电力电子技术A实验讲义2

实验四 三相半波可控整流电路的研究
一.实验目的
了解三相半波可控整流电路的工作原理,研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电 感性负载时的工作情况。

二.实验线路及原理
三相半波可控整流电路用三只晶闸管,与单相电路比较,输出电压脉动小,输出功 率大,三相负载平衡。不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有 1/3 时间有电流流过,变压器利用率低。
实验线路见图 4-1。 1) 电源控制屏位于 MEL-002T; 2) L 平波电抗器位于 NMCL-331 挂件; 3) 可调电阻 R 位于 NMEL-03/4 挂件 4) G 给定(Ug)位于 NMCL-31 调速系统控制单元中; 5) Uct 位于 NMCL-33F 挂件; 6) 晶闸管位于 NMCL-33F 挂件。

VT1 U
VT3
3~ V
VT5 W

P A1
A
P V1
V Ud

L R
R

N

+Ec RP 1 Ug
给定

触发电路和晶闸管主回路 Uct 脉冲移相控制

Ublf

脉冲放大电路

短接

G、K

三.实验内容

图 4-1

1.研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作情况。
9

2.研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作情况。

四.实验设备及仪表
1.教学实验台主控制屏 3.电阻负载组件

2.触发电路及晶闸主回路组件 4.示波器

五.注意事项
整流电路与三相电源连接时,一定要注意相序。

六.实验方法
1. 三相半波可控整流电路带电阻性负载。 合上主电源,接上电阻性负载 R。 ⑴ 改变给定电压 Ug,观察在不同触发移相角α (30°、60°)时,可控整流电 路的输出电压 Ud 的波形,并记录相应的 Ud、Id 值。 ⑵ 改变给定电压 Ug,当α =30°时,记录晶闸管 A、K 间端电压 UVT=f(t)的 波形。 2. 三相半波可控整流电路带电阻—电感性负载。 接入的电抗器 L=700mH。 ⑴ 改变给定电压 Ug,观察在不同触发移相角α (30°、60°)时,可控整流电 路的输出电压 Ud 的波形,并记录相应的 Ud、Id 值。 ⑵ 改变给定电压 Ug,当α =30°时,记录晶闸管的端电压 UVT=f(t)(电阻性 负载、电阻—电感性负载)、Id=f(t)(电阻—电感性负载)的波形。 实验方法的具体内容,可参照表 4 进行。

七. 实验报告
分析、记录上述“实验方法”中的数据、波形等。

八、触发电路的调试方法
按图接线,未上主电源之前,检查晶闸管的脉冲是否正常。 ⑴ 用示波器观察触发电路及晶闸管主回路的双脉冲观察孔,应有间隔均匀,幅度 相同的双脉冲。触发脉冲均为双脉冲双脉冲之间间隔 60°。
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⑵ 检查相序,用示波器观察触发电路及晶闸管主回路中同步电压观察口“1”超 前“2”120°。观察脉冲观察孔,“1” 脉冲超前“2” 脉冲 60°(及“1”号脉冲的第二个脉 冲波与“2”号脉冲的第一个脉冲波相重叠)则相序正确,否则,应调整输入电源(任意 对换三相插头中的两相电源)。示波器必须共地,地线接实验箱中黑色“┻”标。
(3)用示波器观察每只晶闸管的控制极,阴极,应有幅度为 1V—2V 的脉冲。

表 4 实验内容

电阻性负载 α 30° 图 Ud
UVT 图 Id 电阻—电感性性负载 α 30°
图 Ud
UVT 图 图
Id

60° 图
无图
60° 图
无图 无图

注:在上述表格中: “图”表示需测量该参数的波形; “无图” 表示不需测量该参数的波形; 表中的空格表示需填入所测参数的数据。

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实验五 三相桥式半控整流电路实验
一.实验目的
了解三相桥式半控可控整流电路的工作原理,研究该整流电路在电阻性负载、电 阻—电感性负载以及反电势负载时的工作情况。

二.实验内容
1.三相桥式半控整流供电给电阻负载。 2.三相桥式半控整流供电给电阻-电感性负载。 3.三相桥式半控整流供电给反电势负载。

三.实验线路及原理
在中等容量的整流装置或要求不可逆的电力拖动中,可采用比三相全控桥式整流电 路更简单、经济的三相桥式半控整流电路。它由共阴极接法的三相半波可控整流电路与 共阳极接法的三相半波不可控整流电路串联而成,因此这种电路兼有可控与不可控两者 的特性。共阳极组三个整流二极管总是自然换流点换流,使电流换到比阴极电位更低的 一相中去,而共阴极组三个晶闸管则要在触发后才能换到阳极电位高的一相中去。输出 整流电压 Ud 的波形是三组整流电压波形之和,改变共阴极组晶闸管的控制角 α,可获 得 0~2.34×u2 的直流可调电压。
具体线路可参见图 5-1。 1) 电源控制屏位于 MEL-002T; 2) 平波电抗器 L 位于 NMCL-331 挂件; 3) 可调电阻 R 位于 NMEL-03/4 挂件; 4) G 给定(Ug)位于 NMCL-31 调速系统控制单元中; 5) Uct 位于 NMCL-33F 挂件; 6) 晶闸管、二极管位于 NMCL-33F 挂件; 7) M 电机采用 M01/3。

四.实验设备及仪器
1.教学实验台主控制屏 3.负载组件

2.触发电路及晶闸主回路组件 4.示波器

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U
3~ V
W

VT1

VT3

VT5

P A1
A

VD4

VD6

P V1 Ud
V
VD2

R

L

R

L
1M
—M If

+Ec RP 1 Ug
给定

触发电路和晶闸管主回路 Uct 脉冲移相控制

Ublf

脉冲放大电路

短接

G、K

图 5-1

五.注意事项
1.反电势负载时,在电动机起动前,必须预先做好以下几点: (1)先加上电动机的励磁电流,然后才可使整流装置工作。 (2)起动前,必须置给定电压 Ug(由 RP1 控制)于零位,使整流装置的输出电 压 Ud 最小,合上主电路后,才可逐渐加大控制电压。 2.主电路的相序不可接错,否则容易烧毁晶闸管。
六.实验方法
1.三相半控桥式整流电路供电给电阻负载 ⑴ 调节 Ug,观察记录在不同触发移相角α (30°、90°)时,可控整流电路的 输出电压 Ud 的波形,并测量记录相应的 Ud、Id 值。 ⑵ 改变给定电压 Ug,当α =30°时,记录晶闸管 A、K 间端电压 UVT=f(t)的 波形。
2.三相半控桥式整流电路供电给电阻—电感性负载 接入的电抗器 L=700mH。 ⑴ 改变给定电压 Ug,观察在不同触发移相角α (30°、90°)时,可控整流电 路的输出电压 Ud 的波形,并记录相应的 Ud、Id 值。 ⑵ 改变给定电压 Ug,当α =30°时,记录晶闸管的端电压 UVT=f(t)、Id=f(t)
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(电阻—电感性负载)的波形。 3.三相半控桥式整流电路供电给反电势负载 置电感量较大时(L=700mH),从零开始逐步调节 Ug,使直流电动机的转速在
1200 r/min 左右,记录此时 Ud 的值与波形。 实验方法的具体内容,可参照表 5 进行。

七. 实验报告

1. 分析、记录上述“实验方法”中的数据、波形等。
2.比较本整流装置在电阻性负载和电阻电感性负载下工作时 Ud 的波形。
3.思考题 本实验电路工作于电动机负载时,能否突加一阶跃控制电压(突加给定)?为什

么?

表 5 实验内容

电阻性负载 α 30° 图 Ud

UVT 图 Id 电阻—电感性性负载
α 30° 图
Ud

UVT 图 图
Id

反电势负载

n=1200r/min 时



90° 图
无图
90° 图
无图 无图

注:在上述表格中: “图”表示需测量该参数的波形; “无图” 表示不需测量该参数的波形; 表中的空格表示需填入所测参数的数据。

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实验六 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 6-1。 1) 电源控制屏位于 MEL-002T; 2) 晶闸管 VT、锯齿触发电路位于 NMCL-05D 挂件; 3) 可调电阻 R 位于 NMEL-03/4 挂件; 4) 平波电抗器 L 位于 NMCL-331 挂件; 5) G 给定(Ug)位于 NMCL-31 调速系统控制单元中; 6) Uct 位于锯齿触发电路中。

四.实验设备及仪器
1.教学实验台主控制屏 3.触发电路(锯齿波触发电路)组件

2.负载组件组件 4.示波器

五.注意事项
在电阻—电感负载下,当??? 时,若脉冲宽度不够,会使负载电流出现直流分量, 从而损坏元件。为此主电路可通过变压器降压供电,这样即可看到电流波形不对称现象, 又不会损坏设备。

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1U1
源U
控 制 屏V
1U2

G

220V 0.4A

2U1
110V 0.8A

(U)
T2
~u2

(1) T1

P V1

P A1
A~

2U2

V~ ud

+Ec

RP 1

UV

Ug

Uct NM C L-05D

给定

锯齿波触发电路

G1、K1, G3、K3

R

L

R

六.实验方法

图 6-1

1、单相交流调压器带电阻性负载
⑴ 调节 Ug,观察记录在不同触发移相角α (60°、90°)时,单相交流调压电 路的输出电压 ud 的波形,并测量记录相应的 ud、id 值。
⑵ 改变给定电压 Ug,当α =60°时,记录晶闸管 A、K 间端电压 uVT=f(t)的 波形。
2、单相交流调压器带电阻—电感性负载
接入电阻—电感性负载,同时使电阻R为定值(阻抗角?一定)。
⑴ 调节 Ug,观察记录在不同触发移相角α (60°、90°)时,单相交流调压电 路的输出电压 ud 的波形,并测量记录相应的 ud、id 值。
⑵ 改变给定电压 Ug,当α =60°时,记录晶闸管 A、K 间端电压 uVT=f(t)、 id=f(t)(电阻—电感性负载)的波形。
通电后,调节“单相调压触发电路”上的电位器RP2,用双综示波器同时观察在不 同α 角(60°、90°)下负载电压和负载电流的波形并记录其数值。
实验方法的具体内容,可参照表 6 进行。

七.实验报告
1. 分析、记录上述“实验方法”中的数据、波形等。 2. 分析在电阻—电感性负载时,α角与?角相应关系的变化对调压器工作的影响。
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电阻性负载 α 60°
ud 图

表 6 实验内容
90° 图

uvt 图 id
电阻—电感性性负载
α 60°
ud 图

无图
90° 图

uvt 图 id 图

无图 无图

注:在上述表格中: “图”表示需测量该参数的波形; “无图” 表示不需测量该参数的波形; 表中的空格表示需填入所测参数的数据。

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