电力电子及电气传动实验指导书(上海理工大学)
电力电子技术实验指导书(1).docx
《电力电子技术》实验指导书电力电子实验室编华北电力大学二00六年十月1. 实验总体目标《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课。
本实验是《电力电子技术》课程内实验，实验的主要目的是使学生在学习的过程屮通过实验环节进一步加深对电力电子电路工作原理的认识和理解，掌握测试电力电子电路的技能和方法，为后续课程打好基础。
2. 适用专业电气工程及其自动化以及和关各专业本科3・先修课程模拟电子技术基础，数字电子技术基础4.实验课时分配5. 实验环境实验室要求配有电力电子专用实验台，示波器，万用表等实验设备。
6. 实验总体要求掌握电力电子电路的测试和实验方法，拿握双踪示波器的使用方法；通过对实验电路的波形分析加深对电力电子电路工作原理的理解，建立电力电子电路的整体概念。
7. 本实验的重点、难点及教学方法建议《电力电子技术》实验的重点是：熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握常用电力电子电路的拓扑、工作原理、控制方法和实验方法。
《电力电子技术》实验的难点是：电力电子电路的工作原理的理解和示波器的使用方法。
教学方法建议：在开始实验之前，通过多媒体设备对实验原理及实验方法进行讲解，同时对示波器的使用方法进行详细的讲解，对以通过实验演示的形式加深学牛对于实验内容的理解。
实验一、电力电子器件特性实验 (4)实验二、整流电路实验 (8)实验三、直流斩波电路实验（一）11实验四、直流斩波电路实验（二）14实验五、SPWM逆变电路实验17实验一、电力电子器件特性实验一、实验目的1 •熟悉MOSFET主要参数与开关特性的测童方法2.熟悉IGBT主要参数与开关特性的测试方法。
二、实验类型（验证型）木实验为验证型实验，通过实验对MOSFET和IGBT的主要参数和特性的测量，验证其开关特性。
三、实验仪器1 • MCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与IGBT器件及英驱动电路部分2.双踪示波器3.毫安表4.电流表5.电压表四.实验原理MOSFET主要参数的测量电路原理图如图所示。
电力电子技术实验指导书
同学们:这是我们电力电子技术实验指导参考书，请同学们结合实验内容和要求参考实验参考书完成预习报告和实验2021~2021学年第一学期电力电子技术实验指导参考书实验1 三相桥式全控整流电路的性能研究实验目的1、熟悉三相全控桥式整流电路的结构特点，以及整流变压器、同步变压器的连接；2、掌握KC785集成触发电路的应用；3、掌握三相晶闸管集成触发电路的工作原理与调试〔包括各点电压波形的测试与分析〕。
4、研究三相全控桥式整流供电电路〔电阻负载时〕，在不同导通角下的电压与电流波形。
二、实验电路与工作原理〔一〕三相全控桥式整流电路如图7-1所示。
图7-1三相晶闸管全控桥式整流电路〔单元7〕1、图中6个晶闸管的导通顺序如图7-2所示。
它的特点是：①它们导通的起始点〔即自然换流点〕；对共阴极的VT1、VT3、VT5，为uΑ、uB、uC 三个正半波的交点；而对共阳极的VT4、VT6、VT2，那么为三相电压负半波的交点。
②在共阳极和共阴极的管子中，只有各有一个导通，才能构成通路，如6-1、1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-1等，参见图7-2。
这样触发脉冲和管子导通的顺序为1→2→3→4→5→6，间隔为60°。
③为了保证电路能启动和电流断续后能再触发导通，必须给对应的两个管子同时加上触发脉冲，例如在6-1时，先前已给VT1发了触发脉冲，但到1-2时，还得给VT1再补发一个脉冲〔在下面介绍的触发电路中，集成电路KC41C的作用，就是产生补脉冲的〕，所以对每个管子触发，都是相隔60°的双脉冲，见图7－2b〔当然用脉宽大于60°的宽脉冲也可以，但功耗大〕。
2、在图7-1中，TA为电流互感器〔三相共3个〕，〔HG1型，5Α╱2.5mΑ，负载电阻＜100Ω〕，由于电流互感器二次侧不可开路〔开路会产生很高电压〕，所以二次侧均并有一个负载电阻。
〔二〕整流变压器与同步变压器的接线如图7-3所示。
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电力电子技术实验指导书目录实验一单相半波可控整流电路实验 (1)实验二三相桥式全控整流电路实验 (4)实验三单相交流调压电路实验 (7)实验四三相交流调压电路实验 (9)实验装置及控制组件介绍 (11)实验一单相半波可控整流电路实验一、实验目的1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用；2.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析；3.了解续流二极管的作用；二、实验线路及原理熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。
将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极，即构成如图1-1所示的实验线路。
图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路三、实验内容1.单结晶体管触发电路的调试；2.单结晶体管触发电路各点电压波形的观察；=f（α）特性的测定；3.单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U24.单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察；四、实验设备1.电力电子实验台2.RTDL09实验箱3.RTDL08实验箱4.RTDL11实验箱5.RTDJ37实验箱6.示波器；7.万用表；五、预习要求1.了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉RTDL09实验箱；2.复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时，电路各部分的电压和电流波形；3.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。
六、思考题1.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象？如何解决？七、实验方法1．单相半波可控整流电路接纯阻性负载调试触发电路正常后，合上电源，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形U VT，调节电位器RP1，观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、U VT，记录于下表1-1中。
波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U22．单结晶体管触发电路的调试RTDL09的电源由电源电压提供（下同），打开实验箱电源开关，按图1-1电路图接线，负载为RTDJ37实验箱，选择最大的电阻值，调节移相可变电位器RP1，用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形（即用于单相半波可控整流的触发脉冲）。
电力电子实验指导书
电力电子技术实验指导书上海大学机自学院自动化系实验室编写2014.031实验一直流斩波电路的性能研究一．实验目的熟悉降压斩波电路（Buck Chopper）和升压斩波电路(Boost Chopper)的工作原理，掌握这两种基本斩波电路的工作状态及波形情况。
二．实验内容1．SG3525芯片的调试。
2．降压斩波电路的波形观察及电压测试。
3．升压斩波电路的波形观察及电压测试。
三．实验设备及仪器1．电力电子教学实验台主控制屏。
2．NMCL-16组件。
3．NMEL-03电阻箱(900Ω/0.41A)。
4．万用表。
5．双踪示波器6．直流安培表。
四．实验方法1．SG3525的调试。
原理框图见图ON+15S2 6。
—2+15vOFF直流斩波打S将扭子开关15S115.1V16半桥电源Vc基准欠压锁定5.1V电直流斩波”侧，S向“6712C14“3”将源开关打向“ON”，35R16振荡器端用导线短接，端和“4”QR27A118T>1Q端输用示波器观察“1”32R3C29Q齿电出压波形为锯应9RR44+15v1S波，并记录其波形的频2B14>15.1V软起动8率和幅值。
5.1V101110地RP50uA扳向扭子开关S关闭2SG3525R5，用导线分别连“OFF”12，用示“9”、“6”“5”接、12脉冲宽度调节端波形，并波器观察“5”图2—6 PWM波形发生记录其波形、频率、幅 2度，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其最大占空比和最小占空比。
Dmax= Dmin=1。
2—72．实验接线图见图端和“1”2”的）切断NMCL-16主电源，分别将“主电源（1直流斩波电““2”端和端相连，“主电源2”的“直流斩波电路”的“1”C端分别和直流、“8”“PWM 波形发生”的“7”路”的“2”端相连，将端串、“5”直流斩波电路”的“4”斩波电路VT的GS 端相连，“1112的电阻并联起来，900Ω/0.41A电阻箱(将两组联NMEL-03(a)主电源，和直流安培表（将量程切450Ω)顺时针旋转调至阻值最大约L1VT1换到2A挡）。
电力电子技术实验指导书最新版
电力电子技术实验指导书第一章概述一、电力电子技术实验内容与基本实验方法电力电子技术是20世纪后半叶诞生和发展的一门新技术，广泛应用于工业领域、交通运输、电力系统、通讯系统、计算机系统、能源系统及家电、科研领域。
电力电子技术课程既是一门技术基础课程，也是一门实用性很强的应用型课程，因此实验在教学中占有十分重要的位置。
电力电子技术实验课的主要内容为：电力电子器件的特性研究，重点是开关特性的研究；电力电子变换电路的研究，包括：三相桥式全控整流电路（AC/DC 变换）、SPWM逆变电路（DC/AC变换）、直流斩波电路（DC/DC变换）、单相交流调压电路（AC/AC变换）四大类基本变流电路。
电力电子技术实验借助于现代化的测试仪器与仪表，使学生在实验的同时熟悉各种仪器的使用，以进一步提高实验技能。
波形测试方法是电力电子技术实验中基本的、常用的实验方法，电力电子器件的开关特性依据波形测试而确定器件的工作状态及相应的参数；电力电子变换电路依据波形测试来分析电路中各种物理量的关系，确定电路的工作状态，判断各个器件的正常与否。
因此，掌握不同器件、不同电路的波形测试方法，可以使学生进一步掌握电力电子电路的工作原理以及工程实践的方法。
本讲义参考理论课的内容顺序编排而成，按照学生掌握知识的规律循序渐进，旨在加强学生实验基本技能的训练、实现方法的掌握；培养和提高学生的工程设计与应用能力。
由于编者水平有限，难免有疏漏之处，恳请各位读者提出批评与改进意见。
二、实验挂箱介绍与使用方法（一）MCL—07挂箱电力电子器件的特性及驱动电路MCL—07挂箱由GTR驱动电路、MOSFET驱动电路、IGBT驱动电路、PWM 发生器、主电路等部分组成。
1、GTR驱动电路：内含光电耦合器、比较器、贝克箝位电路、GTR功率器件、串并联缓冲电路、保护电路等。
可对光耦特性（延迟时间、上升时间、下降时间），贝克电路对GTR导通关断特性的影响，不同的串、并联电路对GTR开关特性的影响以及保护电路的工作原理进行分析和研究。
电力电子技术实验指导书
实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的(1)加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
二、实验所需挂件及附件DJK01电源控制屏、DJK02晶闸管主电路、DJK02-1三相晶闸管触发电路、DJK06给定及实验器件、DJK10变压器实验、D42三相可调电阻、双踪示波器、万用表。
三、实验线路及其原理实验线路如图1及图2所示。
主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成。
触发电路为DJK02-1中的集成触发电路，由KC04、KC41、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。
图1 三相桥式全控整流电路实验原理图在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am、Bm、Cm，返回电网的电压从高压端A、B、C输出，变压器接成Y/Y接法。
图中的R均使用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式；电感L d 在DJK02面板上，选用700mH，直流电压、电流表由DJK02获得。
图3-14 三相桥式有源逆变电路实验原理图四、实验内容(1)三相桥式全控整流电路。
(2)三相桥式有源逆变电路。
(3)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障（人为模拟）时观测主电路的各电压波形。
五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关三相桥式全控整流电路的有关内容。
(2)阅读电力电子技术教材中有关有源逆变电路的有关内容，掌握实现有源逆变的基本条件。
六、思考题(1)如何解决主电路和触发电路的同步问题？在本实验中主电路三相电源的相序可任意设定吗？(2)在本实验的整流及逆变时，对 角有什么要求？为什么？七、实验方法(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试①打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。
电力电子实验指导书(学生用150328)
单相桥式半控整流电路实验一、实验目的1．熟悉单结管触发电路的工作原理及电路中各元件作用。
2．对电阻负载的工作情况及波形作分析。
3．掌握双踪示波器的使用方法。
二、实验电路及原理图2-11.单相桥式半控整流电路如图2-1所示，三相变压器T（V相）起变换电压和电气隔离作用。
在电源电压的正半周（为正，为负），处于正向电压作用下。
当时，控制极引入触发脉冲，导通，这时和均承受反向电压而阻断。
在电源电压过零时，阻断，电流过零。
在电源电压的正半周（为负，为正），处于正向电压作用下，当时，触发导通。
这时、均承受反向电压而阻断。
当有负值过零时，阻断。
加入控制电压使开始导通的角度称为控制角，称为导通角。
改变加入触发脉冲的时刻以改变控制角，称为“触发脉冲移相”。
控制角的变化范围称为移相范围。
2.单结晶体管触发电路图2-1中为同步变压器，它的原边接在主电路的同一电源上，副边得到同频率的交流电压，经桥式整流后，再经稳压管限幅，在稳压管两端获得一个梯形波电压。
此电压作为单结晶体管的供电电压，因此当交流电源电压过零时，之间的电压也过零。
此时间的特性和二极管一样（），电容通过及很快放电接近0（设），因而每一个半周开始时总是从零开始充电，从而起到和主电路同步的作用。
这种触发电路每个周期工作两个循环，每次发出的第一个脉冲同时触发两个晶闸管，但只使其中承受正向电压的那一个晶闸管导通。
由于晶闸管的导通时刻只取决于阳极电压为正半周时，加入到控制极的第一个触发脉冲的时刻。
如果电容充电越快（即充电时间常数越小），第一个脉冲输出的时间越往前，晶闸管的导通角就越大，整流输出平均电压也越高。
在实际中利用改变充电电阻来改变电容的充电时间常数，从而达到改变角使触发脉冲移相的作用。
三、实验设备1．TX-LN实验台；2．三相变压器（V相）；3．灯泡；4．单结管触发电路；5．晶闸管主电路；6．二极管主电路；7．直流电流电压表；8．双踪示波器四、实验内容和步骤1．实验准备（1）熟悉实验装置，找出单结管触发电路，所使用的晶闸管、整流二极管的位置。
电力电子技术实验指导书88451
实验一正弦波同步移相触发电路实验一、实验目的(1)熟悉正弦波同步移相触发电路的工作原理和各元件的作用。
(2)掌握正弦波同步移相触发电路的调试步骤和方法。
三、实验线路及原理正弦波同步移相触发电路包括脉冲形成、同步移相、脉冲放大等几个环节，具体工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。
四、实验内容(1)正弦波同步移相触发电路的调试。
(2)正弦波同步移相触发电路中各点波形的观察。
五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关正弦波同步移相触发电路的内容，弄清正弦波同步移相触发电路的工作原理。
(2)掌握脉冲初始相位的调整方法。
六、思考题(1)正弦波同步移相触发电路由哪些主要环节组成?(2)正弦波同步移相触发电路的移相范围能否达到180°?七、实验方法(1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。
如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。
在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察正弦波触发电路各观察点的电压波形。
(2)确定脉冲的初始相位当U ct=0时（将RP1电位器逆时针旋到底），调节U b(调RP2)，使U4波形与图1-1中的TP4波形相同，使得触发脉冲的后沿接近90°。
(3)保持RP2电位器不变，顺时针旋转RP1（即逐渐增大U ct），用示波器观察同步电压信号及输出脉冲“5”点的波形，注意U ct增加时脉冲的移动情况，并估计移相范围。
电力电子技术实验指导书(定)
电力电子技术实验指导书1 电力电子技术实验概述《电力电子技术》是电气工程及自动化、工业自动化等专业的三大电子技术基础课程之一，课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实验环节是课程的重要组成部分。
通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高实际动手能力、独立分析和解决问题的能力。
1-1实验的特点和要求电力电子技术实验的内容较多，实验系统比较复杂，系统性较强。
电力电子技术实验是理论教学的重要的补充和继续，而理论教学则是实验教学的基础。
学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题，提高动手能力；同时通过实验来验证理论，促使理论和实际相结合，使认识不断提高、深化。
具体地说，学生在完成指定的实验后，应具备以下能力：（1）掌握电力电子变流装置的主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路；（2）熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能和使用方法；（3）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题；（4）能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。
1-2实验准备实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。
每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完成不成实验要求，甚至损坏实验装置。
因此，实验前应做到：（1）复习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识；（2）本教材中的实验指导，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验系统的工作原理和方法；（3）写出预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等；（4）熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等；1-3实验实施在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。
实验时要做到地下几点：（1）实验开始前，检查预习报告，了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验开始。
（2）熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能、使用方法。
电气传动综合实验指导书
量端必须是便于移动的。
再次强调：在以下测量中Ug必须保持不变！ 次数 UR（V） UL（V） 电流 I（A） 计算ΣR
计算电感电阻ΣRL
1
0.50
2
0.70
3
0.90
拨动转子后再测一次
4
0.50
5
0.70
6 表 3： 计算总电阻平均值ΣR =
0.90 （Ω）； 计算电感电阻平均值ΣRL =
（Ω）。
（二） 伏安法测定回路总电感ΣL（滤波电感与电枢电感之和，见图 8） 把图 7 的直流电源换成交流电源，电流、电压表换成交流，其他接线不变。
另外，（1）电刷接触电阻的不确定及转子元件边数量的差异有必要拨动转子后再测一次以求平均值。 （2）把电感电阻ΣRL从回路总电阻ΣR中分离出来。
5
2 操作步骤
（1）R置最大，在Ug = 0 时，调节偏移电压Ub 使Ud = 0（对应α = 1200）。 （2）调Ug 使Ud ≥200V并保持Ug恒定，逐渐减小R，测量相应的电流、电压。 注意：从图 7 可知，需要测量的电压不止一个，而直流数字电压表只有一个，所以电压表的测
U d = 0 三相全控桥的计算公式：
电阻负载为
Ud =2.34U2φ[1+COS（α+600）]
(α= 600 ~1200 )。
电感性负载为 Ud =2.34U2φCOSα
(α= 00 ~ 900 ) 。
试分别整定各自的初始相位。
阻性负载U d =0 表现为u d 波形略有毛刺，电感性负载则表现为u d 的正、负半波面积相等。 各波形图参见附录三。
1
图 1-2 调节器输出限幅的示意图
对 ASR 而言，由于输入信号为“＋”，其输出为“－”，因此是负限幅，调节 ASR 的 RP2 实现（参见 MCL-33 图片）。 反之对 ACR 而言，输入信号为“－”，其输出为“＋”，因此是正限幅，调节 ACR 的 RP1 实现（参见 MCL-33 图片）。 更简单的方法是：断开两个调节器电容符号处的短接线，Ug ≥0.2V，运放必定饱和，调节相应 的 RP2、RP1 就可使 Uout 整定到要求的限幅值。 （二） 三相全控桥的调试及波形观察（各波形图参见附录三） 1 主电路接线 注意：三相调压器的输出先为“0”，三相电源经过电流反馈及过流过压保护环节 FBC+FA 后接 到主电路，见图 3。
电力电子技术课程实验指导书
《电力电子技术》课程实验指导书一、课程的目的、任务本课程是电子科学、测控技术专业学生在学习电力电子技术课程中的一门实践性技术基础课程，其目的在于通过实验使学生能更好地理解和掌握电力电子基本理论，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的电工实验技能和分析处理实际问题的能力。
为后续课程的学习打下基础。
二、课程的教学内容与要求包括三个子实验：1、单相交流调压电路实验通过该实验加深理解单相交流调压电路的工作原理和单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。
2、功率场效应晶体管（MOSFET）特性与驱动电路研究掌握MOSFET对驱动电路的要求并且熟悉MOSFET主要参数的测量方法。
3、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。
三、各实验具体要求见P2四、实验流程介绍学生用户登陆进入实验系统的用户名为：D+学号（D0XX)，密码：netlab 五、实验报告请各指导老师登陆该实验系统了解具体实验方法，并指导学生完成实验。
学生结束实验后应完成相应的实验报告并交给指导老师。
其中实验报告的主要内容包括：实验目的，实验内容，实验结果和实验心得等。
实验一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．加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。
二．实验内容：1．单相调压电路带电阻性负载实验；2．单相交流调压电路带电阻电感性负载实验。
三．实验步骤：在客户端实验界面中的实验列表框中选择“电力电子实验”下的“单相交流调压实验”子实验，出现“单相交流调压实验”的实验界面。
点击工具栏的开始实验按钮，开始“单相交流调压实验”。
点击图中电阻和电感边上的红点选择电阻和电感，进行电路连接。
然后在“晶闸管脉冲触发角度”框中输入“0—360”之间的任意角度，然后点击“开始”按钮，开始实验。
右边界面将出现三路波形，其中蓝色为电源电压波形，黄色为负载电压波形，红色为负载电流波形。
电力电子实验指导书
实验一电力晶体管（GTR）特性及驱动电路研究一、实验目的1．掌握GTR对基极驱动电路的要求2．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法3．熟悉GTR的开关特性与二极管的反向恢复特性及其测试方法4．掌握GTR缓冲电路的工作原理与参数设计要求二、实验内容1．PWM波形发生器频率与占空比测试2．光耦合器输入、输出延时时间与电流传输比测试3．贝克箝位电路性能测试4．过流保护电路性能测试5．连接成一个实用驱动电路6．不同负载时的GTR开关特性测试7．不同基极电流时的开关特性测试8．有与没有基极反压时的开关过程比较9．并联缓冲电路性能测试10．串联缓冲电路性能测试11．二极管的反向恢复特性测试三、实验线路见图1四、实验设备和仪器1．MCL—07电力电子实验箱中的GTR与PWM波形发生器部分、双踪示波器、万用表五、实验方法1．检查面板上所有开关是否均置于断开位置2．PWM波形发生器频率与占空比测试⑴将电位器RP右旋到底，用示波器观察1和2点间的PWM波开，合上开关S1，即可测量脉冲宽度与脉冲周期时间，并计算出频率f与占空比D。
⑵将电位器RP左旋到底，测出f与D。
⑶将开关S2合上，测出这时的f与D。
⑷将S2旋在断开位置，测出f与D，然后调节RP，使占空比D=0.2左右。
3．光耦合器特性测试⑴.输入电阻为R1=1.6KΩ的开门，关门延时时间测试a．将GTR实验板上的输入1与6分别与PWM波形发生器的输出1与2相连，再分别连接GTR的3与5，9与7及6与11各点。
b．开关S1合向1点，有双踪示波器观察输入1与6及输出7与11之间波形，记录开门、关门延时时间。
⑵.输入电阻为R2=150Ω的开门、关门延时时间测试将3与5断开，连接4与5，并将RP短接（右旋到底），其余同上，记录开门、关门延时时间。
⑶.输入加速电容对开门、关门延时时间影响的测试将2、3与5相连，9与7相连，即可测出具有加速电容时的开门、关门延时时间。
⑷.输入、输出电流传输比（CTR）测定电流传输比定义为CTR=输出电流/输入电流开关S1合向5V，RP左旋到底，分别在4与5和9与7之间串入毫安表即可测量光耦输入、输出电流。
电力电子与电力传动综合实验指导书正文
第一部分绪论本指导书是根据《电力电子与电力传动》课程实验教学大纲编写的,适用于电气工程及其自动化专业本课程实验的作用与任务电力电子与电力传动实验是《电力电子技术》、《电力拖动控制系统》课程中重要的实践环节，通过实验，使学生加深对课堂教学内容的理解，培养学生使用某些设备的能力和运用实验方法研究电力电子技术、电力拖动自动控制的初步能力。
对于进一步加强理论和实践相结合，提高学生分析问题、解决问题的能力有重要意义。
本课程实验的主要任务是提高学生动手能力，在试验过程中遇到问题，能够分析思考和解决。
对于实验结果能够按照理论知识进行解释，从而可以深化所学理论知识，把理论和实践统一起来。
二、本课程实验的基础知识电力电子与电力传动实验的内容主要包括单闭环不可逆直流调速系统、双闭环不可逆直流调速系统、逻辑无环流可逆直流调速系统、双闭环控制可逆直流脉宽调速系统（H 桥）、三相异步电机变频调速、半桥型开关稳压电源的性能研究、反激式电流控制开关稳压电源实验、直流斩波电路的性能研究等内容。
三、本课程实验教学项目及其教学要求第二部分基本实验指导实验一单闭环不可逆直流调速系统实验实验目的(1)了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
(3)认识闭环反馈控制系统的基本特性。
二、实验原理为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。
对调速指标要求不咼的场合，米用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用多闭环系统。
按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。
在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。
在本装置中，转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号，经“速度变换”后接到“速度调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较经放大后，得到移相控制电压Uct，用作控制整流桥的“触发电路”，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间，以改变“三相全控整流”的输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。
电力电子实验指导书(XXXX1011)
电力电子实验室规范1.确保人身安全。
注意通电前人体避免和电路相关裸线接触。
不得在实验室内开玩笑，以免发生意外。
严禁穿拖鞋进入实验室。
2.确保设备安全。
详细阅读设备的使用说明，方可上机操作设备。
一般情况下，不随意调整设备运行参数，以免给设备带来损坏。
3.确保接线安全。
（1）弱电的线不能插在强点线的插孔上；（2）线不够长时, 不能相接，以确保人身和设备安全。
4 .实验指导：同学们在实验过程中遇到问题时，首先要通过查阅相关资料。
如果问题仍无法解决，可以找本班同学交流探讨。
若问题依然存在，再找相关的指导老师。
5.工位“三包”实验过程中最好将示波器摆放到实验桌的顶部以方便使用并保持实验工位附近的整洁。
各工位的同学离开实验室前（或实验结束后），必须整理好工位。
具体包括：切断各自工位设备的电源，整理导线、摆放桌椅，处理垃圾等等。
6.实验班级注意事项:1）每次实验前各班必须指定一个同学作为当日的值日生，该同学协助实验室老师组织和管理好本次实验，值日生必须提前联系相关实验室老师以便师生都做好相应的准备。
2）值日生必须在该次实验完毕后在相应的实验项目管理卡上签名确认3）值日生必须督导全体同学做好工位三包。
4）值日生离开实验室的时候之前应切断总电源（含动力电源和照明电源以及风扇、空调等），并将实验室门反锁。
5）值日生必须最后走。
电子信息与电气工程系电力电子技术实验室电力电子与伺服控制系统实验装置部分挂箱说明一.NMCL — 31A 挂箱NMCL — 31A 由G (给定)，零速封锁器(DZS ),它的作用是得到下列几个阶跃的给定信号:(1) 0V 突跳到正电压，正电压突跳到 0V ; (2) 0V 突跳到负电压，负电压突跳到 0V ; (3,正电压突跳到负电压，负电压突跳到正电压。
正负电压可分别由RP1、RP2两多圈电位器调节大小(调节范围为 0 数值由面板右边的数显窗读出。
只要依次扳动S1、S2的不同位置即能达到上述要求。
电力电子实验指导书(电气)
实验一 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验一、实验目的(1)掌握各种电力电子器件的工作特性。
(2)掌握各器件对触发信号的要求。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载电阻R串联后接至直流电源的两端，由DJK06上的给定为新器件提供触发电压信号，给定电压从零开始调节，直至器件触发导通，从而可测得在上述过程中器件的V/A特性；图中的电阻R用DJK09 上的可调电阻负载，将两个90Ω的电阻接成串联形式，最大可通过电流为1.3A；直流电压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得，五种电力电子器件均在DJK07挂箱上；直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器，然后调压器输出接DJK09上整流及滤波电路，从而得到一个输出可以由调压器调节的直流电压源。
实验线路的具体接线如下图所示：图1－1 新器件特性实验原理图四、实验内容(1)晶闸管（SCR）特性实验。
(2)可关断晶闸管（GTO）特性实验。
(3)功率场效应管（MOSFET）特性实验。
(4)大功率晶体管（GTR）特性实验。
(5)绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。
五、预习要求阅读电力电子技术教材中有关电力电子器件的章节。
六、思考题各种器件对触发脉冲要求的异同点？七、实验方法(1)按图1-1接线，首先将晶闸管（SCR）接入主电路，在实验开始时，将DJK06上的给定电位器RP1沿逆时针旋到底，S1拨到“正给定”侧，S2拨到“给定”侧，单相调压器逆时针调到底，DJK09上的可调电阻调到阻值为最大的位置；打开DJK06的电源开关，按下控制屏上的“启动”按钮，然后缓慢调节调压器，同时监视电压表的读数，当直流电压升到40V时，停止调节单相调压器(在以后的其他实验中，均不用调节)；调节给定电位器RP1，逐步增加给定电压，监视电压表、电流表的读数，当电压表指示接近零（表示管子完全导通），停止调节，记录给定电压U g调节过程中回路电流I d以及器件的管压降U v。
电力电子及电气传动实验指导书(上海理工大学)
目录实验一锯齿波同步移相触发电路实验实验二单相桥式半控整流电路实验实验三三相半波可控整流电路的研究实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验五直流斩波电路(设计性)的性能研究实验六单相交直交变频电路（纯电阻）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。
1）电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2）锯齿波触发电路位于NMCL-05E或NMCL-05D等3）G给定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单元中4） Uct位于锯齿波触发电路中四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．晶闸管3．锯齿波触发电路4．可调电阻5．二踪示波器（自备）6．万用表（自备）五．实验方法1．将触发电路面板上左上角的同步电压输入接电源控制屏的U、V端。
2．合上电源控制屏主电路电源绿色开关。
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”孔波形及输出电压U G1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，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．调节脉冲移相范围将低压单元的“G”输出电压调至0V（逆时针调节电位器），即将控制电压U ct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压U b（即调RP），使α=180O，（也可以用示波器观测锯齿波触发电路“1”脚与“6”脚之间电压波形，来判断α的大小）调节低压单元的给定电位器RP1，增加U ct，观察脉冲的移动情况，要求U ct=0时，α=180O，U ct=U max时，α=30O，以满足移相范围α=30O~180O的要求。
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目录实验一锯齿波同步移相触发电路实验实验二单相桥式半控整流电路实验实验三三相半波可控整流电路的研究实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验实验五直流斩波电路(设计性)的性能研究实验六单相交直交变频电路（纯电阻）1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。
1）电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2）锯齿波触发电路位于NMCL-05E或NMCL-05D等3）G给定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单元中4） Uct位于锯齿波触发电路中2四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．晶闸管3．锯齿波触发电路4．可调电阻5．二踪示波器（自备）6．万用表（自备）五．实验方法1．将触发电路面板上左上角的同步电压输入接电源控制屏的U、V端。
2．合上电源控制屏主电路电源绿色开关。
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”孔波形及输出电压U G1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，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．调节脉冲移相范围将低压单元的“G”输出电压调至0V（逆时针调节电位器），即将控制电压U ct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压U b（即调RP），使α=180O，（也可以用示波器观测锯齿波触发电路“1”脚与“6”脚之间电压波形，来判断α的大小）调节低压单元的给定电位器RP1，增加U ct，观察脉冲的移动情况，要求U ct=0时，α=180O，U ct=U max时，α=30O，以满足移相范围α=30O~180O的要求。
4．调节U ct，使α=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压U G1K1，U G2K2的波形。
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U ct=0时，α=90O，应如何调整？4．本实验电路中如何考虑触发电路与整流电路的同步问题？5. 简单叙述实验体会、收获和改进措施。
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3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。
45实验二 单相桥式半控整流电路实验一．实验目的1．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。
2．锯齿波触发电路的工作。
3．进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。
二．实验线路见下图2-11） 电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T 等 2） 锯齿触发电路位于NMCL-05E 或NMCL-05D 等 3） L 平波电抗器位于NMCL-3314） Rd 可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等5） G 给定（Ug ）位于NMCL-31或NMCL-31A 或SMCL-01调速系统控制单元中6） Uct 位于锯齿触发电路中7） 二极管位于NMCL-33或NMCL-33F直流电流表图2-1三．实验内容1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。
2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载。
四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．晶闸管3．锯齿波触发电路4．可调电阻5．二踪示波器（自备）6．万用表（自备）五．注意事项1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。
2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤（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U ct=0时，接通主电源。
然后逐渐增大U ct，使整流电路投入工作。
（3）断开整流电路时，应先把U ct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。
3．注意示波器的使用。
六．实验方法1．将锯齿波触发电路面板左上角的同步电压输入接主电源控制屏的U、V输出端。
a)．合上电源控制屏主电路电源开关，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”孔波形及输出电压U G1K1的波形。
（具体操作同实验四）b)．调节脉冲移相范围将调速系统控制单元（低电压单元）的“G”输出电压调至0V，即将控制电压U ct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压U b（即调RP），使α=180O。
调节调速系统控制单元（低电压单元）的给定电位器RP1，增加给定电压U ct，观察脉冲的移动情况，要求U ct=0时，α=180O，以满足移相范围α=30O~180O的要求。
2．单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载：按图2-1接线，并短接平波电抗器L。
调节电阻负载R d至最大（负载大于400Ω）。
67（a ）调速系统控制单元（低电压单元）的G 给定电位器RP1逆时针调到底U g =0，使U ct =0。
合上主电路电源， 调节调速系统控制单元（低电压单元）的G 给定电位器RP1，使α=90°，测取此时整流电路的输出电压U d =f （t ），以及晶闸管端电压U VT =f （t ）波形，并测定交流输入电压U 2、整流输出电压U d ，验证2cos 19.02α+=U U d 。
3．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载 （a ）接上平波电抗器。
调速系统控制单元的G 给定电位器RP1逆时针调到底U g =0，使U ct =0。
合上主电源。
（b ）调节U g ，使α=90°，测取输出电压U d =f （t ）数值。
减小电阻R d ，观察波形如何变化，注意观察电流表防止过流。
1．分析实验波形并和理论波形比较；2．计算电路的理论数据，并和实验数据进行比较；3． 根据实验中出现的现象，叙述实验体会、收获和改进措施。
实验三三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。
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3-1。
1) 电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2) L平波电抗器位于NMCL-3313) Rd可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等4) G给定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单中5) Uct位于NMCL-33或NMCL-33F中6) 晶闸管位于NMCL-33或NMCL-33F中8图3-1三．实验内容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。
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。
四．实验设备及仪表1．教学实验台主控制屏2．触发电路及晶闸主回路组件3．电阻负载组件4．二踪示波器（自备）5．万用表（自备）五．注意事项1．整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。
2．整流电路的负载电阻不宜过小，应使I d不超过2A，同时负载电阻不宜过大，保证I d超过0.1A，避免晶闸管时断时续。
3．正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。
9六．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）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度。
（2）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度。
观察脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲60度（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。
2．研究三相半波可控整流电路，电阻性负载时的工作合上主电源，接上电阻性负载R d（R d大于400Ω）：改变控制电压U g，观察在不同触发移相角α时，可控整流电路的输出电压U d=f （t（c）求取三相半波可控整流电路的输入—输出特性U d/U2=f（α）。
（d）求取三相半波可控整流电路的负载特性U d=f（I d）3．研究三相半波可控整流电路，电阻—电感性负载时的工作接入电抗器，可把原负载电阻R d调小，监视电流，不宜超过1.1A，操作方法同上。
七．实验报告1．分析实验波形并和理论波形比较；2．计算电路的理论数据，并和实验数据进行比较；3．根据实验中出现的现象，叙述实验体会、收获和改进措施。
10实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一．实验目的1．熟悉触发电路及晶闸管主回路组件。
2．熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。
二．实验内容1．三相桥式全控整流电路2．三相桥式有源逆变电路3．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。
三．实验线路及原理主电路由三相全控变流电路及三相不控整流桥组成。
触发电路为集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。
实验线路如图4-1所示。
1) 电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2) L平波电抗器位于NMCL-3313) Rd可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等4) G给定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单中5) Uct位于NMCL-33或NMCL-33F中6) 晶闸管位于NMCL-33或NMCL-33F中7) 二极管位于NMCL-33或NMCL-33F中1112电阻负载图4－1四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏 2．触发电路及晶闸主回路组件 3．电阻负载组件 4．变压器组件 5．二踪示波器（自备） 6．万用表（自备）五．实验方法1．未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。