注意防止過流。在不能確定的情況下，盡可能選擇較大的電阻或電感，然后根據(jù)電流值來調(diào)整。實(shí)驗(yàn)二 單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究單相橋式半控整流電路在電阻負(fù)載，電阻電感性負(fù)載及反電勢負(fù)載時(shí)

6、的工作。2鋸齒波觸發(fā)電路的工作。3進(jìn)一步掌握雙蹤示波器在電力電子線路實(shí)驗(yàn)中的使用特點(diǎn)與方法。二實(shí)驗(yàn)線路見下圖2-11） 電源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2） 鋸齒觸發(fā)電路位于NMCL-05E或NMCL-05D等3） L平波電抗器位于NMCL-3314） Rd可調(diào)電阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等5） G給定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01調(diào)速系統(tǒng)控制單元中6） Uct位于鋸齒觸發(fā)電路中7） 二極管位于NMCL-33或NMCL-33F圖2-1 三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1單相橋式半控整流電路供電給電阻性負(fù)載。2單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載。四實(shí)驗(yàn)

7、設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺主控制屏 2晶閘管3鋸齒波觸發(fā)電路 4可調(diào)電阻5二蹤示波器（自備） 6萬用表（自備）五注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)前必須先了解晶閘管的電流額定值（本裝置為5A），并根據(jù)額定值與整流電路形式計(jì)算出負(fù)載電阻的最小允許值。2為保護(hù)整流元件不受損壞，晶閘管整流電路的正確操作步驟（1）在主電路不接通電源時(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時(shí)，接通主電源。然后逐漸增大Uct，使整流電路投入工作。（3）斷開整流電路時(shí)，應(yīng)先把Uct降到零，使整流電路無輸出，然后切斷總電源。3注意示波器的使用。六實(shí)驗(yàn)方法1將鋸齒波觸發(fā)電路面板左上角的同步電壓輸入接主電源控制屏的U、V輸出端。a)合

8、上電源控制屏主電路電源開關(guān)，用示波器觀察各觀察孔的電壓波形，示波器的地線接于“7”端。同時(shí)觀察“1”、“2”孔的波形，了解鋸齒波寬度和“1”點(diǎn)波形的關(guān)系。觀察“3”“5”孔波形及輸出電壓UG1K1的波形。（具體操作同實(shí)驗(yàn)四）b)調(diào)節(jié)脈沖移相范圍將調(diào)速系統(tǒng)控制單元（低電壓單元）的“G”輸出電壓調(diào)至0V，即將控制電壓Uct調(diào)至零，用示波器觀察U2電壓（即“2”孔）及U5的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub（即調(diào)RP），使a=180O。調(diào)節(jié)調(diào)速系統(tǒng)控制單元（低電壓單元）的給定電位器RP1，增加給定電壓Uct，觀察脈沖的移動情況，要求Uct=0時(shí)，a=180O，以滿足移相范圍a=30O180O的要求。2單相橋式晶

9、閘管半控整流電路供電給電阻性負(fù)載：按圖2-1接線，并短接平波電抗器L。調(diào)節(jié)電阻負(fù)載Rd至最大（負(fù)載大于400）。（a）調(diào)速系統(tǒng)控制單元（低電壓單元）的G給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底Ug=0，使Uct=0。合上主電路電源， 調(diào)節(jié)調(diào)速系統(tǒng)控制單元（低電壓單元）的G給定電位器RP1，使=90，測取此時(shí)整流電路的輸出電壓Ud=f（t），以及晶閘管端電壓UVT=f（t）波形，并測定交流輸入電壓U2、整流輸出電壓Ud，驗(yàn)證。（b）采用類似方法，分別測取=60，=90，=120時(shí)的Ud、Uvt波形。Ud（實(shí)驗(yàn)值/理論值）Id（實(shí)驗(yàn)值/理論值）UvtU2a=60圖圖圖a=90圖圖圖a=120圖圖圖3單相橋式半

10、控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載（a）接上平波電抗器。調(diào)速系統(tǒng)控制單元的G給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底Ug=0，使Uct=0。合上主電源。（b）調(diào)節(jié)Ug，使=90，測取輸出電壓Ud=f（t）數(shù)值。減小電阻Rd，觀察波形如何變化，注意觀察電流表防止過流。（c）調(diào)節(jié)Ug，使分別等于60、90、120時(shí)，測取以上波形或數(shù)值。Ud（實(shí)驗(yàn)值/理論值）Id（實(shí)驗(yàn)值/理論值）UvtU2a=60圖圖圖a=90圖圖圖a=120圖圖圖七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1分析實(shí)驗(yàn)波形并和理論波形比較；2計(jì)算電路的理論數(shù)據(jù)，并和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，敘述實(shí)驗(yàn)體會、收獲和改進(jìn)措施。實(shí)驗(yàn)三 三相半波可控整流電路的研究一實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

11、的了解三相半波可控整流電路的工作原理，研究可控整流電路在電阻負(fù)載和電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作。二實(shí)驗(yàn)線路及原理三相半波可控整流電路用三只晶閘管，與單相電路比較，輸出電壓脈動小，輸出功率大，三相負(fù)載平衡。不足之處是晶閘管電流即變壓器的二次電流在一個周期內(nèi)只有1/3時(shí)間有電流流過，變壓器利用率低。實(shí)驗(yàn)線路見圖3-1。1) 電源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2) L平波電抗器位于NMCL-3313) Rd可調(diào)電阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等4) G給定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01調(diào)速系統(tǒng)控制單中5) Uct位于NMCL-33或NMCL-33F中6

12、) 晶閘管位于NMCL-33或NMCL-33F中圖3-1三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1研究三相半波可控整流電路供電給電阻性負(fù)載時(shí)的工作。2研究三相半波可控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺主控制屏 2觸發(fā)電路及晶閘主回路組件3電阻負(fù)載組件 4二蹤示波器（自備）5萬用表（自備）五注意事項(xiàng)1整流電路與三相電源連接時(shí)，一定要注意相序。2整流電路的負(fù)載電阻不宜過小，應(yīng)使Id不超過2A，同時(shí)負(fù)載電阻不宜過大，保證Id超過0.1A，避免晶閘管時(shí)斷時(shí)續(xù)。3正確使用示波器，避免示波器的兩根地線接在非等電位的端點(diǎn)上，造成短路事故。六實(shí)驗(yàn)方法1按圖接線，未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（1

13、）用示波器觀察觸發(fā)電路及晶閘管主回路的雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖。觸發(fā)脈沖均為雙脈沖雙脈沖之間間隔60度。（2）檢查相序，用示波器觀察觸發(fā)電路及晶閘管主回路中同步電壓觀察口“1”超前“2”120度。觀察脈沖觀察孔，“1” 脈沖超前“2” 脈沖60度（及“1”號脈沖的第二個脈沖波與“2”號脈沖的第一個脈沖波相重疊）則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源（任意對換三相插頭中的兩相電源）。示波器必須共地，地線接實(shí)驗(yàn)箱中黑色“”標(biāo)。（3）用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V2V的脈沖。2研究三相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載時(shí)的工作合上主電源，接上電阻性負(fù)載Rd（Rd大于40

14、0）：改變控制電壓Ug，觀察在不同觸發(fā)移相角時(shí)，可控整流電路的輸出電壓Ud=f（t）與晶閘管的端電壓UVT=f（t）波形，并記錄相應(yīng)的Ud、Id、Uct值。UdIdUvta=30圖圖a=60圖圖a=90圖圖（c）求取三相半波可控整流電路的輸入輸出特性Ud/U2=f（）。（d）求取三相半波可控整流電路的負(fù)載特性Ud=f（Id）3研究三相半波可控整流電路，電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作接入電抗器，可把原負(fù)載電阻Rd調(diào)小，監(jiān)視電流，不宜超過1.1A，操作方法同上。七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1分析實(shí)驗(yàn)波形并和理論波形比較；2計(jì)算電路的理論數(shù)據(jù)，并和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，敘述實(shí)驗(yàn)體會、收獲和改進(jìn)措施。實(shí)驗(yàn)

15、四 三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉觸發(fā)電路及晶閘管主回路組件。2熟悉三相橋式全控整流及有源逆變電路的接線及工作原理。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1三相橋式全控整流電路2三相橋式有源逆變電路3觀察整流或逆變狀態(tài)下，模擬電路故障現(xiàn)象時(shí)的波形。三實(shí)驗(yàn)線路及原理主電路由三相全控變流電路及三相不控整流橋組成。觸發(fā)電路為集成電路，可輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的雙窄脈沖鏈。三相橋式整流及有源逆變電路的工作原理可參見“電力電子技術(shù)”的有關(guān)教材。實(shí)驗(yàn)線路如圖4-1所示。1) 電源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2) L平波電抗器位于NMCL-3313) Rd可調(diào)電阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等4

16、) G給定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01調(diào)速系統(tǒng)控制單中5) Uct位于NMCL-33或NMCL-33F中6) 晶閘管位于NMCL-33或NMCL-33F中7) 二極管位于NMCL-33或NMCL-33F中圖41四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺主控制屏 2觸發(fā)電路及晶閘主回路組件3電阻負(fù)載組件 4變壓器組件5二蹤示波器（自備） 6萬用表（自備）五實(shí)驗(yàn)方法1未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（1）用示波器觀察觸發(fā)電路及晶閘管主回路的雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，相互間隔60度的幅度相等的雙脈沖。（2）檢查相序，用示波器觀察觸發(fā)電路及晶閘管主回路，中同步電壓觀察口“

17、1”，“2”間隔120。脈沖觀察孔，“1” 脈沖超前“2” 脈沖60（及“1”號脈沖的第二個脈沖波與“2”號脈沖的第一個脈沖波相重疊）則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源（任意對換三相插頭中的兩相電源）。（3）用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V2V的脈沖。（4）將調(diào)速系統(tǒng)控制單元的給定器輸出Ug接至觸發(fā)電路及晶閘管主回路面板的Uct端，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub，在Uct=0時(shí)，使a=150。 2三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載： 按圖41接線,并將RD調(diào)至最大。合上控制屏交流主電源。調(diào)節(jié)G給定Uct，使a在3090范圍內(nèi)，用示波器觀察記錄a=30、60、90、120時(shí)，整流電壓Ud=f（t）

18、，晶閘管兩端電壓UVT=f（t）的波形，并記錄相應(yīng)的Ud和交流輸入電壓U2數(shù)值。Ud（實(shí)驗(yàn)值/理論值）Id（實(shí)驗(yàn)值/理論值）UvtU2a=30圖圖圖a=60圖圖圖a=90圖圖圖a=120圖圖圖阻感負(fù)載：合上控制屏交流主電源。調(diào)節(jié)G給定Uct，使a在3090范圍內(nèi)，用示波器觀察記錄a=30、60、90時(shí)，整流電壓Ud=f（t），晶閘管兩端電壓UVT=f（t）的波形，并記錄相應(yīng)的Ud和交流輸入電壓U2數(shù)值。Ud（實(shí)驗(yàn)值/理論值）Id（實(shí)驗(yàn)值/理論值）UvtU2a=30圖圖圖a=60圖圖圖a=90圖圖圖3三相橋式有源逆變電路按圖42接線,并將Rd調(diào)至最大(Rd400)。圖42 合上主電源。調(diào)節(jié)Uct

19、，觀察a=90、120、150時(shí), 電路中Ud、UVT的波形，并記錄相應(yīng)的Ud、U2數(shù)值。Ud（實(shí)驗(yàn)值/理論值）Id（實(shí)驗(yàn)值/理論值）UvtU2a=90圖圖圖a=120圖圖圖a=150圖圖圖六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1分析實(shí)驗(yàn)波形并和理論波形比較；2計(jì)算電路的理論數(shù)據(jù)，并和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，敘述實(shí)驗(yàn)體會、收獲和改進(jìn)措施。實(shí)驗(yàn)五 直流斬波電路(設(shè)計(jì)性)的性能研究一實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ちN斬波電路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper、 cuk chopper、 sepic chopper、 zeta chopper)的工作原理，掌握這六

20、種斬波電路的工作狀態(tài)及波形情況。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1SG3525芯片的調(diào)試。2斬波電路的連接。3斬波電路的波形觀察及電壓測試。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1電力電子教學(xué)試驗(yàn)臺主控制屏； 2現(xiàn)代電力電子及直流脈寬調(diào)速組件(NMCL-22)3示波器（自備）； 4萬用表（自備）四實(shí)驗(yàn)方法按照面板上各種斬波器的電路圖，取用相應(yīng)的元件，搭成相應(yīng)的斬波電路即可。1 SG3525性能測試用示波器測量，PWM波形發(fā)生器的“1”孔和地之間的波形。調(diào)節(jié)占空比調(diào)節(jié)旋鈕，測量驅(qū)動波形的頻率以及占空比的調(diào)節(jié)范圍。1PWM性能測試（1）測量輸出最大與最小占空比。2buck chopper(1)連接電路。首先將“PWM”控制脈沖與“VT”連接

21、。VT的C腳接PWM脈沖輸出端口，E腳接PWM的地其它的照面板上的電路圖接成buck chopper斬波器。2buck chopper(1)連接電路。將PWM波形發(fā)生器的輸出端“1”端接到斬波電路中IGBT管VT的G端, 將PWM的“地”端接到斬波電路中“VT”管的E端,再將斬波電路的（E、5、7），（8、11），(6、12)相連，最后將15V直流電源U1的“+”正極與VT的C相連，負(fù)極“-”和6相連。（照電路圖接成buck chopper斬波器。）（2）觀察負(fù)載電壓波形。經(jīng)檢查電路無誤后,閉合電源開關(guān)，用示波器觀察VD兩端5、6孔之間電壓，調(diào)節(jié)PWM觸發(fā)器的電位器RP1，即改變觸發(fā)脈沖的占空

22、比，觀察負(fù)載電壓的變化，并記錄電壓波形。（4）觀察負(fù)載電流波形。用示波器觀察并記錄負(fù)載電阻R兩端波形3boost chopper（1）照圖接成boost chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻為R。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper。4buck-boost chopper（1）照圖接成buck-boost chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻為R。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper5cuk chopper（1）照圖接成cuk chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻R實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper。6sepic chopper（1）照圖接成sepic chopper電路。

23、電感和電容任選,負(fù)載電阻為R。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper 。7zeta chopper（1）照圖接成zeta chopper電路。電感和電容任選,負(fù)載電阻為R。實(shí)驗(yàn)步驟同buck chopper 五具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目參數(shù)如下六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1網(wǎng)上搜索芯片SG3525的原理，簡述其工作原理；2分析每一個電路的工作原理，并和理論值進(jìn)行比較；輸入E占空比輸出Uo（實(shí)驗(yàn)值）輸出Uo（理論值）3根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，敘述實(shí)驗(yàn)體會、收獲和改進(jìn)措施。實(shí)驗(yàn)六 單相交直交變頻電路（純電阻）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜蜗嘟恢苯蛔冾l電路的組成，重點(diǎn)熟悉其中的單相橋式PWM逆變電路中元器件的作用，工作原理，對單相交直交變頻電路驅(qū)動電機(jī)時(shí)的工作情況及其波形作全面分析，并研究正弦波的頻率和幅值及三角波載波頻率與電機(jī)機(jī)械特性的關(guān)系。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測量SPWM波形產(chǎn)生過程中的各點(diǎn)波形。2觀