电力电子技术实验

第一部分

实验九三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (23)

实验十单相交流调压电路实验 (25)

第二部分

实验十一直流斩波电路（设计性）的性能研究 (64)

实验十二单相交直交变频电路 (66)

实验九三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

一．实验目的

1．熟悉NMCL-33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

实验线路如图1-7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。

四．实验设备及仪器

1．教学实验台主控制屏；

2．NMCL—33组件；

3．NMEL—03组件；

4．NMCL—35组件；

5．双踪示波器（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。

（1）用示波器观察NMCL-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。

（2）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。

（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。

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NMCL-31的给定器输出U g接至NMCL-33面板的U ct端，调节偏移电压U b，在U ct=0时，使 =150o。

2．三相桥式全控整流电路

按图1-7接线，AB 两点断开、CD 两点断开，AD 连接在一起，并将R D 调至最大（450Ω）。

合上主电源。调节U ct ，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。

3．三相桥式有源逆变电路

断开电源开关后，断开AD 点的连接，分别连接AB 两点和CD 两点。调节U ct ，使α仍为150O

左右。

合上主电源。调节U ct ，观察α=90O 、120O 、150O 时, 电路中u d 、u VT 的波形，并记录相应的Ud 、U 2数值。

4．电路模拟故障现象观察。在整流状态时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，观察并记录此时的u d 波形。

六．实验报告

1．画出电路的移相特性Ud=f （α）曲线；

2．作出整流电路的输入—输出特性U d /U 2=f （α）； 3．画出三相桥式全控整流电路时，α角为30O 、60O 、90O

时的u d 、u VT 波形；

4．画出三相桥式有源逆变电路时，β角为150O 、120O 、90O 时的u d 、u VT 波形； 5．简单分析模拟故障现象；

图1-7b 三相电路控制回路

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．教学实验台主控制屏；

2．NMCL—33组件；

3．NMEL—03组件；

4．NMCL-05（A）组件或NMCL—36组件；

5．双踪示波器（自备）；

6．万用表（自备）。

五．注意事项

在电阻电感负载时，当α<ϕ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

1．单相交流调压器带电阻性负载

将NMCL-33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。

接上电阻性负载（可采用两只900Ω电阻并联），并调节电阻负载至最大。

NMCL-31的给定电位器RP1逆时针调到底，使U ct=0。调节锯齿波同步移相触发电路偏移电压电位器RP2，使α=150°。

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u VT= f（t）的波形，调节U ct，观察不同α角时各波形的变化，并记录α=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 R L =U L /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。

Z L =U L /I 电抗器的电感量为

)2/(2

2f R Z L L L L π-=

这样即可求得负载阻抗角

L

d R R L tg +=-1

1ωϕ

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（L=700mH ）。

调节U ct ，使α=450。

合上主电源，用双踪示波器同时观察负载电压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α角时波形的变化情况。记录α>φ，α=φ，α<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α观察波形。

注意：调节电阻R 时，需观察负载电流，不可大于0.8A 。

六．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，α角与ϕ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。