电力电子技术实验指导书 目录
实验一 锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控实验 ................................................................................. 3 实验二 单相桥式半控整流电路实验 ................................................................................................................. 5 实验三 单相桥式全控整流电路实验 ................................................................................................................. 7 实验四 单相桥式有源逆变电路实验 ............................................................................................................... 10 实验五 三相桥式半控整流及逆变电路实验 ................................................................................................... 12 实验六 三相桥式全控及逆变电路 ................................................................................................................... 14 实验七 单相交流调压电路实验 ....................................................................................................................... 17
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电力电子技术实验指导书 实验安全及注意事项
本实验箱需双通道示波器配合来完成实验，双踪示波器两个测试通道的地线内部是连通的，并且与示波器的外壳相连接，所以两个通道不能同时观察同一电路中的两个不同电位的波形，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。因此，在实验过程中应将其中一各通道探头的地线取下或不使用，只能使用其中一个通道探头的地线。需要同时观察两个信号时，应需在电路中找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不会导致事故意外。
为更好的完成实验，在电路中设置了很多观察点，实验时应严格按照实验操作步骤，否则将无法完成实验，甚至烧坏设备。
在实验过程中应始终遵守先接线并检查电路后再通电的原则，实验过程中不得带电更改接线。实验发生意外时，应立即切断外部电源，防止造成设备大面积损坏或触电事故。
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电力电子技术实验指导书 实验一 锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控实验
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观察，分析。
三．实验线路及原理
锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。
四．实验设备及仪器
1．MPE-2实验箱 2．双踪示波器（自备） 3．万用表（自备）
五．实验方法
1．将插板JMCL-36-05插入实验箱上的插板区，用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。
同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。
观察“3”~“5”孔波形及“6”的脉冲波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，了解各波形的幅值与宽度。
2．调节脉冲移相范围
将实验箱上的“Ug”输出电压调至0V（S1放置正给定，S2放置0V端），即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“1”孔）及U6的波形，调节偏移电压Ub（即调RP2），使?=180O（即UUV与U1波形相差180 O ，即调节至U1波形的360 O位置），无法到达再微调RP1。
调节实验箱上的给定电位器RP，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，?=180O，Uct=Umax时，?=30O，以满足移相范围?=30O~180O的要求。
调节Uct，使?=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1，UG2K2的波形，并标出其幅值与宽度。
用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察UG1K1和UG3K3的波形，UG1K1和UG3K3间隔1800。 3．单相半波可控整流电路带电阻性负载
按照图1-1接线，调节电位器RP，分别用示波器观察?=30°、60°、90°、120°时负载电压Ud，晶闸管VT1的阳极、阴极电压波形UVt（测量时注意示波器探头的“共地端”避免短路）。并测定Ud及电源电压U2（万用表AC档测量），验证
? Ud?0.45U21?cos2 α U2,ud Ud 30° 60° 3
90° 120° 电力电子技术实验指导书 U2 4．单相桥式半控整流电路供电给电机负载
将主电路两端接至灯泡两端的线断开，接至直流电机两端。
（a）调节Ug，使α=90°，测取输出电压Ud=f（t），整流电路输出电流id=f（t）波形，并分析两者的关系。
（b）调节Ug，使α分别等于60°、90°时，测取Ud， id，iVD（串入电阻测量电阻电压）波形。
六．实验报告
1．整理，描绘实验中记录的各点波形，并标出幅值与宽度。
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Uct=0时，?=90O，应如何调整？
4．画出电阻性负载，α=90°时，Ud=f（t），Uvt=f（t），id=f（t）波形。
七．注意事项
1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。
2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：
（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。
（2）在控制电压Uct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大Uct，使整流电路投入工作。 （3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。
（4）晶闸管具有一定的维持电流IH，只有流过晶闸管的电流大于IH，晶闸管才可靠导通。实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA。
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电力电子技术实验指导书 实验二 单相桥式半控整流电路实验
一．实验目的
1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。
2．单相桥式半控整流电路在灯泡负载和电机负载时的两种工作状态。
二．实验内容
1．单相桥式半控整流电路供电给灯泡负载。 2．单相桥式半控整流电路供电给电机负载。
三．实验设备及仪器
1．EPE-II实验箱 2．双踪示波器（自备） 3．万用表（自备）
四．实验方法
1．在实验箱没有接通电源时，将插板JMCL-36-05插入实验箱的插板区，按图2-1将所有线连接上，并检查线连接是否正确，并且将触发电路的G1、K1及G3、K3接至主电路可控硅的G1、K1及G3、K3。给定部分的RP逆时针调到底，开关拨至正给定，，然后接通电源，调节RP1和RP2使触发角达到实验一中的初始位置。
2．单相桥式半控整流电路供电给灯泡负载
调节给定电位器RP，使α=90°，（调节方法可以直接在主电路中调整触发角，示波器I通道接UUV作为参考波形，示波器探头II接负载1端，可以调节触发角）测取此时整流电路的输出电压（灯泡负载两端）Ud=f（t），输出电流id=f（t）（接电阻测量）以及晶闸管端电压UVT=f（t）波形，并测
?定交流输入电压U2、整流输出电压Ud，验证 Ud?0.9U21?cos2分别测取α=60°，α=30°时的Ud、id、Uvt波形。 3．单相桥式半控整流电路供电给电机负载
将主电路两端接至灯泡两端的线断开，接至直流电机两端。
（a）调节Ug，使α=90°，测取输出电压Ud=f（t），整流电路输出电流id=f（t）波形，并分析两者的关系。
（b）调节Ug，使α分别等于60°、90°时，测取Ud， id，iVD波形。
五．实验报告
1．绘出单相桥式半控整流电路供电给灯泡负载和电机负载情况下，当α=90°时的Ud、id、UVT、iVD等波形图并加以分析。
2．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（α）及Ud/U2=f（α）曲线。
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电力电子技术实验指导书 实验三 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灯泡负载、电机负载时的工作状态。
二．实验内容
1．单相桥式全控整流电路供电给灯泡负载。 2．单相桥式全控整流电路供电给电机负载。
三．实验设备及仪器
1．EPE-II实验箱 2．双踪示波器（自备） 3．万用表（自备）
四．实验方法
1．在实验箱没有接通电源时，将插板JMCL-36-05插入实验箱的插板区，按图3-1将所有线连接上，并检查线连接是否正确，并且将触发电路的G1、K1；G2、K2；G3、K3及G4、K4接至主电路可控硅的G1、K1；G2、K2；G3、K3及G4、K4。给定部分的RP逆时针调到底，开关拨至正给定，将锯齿波触发电路中RP1、RP2调制合适位置，使?=180O，然后接通电源。
2．单相桥式全控整流电路供电给灯泡负载。
图3-1 ?=90°触发电路6点波形位置
（注：由于设备原因，通过触发电路调节的脉冲会比实际GK触发脉冲滞后8°左右，因此触发角的调节以6点脉冲尖峰点为准，如图3-1所示。）
调节Ug，求取在不同?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?时的Uct、Ud和交流输入电压U2值。
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电力电子技术实验指导书 表3-1 测量表格1 ? U2（AC） Ud（DC） Ud波形图号 UVT1波形图号 30° 60° 90° 3．单相桥式全控整流电路供电给电机负载。
在在不同?角（30°、60°、90°）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。
表3-2 测量表格2 ? Ud波形图号 id波形图号 UVT1波形图号
30° 60° 90° 五．实验报告
1．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给灯泡负载情况下，当?=30°，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机负载情况下，当?=30°、60°、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（?）及Ud/U2=f（?）。
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电力电子技术实验指导书 实验四 单相桥式有源逆变电路实验
一．实验目的
1．加深理解单相桥式有源逆变的工作原理，掌握有源逆变条件。 2．了解产生逆变颠覆现象的原因。
二．实验线路及原理
1．逆变电源才用稳压直流电源DC 15V，回路中接入电感L及限流电阻Rd。 2．具体线路参见图1-4。
三．实验内容
1．单相桥式有源逆变电路的波形观察。 2．有源逆变到整流过渡过程的观察。 3．逆变颠覆现象的观察。
四．实验设备及仪表
1．教学实验台主控制屏 2．MPE-2组件
3．直流可调稳压电源（QSDG1-006位于电工实验台） 4．双踪示波器（自备） 5．万用表（自备）
五．注意事项
1．本实验中触发可控硅的脉冲来自锯齿波触发电路。
2．锯齿波触发脉冲需导线连到右控硅面板，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。
3．逆变电源才用两路直流可调稳压电源，才用DC 15V。
4．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。
六．实验方法
1. 触发电路的连接与单相全桥触发一致。 2. 有源逆变实验。
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电力电子技术实验指导书 有源逆变实验的主电路如图4-1，控制回路的接线可参考单相桥式全控整流电路实验（图1-3）。 按图1-3，连接控制回路。合上主电源，用示波器观察锯齿波的“1”孔和“6”孔，调节偏移电位器RP，使Uct=0时，β=0°。
（b）按图4－1连接主回路，合上主电源，然后调节Uct，使β=30°，用示波器观察逆变电路输出电压Ud=f（t），晶闸管的端电压UVT=f（t）波形，并记录Ud和交流输入电压UUV的数值。
（c）采用同样方法，绘出β在分别等于60°、90°时，Ud、UVT波形。
表4-1 测量表格1 ? UUV（AC） Ud（DC） Ud波形图号 UVT1波形图号
3．逆变到整流过程的观察
当β大于90°时，晶闸管有源逆变过渡到整流状态，此时输出电压极性改变，可用示波器观察此变化过程。注意，当晶闸管工作在整流时，有可能产生比较大的电流，需要注意监视。
30° 60° 90° 七．实验报告
1．画出β=30°、60°、90°时，Ud、UVT的波形。 2．分析逆变颠覆的原因，逆变颠覆后会产生什么后果？
三相电源RL+路UQSDG1-006-DC15V+VUdW-图4-1 单相桥式有源逆变电路主回路 11
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实验五 三相桥式半控整流及逆变电路实验
一．实验目的
1．了解三相桥式半控整流电路的工作原理。
2．研究三相桥式半控整流电路在纯电阻负载、阻感负载时的工作状态。
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阻感负载。 3．观察平波电抗器的作用。
三．实验设备及仪器
1．EPE-II实验箱 2．双踪示波器（自备） 3．万用表（自备）
四．注意事项
1．供电给电阻负载时，注意负载电阻允许的电流，电流不能超过负载电阻允许的最大值. 2．主电路的相序不可接错，否则容易烧毁晶闸管。
3．示波器的两根地线与外壳相连，使用时必须注意两根地线需要等电位，避免造成短路事故。 4．逆变电源才用两路直流可调稳压电源，才用30V
五．实验方法
1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。
（1）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1” 脉冲超前“2” 脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。
（2）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。
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电力电子技术实验指导书 2．三相半控桥式整流电路供电给电阻负载时的工作研究
调节负载电阻，注意电阻不能过大，应保持id不小于100mA，否则可控硅由于存在维持电流，容易时断时续。
（1）调节Uct， ，观察在30°、60°、90°、120°等不同移相范围内，整流电路的输出电压
Ud=f（t），输出电流id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）的波形，并加以记录。
（2）读取本整流电路的特性Ud/U2=f（α）。
3．三相半控桥式整流电路供电给阻感负载时的工作研究
（1）在大电感量与α=120°条件下，求取反电势负载特性曲线，注意要读取从电流连续到电流断续临界点的数据，并记录此时的Ud=f（t），id=f（t）。
（2）减小电感量，重复（1）的实验内容
4.逆变实验 联线如下图：
合上主电源。调节Uct，观察?=90O、120O时, 电路中ud、uVT的波形，并记录相应的Ud、U2数值。
六．实验报告
1．作出整流电路的输入—输出特性Ud/U2=f（α）。
2．绘出实验的整流电路在供电给反电势负载时的Ud=f（t），id=f（t）波形曲线。
3．绘出实验的整流电路供电给电阻负载时的Ud=f（t），id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）的波形。
4．绘出整流电路在α=60°与α=90°时供电给反电势负载时的负载特性曲线n=f（Id）。 5．分析本整流电路在反电势负载工作时，整流电流从断续到连续的临界值与哪些因素有关。 6. 绘出实验逆变电路的实验波形
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电力电子技术实验指导书 实验六 三相桥式全控及逆变电路 一．实验目的
1．了解三相桥式全控控整流电路的工作原理。
2．研究三相桥式全控控整流电路在纯电阻负载、阻感负载时的工作状态。
二．实验内容
1．三相桥式全控整流供电给电阻负载。 2．三相桥式全控整流供电阻感负载。 3．观察平波电抗器的作用。
三．实验设备及仪器
1．EPE-II实验箱 2．双踪示波器（自备）
3．两路直流可调稳压电源（QSDG1-006位于电工实验台） 4．万用表（自备）
四．注意事项
1．供电给电阻负载时，注意负载电阻允许的电流，电流不能超过负载电阻允许的最大值. 2．主电路的相序不可接错，否则容易烧毁晶闸管。
3．示波器的两根地线与外壳相连，使用时必须注意两根地线需要等电位，避免造成短路事故。 4．逆变电源才用直流稳压电源DC 15V 。
五．实验方法
1．TC787三相触发电路调试 步骤如下：
（1）测试三相电源U、V、W相序是否正确，相位是否正确，各相相差120°，不正确示意老师换接插座相序。
（2）将给定电压Ug设置为0V，以Ua电压为参考，调节TC787三相触发电路当中RP，使得α=0°（注意触发角起始点）。
（3）Ug设定为负给定，调节给定电压，使得α能够在0～150°触发角范围移动。 ２．检查晶闸管的脉冲是否正常。
（1）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1” 脉冲超前“2” 脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。
（2）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。
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电力电子技术实验指导书 3．三相半控桥式整流电路供电给电阻负载时的工作研究
加入灯泡负载，注意电阻不能过大，应保持id不小于100mA，否则可控硅由于存在维持电流，容易时断时续。
（1）调节Uct ，观察在30°、60°、90°、120°等不同移相范围内，整流电路的输出电压Ud=f
（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）的波形，并加以记录。
（2）读取本整流电路的特性Ud/UUN=f（α）。
表6-1 测量表格1 ? UUN（AC） Ud（DC） Ud波形图号 UVT1波形图号 30° 60° 90° 120° 4．三相半控桥式整流电路供电给阻感负载时的工作研究
（1）电路中加入可调电阻RL与电感，调整α=90°、120°，读取并记录此时的Ud=f（t），id=f
（t）波形。
5．逆变实验 联线如下图： 逆变电源才用DC 15V
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电力电子技术实验指导书 合上主电源。调节Uct，观察?=90O、120O时, 电路中ud、uVT的波形，并记录相应的UUN、Ud值。（电阻不宜过大，保证可控硅存在持续电流，电阻也不宜过小，确保电路中具有合适电阻含量。）
表6-2 测量表格2 ? UUN（AC） Ud（DC） Ud波形图号 id波形图号 UVT1波形图号 90° 120° 六．实验报告
1．作出整流电路的输入—输出特性Ud/U2=f（α）。
2．绘出实验的整流电路在供电给反电势负载时的Ud=f（t），id=f（t）波形曲线。
3．绘出实验的整流电路供电给电阻负载时的Ud=f（t），id=f（t）以及晶闸管端电压UVT=f（t）的波形。
4．绘出整流电路在α=60°与α=90°时供电给反电势负载时的负载特性曲线n=f（Id）。 5．分析本整流电路在反电势负载工作时，整流电流从断续到连续的临界值与哪些因素有关。
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实验七 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1-8。
四．实验设备及仪器
1．MPE-2组件 2．双踪示波器（自备） 3．万用表（自备）
五．注意事项
在电阻电感负载时，当???时，若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量，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。
六．实验方法
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电力电子技术实验指导书 1．单相交流调压器带电阻性负载 将MPE-2上的两只晶闸管VT1，VT4反并联而成交流电调压器，将触发器的输出脉冲端G1、K1，G3、K3分别接至主电路相应VT1和VT4的门极和阴极。
MPE-2的给定电位器RP逆时针调到底
合上主电源，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?角时各波形的变化，并记录?=60?，90?，120?时的波形。
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，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，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
22 LL?ZL?RL/(2?f)
这样即可求得负载阻抗角 ??tg?1?L1Rd?RL
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（
UVWG3K3G4K4G给定+15V锯齿波触发电路RP1RP3Uct46G112K13 18 -15VRP25-15VG27K2 电力电子技术实验指导书 调节Uct，使?=450。 合上主电源，用双踪示波器（自备）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?角时波形的变化情况。记录??φ，?=φ，??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?观察波形。
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，?角与?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。
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