电力电子技术实验指导书

电力电子技术实验指导书

编写: 许月霞方海泉

审核：杜少武

合肥工业大学电气与自动化工程学院电气自动化专业实验中心

2006年2月

电力电子实验室注意事项

1. 学生进入实验室必须遵守实验记律,听从实验室老师的安排

2. 实验课和课堂教学一样,应按时进入实验室,不得无故迟到和早退

3. 进入实验室,首先注意人身安全,不要随意触摸电源及开关,爱护实验仪器设备

4. 实验前一定要按要求进行预习,了解实验要求及步骤和方法,画出实验接线图

5. 实验结束后，请把仪器设备检查好归位，清点导线，让老师认可后方可离开

6. 注意实验室卫生,不得随地吐谈,乱仍废纸及杂物。

编写说明

“电力电子技术实验指导书”是为配合我院自动化、电气工程及自动化专业开设的《电力电子技术》课程而编写的，是由任课教师和实验室老师，根据教学大纲要求的实验课时数共同讨论所做的实验方案。本指导书充分考虑《电力电子技术》课程内容多并体现了其最新发展的特点，为保证学生在有限的实验时间内，尽可能地通过实验能够熟练掌握电力电子技术中最常用的基本电路、基本器件的原理及应用，能够举一反三。所以共安排了三个单元大实验（实际是六个实验内容）。

目录

第一章DJDK－1 型电力电子技术实验装置简介

1－1 控制屏介绍及操作说明 (4)

1－2 各挂件功能介绍 (5)

第二章电力电子实验的基本要求和安全操作说明 (22)

第三章电力电子技术实验内容

实验一、三相半波可控整流电路实验 (25)

三相半波有源逆变电路实验 (28)

实验二、直流斩波电路的性能研究（六种典型线路） (30)

实验三、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 (36)

GTO、MOSFET、GTR、IGBT 驱动与保护电路实验 (38)

单相正弦波脉宽调制SPWM 逆变电路验 (40)

第四章附录

附录一电源控制屏常见故障的诊断 (44)

附录二 KC 系列集成块原理说明 (45)

附录三 DJK02 和DJK02-1 插座使用说明 (49)

第一章实验装置简介

1-1 控制屏介绍及操作说明

一、特点

(1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、《直流调速系统》、《交流调速系统》、《电机控制》及《控制理论》等课程所开设的主要实验项目。

(2)实验机组容量小，耗电小，配置齐全；装置使用的电机经过特殊设计,其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组。

图1-1DJDK-1 电力电子技术及电机控制实验装置外形图

(3)装置布局合理，面板示意图明确、清晰、直观；实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备，造成该设备损坏；电路连接方式安全、可靠、迅速、简便；除电源控制屏和挂件外，实验桌上可放置机组、示波器等实验仪器，操作舒适、方便。电机采用导轨式安装，更换机组简捷、方便；实验台底部安装有轮子和不锈钢固定调节机构，便于移动和固定。实验装置外形如上图1-1

(4)控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保

护装置，可保护教师和学生的人身安全。

(5)挂件面板分为三种接线孔，强电、弱电及波形观测孔，三者有明显的区别，不能互插。

二、技术参数

(1)输入电压三相四线制380V±10% 50Hz

(2)工作环境环境温度范围为-5—40℃,相对湿度<75%。

(3)装置容量：＜１.5kVA

(4)电机输出功率:＜200W

(5)外形尺寸：长×宽×高=1870 ㎜×730 ㎜×1600 ㎜

1-2 各挂件功能介绍

这里只介绍《电力电子技术》实验所用到的挂件使用方法，并简单说明其工作原理和单元电路原理图。

一、图1-2 DJK01挂件电源控制屏

电源控制屏主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源等；同时为实验提供所需的仪表，如直流电压、电流表，交流电压、电流表。屏上还设有定时器兼报警记录仪，教师可考核学生的实验时间和质量；在控制屏正面的大凹槽内，设有两根不锈钢管，可挂置实验所需挂件，凹槽底部设有12 芯、10 芯、4 芯、3 芯等插座，从这些插座提供有源挂件的电源；在控制屏两边设有单相三极220V 电源插座及三相四极380V 电源插座，此外还设有供实验台照明用40W日光灯。

1、三相电网电压指示

三相电网电压指示主要用于检测输入的电网电压是否有缺相的情况，操作交流电压表下面的切换开关，观测三相电网各线间电压是否平衡。

2、定时器兼报警记录仪

平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警和切断电源等功能，它还可以自动记录由于接线操作错误所导致的告警次数。

3、电源控制部分

它的主要功能是控制电源控制屏的各项功能，它由电源总开关、启动按钮及停止按钮组成。当打开电源总开关时，红灯亮；当按下启动按钮后，红灯灭，绿灯亮，此时控制屏的三相主电路及励磁电源都有电压输出。

4、三相主电路输出

三相主电路输出可提供三相交流200V/3A或240V/3A电源。输出的电压大小由“调速电源选择开关”控制，当开关置于“直流调速”侧时，A、B、C输出线电压为200V，可完成电力电子实验以及直流调速实验；当开关置于“交流调速”侧时，A、B、C输出线电压为240V，可完成交流电机调压调速及串级调速等实验。在A、B、C三相附近装有黄、绿、红发光二极管，用以指示输出电压。同时在主电源输出回路中还装有电流互感器，电流互感器可测定主电源输出电流的大小，供电流反馈和过流保护使用，面板上的TA1、TA2、TA3三处观测点用于观测三路电流互感器输出电压信号。