电力电子实验指导书
电力电子实训指导书
电力电子实训指导书电力电子实训指导书一、实训目的本次电力电子实训旨在帮助学生理解和掌握电力电子的基本原理和应用技术，培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
通过实训，学生将掌握电力电子器件的测试与应用方法，加深对电力电子电路工作原理的理解，并能独立完成电力电子实验设计与实施。
二、实训设备和工具实训设备：1. 直流电源：用于提供稳定可靠的直流电源，根据实际需求选择合适的输出电压与电流。
2. 功率电子器件：包括可控硅、晶闸管、三极管等，用于构成电力电子电路的重要组成部分。
3. 电阻、电容等元件：用于构成电力电子器件的测试电路或实际应用电路。
4. 示波器：用于观测电路中的信号波形，对电路工作进行分析与判断。
5. 多用表：用于测量与调试电路中的电压、电流、阻抗等基本参数。
6. 其他辅助设备：如实验台、连接线等。
实训工具：1. 扳手、螺丝刀：用于固定与调整电路中的元件、连接线等。
2. 钳子、剪刀：用于修剪电路连接线、调整电路元件尺寸等。
3. 锡焊工具：用于焊接电路元件、连接线等。
三、实训内容与方法实训内容：1. 电力电子器件的测试：学生将学习并掌握电力电子器件的测试方法，如可控硅的伏安特性曲线测试、晶闸管的触发测试等。
2. 电力电子电路的设计：学生将在给定的实验条件下，自行设计电力电子电路，如直流电机控制电路、开关电源电路等。
3. 电力电子电路的实施：学生将独立完成电力电子电路的实际搭建与调试工作，确保电路正常工作。
4. 电力电子电路的分析与评估：学生将对已实施的电力电子电路进行分析和评估，从电气特性、效率、可靠性等方面进行评价。
实训方法：1. 理论学习：学生将通过课堂学习、教材阅读等方式，系统学习电力电子相关理论知识，包括电力电子器件的原理、特点和应用技术等。
2. 实例演练：学生将根据老师布置的实例题目，进行电力电子电路的设计与分析练习，提高自己的设计能力与分析能力。
3. 实际操作：学生将亲自动手进行电力电子器件的测试与电路的搭建，提高自己的实际动手能力和解决问题的能力。
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实验一 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一．实验目的1．掌握三相桥式全控整流电路的工作原理及波形。
2．掌握三相桥式有源逆变的工作原理及波形。
二．实验内容1．三相桥式全控整流电路及不同触发角时的各点波形。
2．三相桥式有源逆变电路及不同逆变角时的各点波形。
三．实验线路及原理实验线路如图1-1所示。
主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。
触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
三相桥式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。
四．实验设备及仪器1．MCL 系列教学实验台主控制屏 2．MCL －31低压控制电路及仪表组件 3．MCL －33触发电路及晶闸管主电路组件 4．MEL －03三相可调电阻器 5．二踪示波器 6．万用表五．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）打开电源开关（钥匙开关），但不合主电源开关。
（2）用示波器观察MCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。
（3）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。
注：将面板上的U blf （当三相桥式全控变流电路使用I 组桥晶闸管VT1~VT6时）接地，将I 组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。
（4）将给定器输出U g 接至MCL-33面板的U ct 端，调节偏移电压U b ，在U ct =0时，使α=150o 。
2．三相桥式全控整流电路按图1-1接线，S 拨向左边短接线端，将Rd 调至最大(450Ω)，然后合上主电源。
调节Uct ，使α在30o~90o范围内，用示波器观察记录α=30O、60O、90O时，整流电压u d =f （t ），晶闸管两端电压u VT =f （t ）的波形，并记录相应的Ud 和交流输入电压U 2数值。
αcos 35.12U U d =（其中2U 为线电压）3．三相桥式有源逆变电路按图1-1调整接线，R d 调至最大，确认无误后合上主电源。
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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）。
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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UVT ，调节电位器RP1，观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、UVT波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表1-1中。
2．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。
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实验一三相半波整流电路研究一实验目的1 熟悉晶闸管触发电路的工作原理、接线和各元件的作用。
2 观察并并理解掌握三相半波可控整流电路在电阻负载和电感负载的作用情况。
3 理解续流二极管的作用二实验电路见图1三实验设备同步变压器220V/60V灯板滑动变阻器电抗器示波器万用表四实验内容及步骤1 断开S1，接上电阻负载后，再闭合S1。
当触发角为0°时观测u d i d u vt波形并记录。
2同理，当触发角为60°时观测u d i d u vt 波形并记录。
3接上电感负载观察触发角为60°时观测u d i d u vt 波形并记录。
4电阻负载共阴极接法触发角为60°时观测u d i d u v 波形并记录。
五 参考文献 六思考题对比三种负载在触发角为60°时电压、电流波形。
分析波形异同的原因。
电感负载，考虑两倍的安全裕量，如何确定晶闸管的额定电压和额定电流。
如果00=α，A 相的触发脉冲消失。
绘制电阻负载下整流电压d u 的波形，并对波形加以文字描述实验二单相半波可控整流电路研究一实验目的1 熟悉晶闸管触发电路的工作原理、接线和各元件的作用。
2 观察并并理解掌握单相半波可控整流电路在电阻负载和电感负载的作用情况。
3 理解续流二极管的作用二实验电路见图2三实验设备同步变压器220V/60V灯板滑动变阻器电抗器示波器万用表四实验内容及步骤1 断开S1，接上电阻负载后，再闭合S1。
当触发角为0°时观测u d i d u vt波形并记录。
2同理，当触发角为60°时观测u d i d u vt波形并记录。
3当触发角为90°时观测u d i d u vt波形并记录。
4 接上电感负载观察触发角为0°90°时观测u d i d u vt波形并记录。
5接上电感负载与续流二极管观察触发角为0°90°时观测u d i d u vt波形并记录。
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实验一 功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET 主要参数的测量方法 2．掌握MOSEET 对驱动电路的要求3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法三．实验设备和仪器1． NMCL-07电力电子实验箱中的MOSFET 与PWM 波形发生器部分 2．双踪示波器3．安培表（实验箱自带）4．电压表（使用万用表的直流电压档）图2-2 MOSFET实验电路五．实验方法1．MOSFET主要参数测试（1）开启阀值电压V GS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流I D=1mA)的最小栅源极电压。
在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表（箱上自带的数字安培表表头），测量漏极电流I D，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS管的栅源电压Vgs，并将主回路电位器RP左旋到底，使Vgs=0。
将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流I D=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS（th）。
读取6—7组I D、Vgs，其中I D=1mA必测，填入下表中。
★注意mosfet刚开启时的漏极电流距离完全开通时的漏极电流相差很远，因此在1mA之后的四个点之间的距离需要取大一些，这样才能测量出较为完整的特性曲线。
此步骤所测得的特性曲线又称为mosfet的转移特性曲线，完整的转移特性曲线示意图如下所示（2）跨导g FS测试双极型晶体管（GTR）通常用h FE（β）表示其增益，功率MOSFET器件以跨导g FS表示其增益。
跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即g FS=△I D/△V GS。
★注意典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流和V DS=15V下测得，受条件限制，实验中只能测到1/5额定漏极电流值，因此重点是掌握跨导的测量及计算方法。
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“电力电子技术”实验指导书（一）一、实验课程编码：二、实验课程名称：电力电子技术三、实验项目名称：单相桥式全控整流电路实验四、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电阻负载、电阻—电感负载的工作。
3．熟悉NMCL-36锯齿波触发电路的工作。
五、主要设备1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．NMCL-002、NMEL-24、NMCL-331、NMCL-33、NMEL-03、NMEL-06、NMCL-36、NMCL-31A 组件。
3．双踪示波器。
4．万用表。
六、实验内容1．单相全控整流电路供电给电阻负载。
2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。
七、实验步骤1．将NMCL-36面板上左上角的同步电压输入直接与NMCL-002的U、V输出端相连。
再依照图1-1连线，先将NMEL-24与NMCL-36断开。
将NMCL-31A面板的RP1逆时针旋到底，将S2开关拨下。
2．三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节NMCL-002输出电压UUV=220V。
用示波器观察NMCL-36面板上各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。
依次观察“1”、“2”孔的波形。
观察“3”~“6”孔波形，调整电位器RP1，使3的锯齿波刚出现平顶。
3．调整脉冲移相范围用示波器观察U1电压（即“1”孔）及UG1K1的波形，调节RP2,使α角到0度，同样，用示波器观察U1电压（即“1”孔）及UG3K3的波形，调节RP3,使α角到180度。
图1-1 单相桥式全控整流电路的接线图4．断开主电源，再将NMEL-24与NMCL-36连接，将S2开关拨上，调节NMCL-31A 上RP1，使α角分别调到60度和90度。
当60度时，电阻负载，观察U d 、U VT 波形，并测电压；当90度时，分别在电阻，阻感负载时，并测电压，观察波形。
5．用万用表分别测量U ct 、d U 的值，填写下表：八、实验结果1．绘出单相桥式晶闸管全控整流电路供电给电阻负载情况下，当a=60°，90°时的U d 、U VT 波形，并加以分析。
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实验一电位、电压的测定一、实验目的1．用实验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性二、原理说明在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点电位的变动而改变。
据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。
在电路中电位参考点可任意选定。
三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0～30V12万用表13直流数字电压表14电位、电压测定实验线路板1DGJ-03四、实验内容利用DGJ-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图4-1接线。
1．分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。
（先调准输出电压压值，再接入实验线路中。
）2．以图4-1中的A点作为电位参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位值φ及相邻两点之间的电压值U AB、U BC、U CD、U DE、U EF、U FA，数据列于表中。
3．以D点作为参考点，重复实验内容2的测量，测得数据列于表中。
表4-1 电位、电压的测定电位参考点电位电压V A(v)V B(v)V C(v)V D(v)V E(v)V F(v)U AB(v)U BC(v)U CD(v)U DE(v)U EF(v)U FA(v)A计算值五、实验注意事项1．实验线路板系多个实验通用，本次实验中不使用电流插头。
DG05上的K3应拨向330Ω侧，三个故障按键均不得按下。
2．测量电位时，用万用电表的直流电压档或用直流数字电压表测量时，用负表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测各点，若指针正向偏转或显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若指针反向偏转或显示负值，此时应调换万用电表的表棒，然后读出数值，此时在电位值之前应冠以负号（表明该点电位低于参考点电位）。
六、思考题若以F点为参考电位点，实验测得各点的电位值；现令E点作为参考电位点，试问此时各点的电位值应有何变化？实验二 日光灯电路及功率因数的提高一、实验目的1．研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
电子行业电力电子实验指导书
电子行业电力电子实验指导书1. 实验介绍电力电子是电子工程中的一个重要分支，主要研究控制和转换电能的技术。
本实验指导书旨在帮助学生了解电力电子的基本原理和实验操作技术，培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
2. 实验目标•理解电力电子基本原理；•掌握电力电子实验仪器的使用方法；•学会设计和搭建电力电子电路；•通过实验验证电力电子的工作原理。
3. 实验内容本实验包括以下几个部分： 1. 电力电子器件的基本特性测试实验； 2. 单相和三相整流电路的设计和实验； 3. 直流稳压电源的设计和实验； 4. 交流调压电路的设计和实验； 5. PWM变换器的设计和实验； 6. 逆变器的设计和实验。
4. 实验原理4.1 电力电子器件的基本特性在电力电子实验中，常用的器件包括二极管、可控硅、晶闸管、MOSFET等。
这些器件有不同的工作原理和特性，通过测试了解它们的基本特性对于理解电力电子的工作原理非常重要。
4.2 单相和三相整流电路单相和三相整流电路是电力电子中常见的应用，其原理是将交流电转换为直流电。
这部分实验主要包括单相桥式整流电路和三相桥式整流电路的设计和搭建。
4.3 直流稳压电源直流稳压电源是电子工程中常见的电源形式，其作用是将输入电压稳定在一定的数值。
这部分实验主要涉及使用稳压IC设计直流稳压电源的方法。
4.4 交流调压电路交流调压电路常用于交流电压的调节，包括调压变压器、可控硅调压器等。
这部分实验将学习到不同的交流调压电路的工作原理和实验操作技巧。
4.5 PWM变换器PWM变换器主要用于将直流电转换为交流电，并且可以对交流电进行调制和调节，常用于电力电子中的电力调节。
这部分实验将介绍PWM变换器的基本工作原理和设计方法。
4.6 逆变器逆变器是电力电子中常用的电路，其作用是将直流电转换为交流电。
这部分实验将介绍逆变器的基本工作原理和实验操作技巧。
5. 实验步骤根据不同的实验内容，具体的实验步骤会有所不同。
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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。
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电力电子实验指导书目录MCL—V型电力电子教学实验台介绍 ............................................................. 错误!未定义书签。
实验一锯齿波同步移相触发电路实验ﻩ错误!未定义书签。
实验二单相桥式全控整流电路实验ﻩ错误!未定义书签。
*实验三三相桥式全控整流及有源逆变电路实验ﻩ错误!未定义书签。
实验四单相交流调压电路实验ﻩ错误!未定义书签。
实验五绝缘栅双极型晶体管（ＩGBT）特性与驱动电路研究.................... 错误!未定义书签。
*实验六单相正弦波(SPWM)逆变电源研究 ................................................... 错误!未定义书签。
*实验七直流斩波电路的性能研究.............................................................. 错误!未定义书签。
MCL—V型电力电子教学实验台介绍一、特点（１）采用组件式结构，可根据不同内容进行组合,故结构紧凑，使用方便灵活，并且可随着功能的扩展只需增加组件即可,能在一套装置上完成《电力电子学》课程的主要实验。
（2)装置布局合理，外形美观,面板示意图明确，直观,学生可通过面板的示意查寻故障,分析工作原理。
电机采用导轨式安装,更换机组简捷，方便，所采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，能给学生正确的感性认识。
除实验控制屏外，还设置有实验用台，内可放置机组,实验组件等,并有可活动的抽屉，内可放置导线，工具等，使实验更方便。
(３)实验线路典型,配合教学内容，满足教学大纲要求。
控制电路全部采用模拟和数字集成芯片，可靠性高,维修，检测方便。
触发电路采用数字集成电路双窄脉冲。
(4）装置具有较完善的过流、过压、RＣ吸收、熔断器等保护功能，提高了设备的运行可靠性和抗干扰能力。
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试验一单相半波可控整流电路试验一、试验目旳(1) 加深理解锯齿波同步移相触发电路旳工作原理及各元件旳作用。
(2) 掌握锯齿波同步移相触发电路旳调试措施。
(2) 掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时旳工作。
(3) 理解续流二极管旳作用。
二、试验所需设备(1) DJDK-1型电力电子技术及电机控制试验装置。
其所需挂件如下：① DJK01 电源控制屏② DJK02 晶闸管主电路③ DJK03 晶闸管触发电路④ DJK06 给定及试验器件⑤ D42三相可调电阻(2) 双踪示波器三、试验内容(1) 锯齿波同步移相触发电路各点波形旳观测和分析。
(2) 单相半波整流电路带电阻性负载时U d/U2=f(α)特性旳测定。
(3) 单相半波整流电路带电阻电感性负载时U d/U2=f(α)特性旳测定。
(4) 续流二极管作用旳观测。
四、预习规定(1) 阅读本教材电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路旳内容，弄清锯齿波同步移相触发电路旳工作原理。
(2) 复习单相半波可控整流电路旳有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时旳工作波形。
(3) 掌握单相半波可控整流电路接不一样负载时U d、I d旳计算措施。
五、思索题(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旳移相范围与哪些参数有关?(3) 单相半波可控整流电路接电感性负载时会出现什么现象?怎样处理?六、试验措施1. 锯齿波同步移相触发电路调试（1）将DJK01上旳钥匙式三相“电源总开关”置于“开”旳位置，操作控制屏左上角切换开关观测输入旳三相电网电压与否平衡。
(2) 将DJK01上旳电源选择开关打到“直流调速”侧（不能打到“交流调速”侧）。
用两根导线将DJK01旳A、B（200V）交流电压接到DJK03旳“外接220V”端，按下“启动”按钮。
(3) 打开DJK03电源开关，用双踪示波器观测锯齿波同步触发电路各观测孔旳电压波形。
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电力电子技术实验指导书目录电力电子实验平台说明 (2)实验一三相半波可控整流电路实验 (5)实验二三相桥式可控整流电路实验 (11)实验三降压式（Buck）直直变换器实验 (15)实验四升压式（Boost）直直变换器实验 (20)实验五单端反激式直直变换器实验 (24)实验六单端正激式直直变换器实验 (29)实验七半桥直直变换器实验 (34)电力电子实验平台说明一．实验台总体结构电力电子技术教学实验台总体外观结构如下图所示。
整个实验台由仪表屏、电源 控制屏、实验挂箱区、下组件区、实验桌等组成。
图 1 电力电子技术实验平台仪表屏：配置指针式和数字式仪表，提供实验时需要的仪表。
电源控制屏：控制整个实验台的电源，通过隔离变压器输出三相交流电源。
实验桌：内可放置各种组件。
实验挂箱区：放置实验时所需的功能组件。
下组件区：放置直流电源以及变压器、可调电阻、电抗器等。
二、供电电源1．整机容量： 1.5kVA 2、工作电源：三相/380V/50Hz/3A三、主要部件说明图 2 电源控制屏闭合断路器，“断开”按钮上的红色指示灯亮，此时实验平台控制屏左右两边单相电源插座都会带电，都有220V 电源输出，平台内部的航空插座也已带电。
按下绿色的“闭合”按钮开关，三相电源会通过断路器、主接触器、隔离变压器、过流保护后输出，U 、V 、W 接线柱有强电输出。
实验完毕后，按下红色“断开”按钮，即可断开U 、V 、W 接线柱的电压输出。
三相电源带有熔断器形成过流保护，当发生短路或者输出电流超过3A 时，熔断器熔断，避免烧毁变压器。
当有电压输出时，对应的发光二极管发亮，如无电压输出，可检查是否由于电流太大而烧毁熔断器。
四、上电操作步骤1、闭合漏电断路器，红色断开指示灯会亮，控制屏上所有单相电源有交流220V 电压，控制交直流仪表的电源、所有挂件电源均得电。
2、按下绿色“闭合”按钮，可听到继电器吸合声，红色“断开”按钮指示灯会熄灭，断路器,作为整个实验台的总电源开关“闭合”按钮指示灯亮，三相交流电源有输出。
五、断电操作步骤1、将所有实验挂箱及仪表电源开关指向OFF处，按下“断开”按钮，断开指示灯亮。
2、断开漏电断路器，指示灯全灭。
实验一三相半波可控整流电路实验一、实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作情况。
二、实验原理图3三相半波可控整流电路主电路拓扑图4三相半波可控整流电路波形图图3是三相半波可控整流电路主电路拓扑，负载为阻感性负载，电感L值很大。
图4是三相半波可控整流主电路波形图，三个晶闸管的触发脉冲互差120°，在三相电路中，规定自然换相点为触发控制角a的零点，即a=0。
在（图中a=60°）时刻触发a相晶闸管Q1导通，a相电压加到负载上，Q1管流过负载电流i d，a﹥30°时，当a相过零时，由于电感的存在，阻止电流下降，因而Q1继续导通一直持续到时b相晶闸管Q2被触发为止。
当时刻触发b相晶闸管Q2，Q1立即承受反向电压而关断，负载电流也立即转移到Q2管，负载被施加b相电压，一直持续到时c相晶闸管Q3被触发为止。
在时触发c相晶闸管Q3，Q2管立即承受反向电压而关断，负载电流也就立即转移到Q3管，c相电压加到负载上，直到a相晶闸管Q1再一次被触发为止。
输出直流电压平均值为三、实验设备及介绍图号按照出现的顺序标！1、实验设备（1）NMCL-III电力电子技术及电气传动实验装置；（2）NMCL-33F触发电路及晶闸管主回路挂箱，如图6所示；（3）NMCL-03G 可调电阻器，如图8所示；（4）NMCL-331 平波电抗器，如图9所示；（5）示波器；（6）万用表。
（7）导线。
2、NMCL-33F触发电路和晶闸管主回路挂箱面板介绍触发电路和晶闸管主回路挂箱面板图见图5和图6。
NMCL—33F由脉冲控制及移相，脉冲观察孔，一组可控硅，二组可控硅及二极管组成。
（1）触发电路实验台提供相位差为60O的六组双脉冲，分别由两路功放进行放大，分别由U bif 和U bir进行控制。
当U bif接地时，第一组脉冲放大电路进行放大。
当U bir接地时，第二组脉冲放大电路进行工作。
使用注意事项：（a）观察孔在面板上俱为小孔，仅能接示波器，不能接任何信号。
特别是六路双脉冲观察孔，万不可和I、II组晶闸管的控制极相连。
（b）1-6组双脉冲相位差为60o，且后一组脉冲滞后前一组脉冲，如果出现后一组脉冲超前前一组脉冲，则说明实验台输入的三相电源相序错误，只要更换三相电源插座任意两相即可。
(2)FBC+FA（电流变送器与过流保护）：此单元有三种功能：一是检测电流反馈信号，二是发出过流信号，三是发出过压信号。
（a）电流变送器电流变送器检测可控硅变流器交流进线电流，以获得与变流器电流成正比的直流电压信号，零电流信号和过电流逻辑信号等。
（b）过流过压保护（FA）当主电路电流超过某一数值后(2A左右)，电压超过260V，接触器动作，断开交流主电路，同时过流过压指示发光二极管亮，按下复位按钮可以复位。
(3)主回路使用注意事项：外加触发脉冲时，必须切断内部触发脉冲图 5 NMCL-33F触发电路和晶闸管主回路挂箱介绍图6触发电路和晶闸管主回路挂箱2、三相半波电路接线图Rd平波电抗器图 7 三相半波电路接线图四、预习内容(1)预习三相半波可控整流电路工作原理、可控硅触发电路工作原理。
(2)根据实验目的及要求完成的实验内容和实验报告拟定实验方案，写出实验步骤、要测取的实验数据、波形及要达成的目标。
五、实验报告（1）研究主电路在电感性负载和电阻性负载情况下的基本电量关系并与理论值比较，说明差异原因；（2）用曲线说明电阻性负载和电感性负载下输出电压与触发角的关系；图8 可变电阻器图9 平波电抗器实验二三相桥式可控整流电路实验一、实验目的加深对三相全控桥式整流电路工作原理和特性的理解，理解可控整流电路对相序的要求。
二、实验原理1.三相桥式全控整流电路主电路原理图10 三相桥式全控整流电路主电路拓扑图11 电阻性负载α=0º时三相桥式全控整流电路波形图三相桥式全控整流电路主电路拓扑如图10所示，阴极连接在一起的3个晶闸管（Q1、Q3、Q5）构成共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（Q2、Q4、Q6）构成共阳极组。
晶闸管触发导通的原则是：共阴极组的晶闸管，哪个阳极电位最高时，哪个晶闸管应触发导通；共阳极组的晶闸管，哪个阴极电位最低时，哪个晶闸管应触发导通。
如图所示，必须有共阴极组和共阳极组各一个晶闸管同时导通，才能形成输出通路；所以要给对应导通的共阴极组和共阳极组中的一对晶闸管同时加有触发脉冲才行。
对共阴极组触发脉冲依次触发Q 1、Q 3、Q 5，它们的触发脉冲之间的相位差为120º.对共阳极组触发脉冲依次触发Q 2、Q 4、Q 6，其触发脉冲的相位差也是120º。
接在同一相上下两个桥臂的两个晶闸管的触发脉冲的相位差是180º.例如接在a 相的Q 1和Q 4的触发脉冲的相位差是180º。
由于电路中共阴极组与共阳极组换流点相隔60º，所以每隔60º有一次换流。
在三相桥式整流电路中，为保证电路正常工作，触发脉冲通常是双窄脉冲或宽脉冲。
晶闸管的换流在共阴极组Q 1、Q 3、Q 5或者共阳极组Q 2、Q 4、Q 6之间进行，每隔60︒有一个晶闸管要换流，因此每隔60︒要触发一个晶闸管，其带电阻性负载，在控制角为0º时的波形图如图 11所示。
各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。
u 2和u 2L 为电源变压器次级相电压和线电压，u d 是负载端输出电压，u Q1是晶闸管Q 1承受的电压，i Q1是流过晶闸管Q 1的电流。
表1给出了三相桥式全控整流电路带电阻性负载，触发角a =0︒时的工作波形。
表1 三相桥式全控整流电路电阻性负载a =0︒时晶闸管工作情况 三相桥式全控整流电路整流电压平均值与控制角的关系如下。
(1)电阻性负载控制角a ≤60︒时：a w w πa πaπcos 34.2)(sin 63123232U t td U U d ==⎰++控制角a >60︒时：⎥⎦⎤⎢⎣⎡++==⎰+)3cos(134.2)(sin 63232a πw w ππaπU t td U U d式中，U d 为整流电压平均值，U 2为变压器副边相电压。
由上可知，在阻性负载下，控制角α的最大移相范围为120︒。
(2)大电感负载假设负载为阻感性，且电感感值很大，电感电流连续。
a w w πa πaπcos 34.2)(sin 63123232U t td U U d ==⎰++在感性负载下，电路的控制角α的最大移相范围为90︒。
三、实验设备及介绍1、实验设备(1) N MCL-III 电力电子技术及电气控制实验装置；(2) N MCL-33F 触发电路及晶闸管主回路挂箱，如图6所示； (3) N MCL-03G 可变电阻器，如图8所示； (4) N MCL-331平波电抗器，如图9所示； (5) 示波器； (6) 万用表；(7) 导线。
2、NMCL-33F 触发电路和晶闸管主回路挂箱面板介绍同三相半波可控整流电路。
3、实验接线图图 12 三相桥式全控整流电路实验接线图四、预习内容(1)预习三相桥式全控整流电路工作原理、可控硅触发电路工作原理。
(2)根据实验目的及要求完成的实验内容和实验报告拟定实验方案，写出实验步骤、要测取的实验数据、波形及要达成的目标。
五、实验报告（1）用曲线说明电阻性负载和电感性负载下输出电压与触发角的关系；（2）研究主电路在电感性负载和电阻性负载情况下的基本电量关系并与理论值比较，说明差异原因；（3）为什么实验中电阻性负载的移相范围没有达到120°？实验三降压式（Buck）直直变换器实验一、实验目的(1)理解电压控制型芯片脉宽调制原理；(2)加深对降压式(Buck)直直变换器工作原理及特性的理解。
二、实验原理－＋o 图13 Buck直直变换器主电路拓扑图14 B uck直直变换器电感电流连续时波形图Buck降压式直直变换器主电路拓扑如图13所示，电感电流工作在连续模式下的主电波形图如图14所示。
在开关管Q关断期间，电感电流始终不小于零的状态称为连续导通模式（CCM）。
从电路图中可以看到当开关管Q导通时，二极管D反向截止，当开关管Q截止时，二极管D正向导通，使电感L中流过不间断的电流。
稳态运行时，根据法拉第定律，电感电压一个周期内的伏秒积等于零，有如下式此时，输出电压与输入电压的比值是因此，输出电压总是小于输入电压。
如果输出电流较小或者开关频率较低，在开关管Q关断期间，电感电流在部分时间内等于零，变换器就工作在断续导通模式（DCM）。