电力电子变换与控制实验指导书(3)

2019-03-09 14:16

关发光,这时挂件中所有的触发电路都开始工作;用双通道示波器一路探头观测60V的同步电压信号,另一路探头观察单结晶体管触发电路,经半波整流后“1”点的波形,经稳压管削波得到“2”、“3”点的波形,调节移相电位器RP1,观察“4”点锯齿波的变化及“5”点的触发脉冲波形;观测输出的“G、K”触发电压波形,其能否在30°~170°范围内移相? (2)单结晶体管触发电路各点波形的记录

调节RP1电位器,当α=30°、60°、90°及120°时,将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来,并与图1.2的波形进行比较。 八、实验报告

画出α=60°时,单结晶体管触发电路各点输出的波形及其幅值。 九、注意事项

(1)双通道示波器有两个探头,可同时观测两路信号,但这两探头的地线都与示波器的外壳相连,所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上,否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此,为了保证测量的顺利进行,可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘,只使用其中一路的地线,这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时,必须在被测电路上找到这两个信号的公共点,将探头的地线接于此处,探头各接至被测信号,只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号,而不发生意外。 (2)由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响,故观察输出脉冲电压波形时,需将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极,否则无法观察到正确的脉冲波形。

(3)在示波器读取波形的幅度及周期时,应注意示波器的“V/DIV”和“t/DIV”数值,防止读数错误。

1.2 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)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 型 号 PE-01 电源控制屏 PE-12 晶闸管触发电路(一) 双通道示波器 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路 I、II 由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成,其原理图如图1.3所示。

由V3、VD1、VD2、C1 等元件组成同步检测环节,其作用是利用同步电压U 来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由V1、V2 等元件组成的恒流源电路,当V3 截止时,恒流源对C2 充电形成锯齿波;当V3 导通时,电容C2 通过R4、V3 放电;调节电位器RP1 可以调节恒流源的电流大小,改变对电容的充电时间,从而改变了锯齿波的斜率;控制电压U 、偏移电压U 和锯齿波电压在 V5 基极综合叠加,从而构成移相控制环节,RP2、RP3 分别调节控制电压Uct 和偏移电压Ub 的大小;V6、V7 构成脉冲形成放大环节,C5 为强触发电容用于改善脉冲的前沿,由脉冲变压器输出触发脉冲,电路的各点典型波形如图1.4所示。

图1.3 锯齿波同步移相触发电路I 原理图 (注:图上的TP7在实际装置上是TP8)

本装置设有两路锯齿波同步移相触发电路,分别为I和II,它们在电路上完全一样,只是锯齿波触发电路II输出的触发脉冲相位与I恰好互差180°,供完成单相整流及逆变电路实验用。

电位器RP1、RP2 及RP3 均已安装在挂箱的面板上,同步变压器副边已在挂箱内部接好,所有的测试信号均在面板上引出。 四、实验内容

(1)锯齿波同步移相触发电路的调试。

(2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求

(1)阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容,理解锯齿波同步移相触发电路的基本工作原理。

(2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。 六、思考题

(1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点?

(2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关?

图1.4 锯齿波同步移相触发电路I 各点典型波形(α=90°)

七、实验方法

(1) 用两根导线将PE-01电源控制屏的“三相主电路”A、B、C输出任意两相与PE-12的“外 接220V”端连接;按下控制屏上的“启动”按钮,听到控制屏内有交流接触器瞬间吸合,此时“三相主电路输出”应输出线电压为220V的交流电源;打开PE-12电源开关,船形开关发光,这时挂件中所有的触发电路都开始工作;用双通道示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的波形。

①同时观察同步电压和“1”点的电压波形,了解“1”点波形形成的原因。 ②观察“1”、“2”、“3”点的电压波形,了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。

③调节电位器RP1,观测“3”点锯齿波斜率的变化。

④观察“4”~“8”点电压波形和输出电压的波形,记下各波形的幅值与宽度,并比较“5”点电压U5 和“8”点电压U8的对应关系。 (2)调节触发脉冲的移相范围

将控制电压Uct调至零(即将电位器RP2逆时针旋到底),用示波器观察同步电压信号和“8”点U8的波形,调节偏移电压Ub (即调RP3电位器),使α=170°。

(3)调节Uct使α=60°,观察并记录U1~U8及输出 “G、K”脉冲电压的波形,标出其幅值与宽度,并记录在下表中。 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 幅值(V) 宽度(ms) 八、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)总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法,如果要求在Uct=0的条件下,使α=90°,应如何调整? 九、注意事项

参照实验1.1的注意事项。

2 桥式全控整流及有源逆变电路实验 2.1 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)研究单相桥式变流电路整流的全过程。

(3)研究单相桥式变流电路逆变的全过程,掌握实现有源逆变的条件。 (4)了解产生逆变失败的原因及预防方法。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 4 5 型 号 PE-01 电源控制屏 PE-11 三相可控整流电路(一) PE-12 晶闸管触发电路(一) 双通道示波器 万用表 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 该挂件包含“晶闸管”等几个模块。 该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。

PE-11面板

三、实验线路及原理

图2.1为单相桥式整流带电阻电感性负载,其输出负载R用控制屏右下处的可调电阻器,将两个900 Ω接成并联形式,电抗Ld选用控制屏下部的700mH,直流电压、电流表均在控制屏面板上。触发电路采用PE-12挂件箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。


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