电力电子技术实验大纲(XXXX-10-12)

实验一、单相半控桥整流电路实验

一、主要内容

1.实现控制触发脉冲与晶闸管同步；

2.观测单相半控桥在纯阻性负载时uｄ，u VT波形，测量最大移相范围及输入-输出特性;

3.单相半控桥在阻-感性负载时，测量最大移相范围,观察失控现象并讨论解决方案；

二、方法和要领

1.实现同步：

◆从三相交流电源进端取线电压Ｕuw（约２３0ｖ）到降压变压器（MCL-35),输出单相电压（约124ｖ)

作为整流输入电压u2；

◆在(MCL-33）两组基于三相全控整流桥的晶闸管阵列（共12只)中，选定两只晶闸管，与整流二极管阵

列(共６只)中的两只二极管组成共阴极方式的半控整流桥，保证控制同步,并外接纯阻性负载。

思考:接通电源和控制信号后，如何判断移相控制是否同步？

2.半控桥纯阻性负载实验:

◆连续改变控制角α,测量并记录电路实际的最大移相范围,用数码相机记录α最小、最大和90o时的输出

电压u d波形（注意：负载电阻不宜过小,确保当输出电压较大时，Iｄ不超过０.6A）;

思考:如何利用示波器测定移相控制角的大小？

◆在最大移相范围内,调节不同的控制量，测量控制角α、输入交流电压u2、控制信号u ct和整流输出

Ud的大小,要求不低于8组数据。

3.半控桥阻-感性负载（串联L=２00mH)实验:

◆断开总电源，将负载电感串入负载回路；

◆连续改变控制角α，记录α最小、最大和90ｏ时的输出电压u d波形，观察其特点(Iｄ不超过0.6A）；

◆固定控制角α在较大值,调节负载电阻由最大逐步减小(分别达到电流断续、临界连续和连续０.5A值下

测量。注意Ｉd ≤０.6A）,并记录电流Iｄ波形,观察负载阻抗角的变化对电流Id的滤波效果；

思考：如何在负载回路获取负载电流的波形?

◆调整控制角α或负载电阻,使Ｉｄ≈0．6A,突然断掉两路晶闸管的脉冲信号(模拟将控制角α快速推到

180ｏ），制造失控现象,记录失控前后的u d波形,并思考如何判断哪一只晶闸管失控;

三、实验报告要求

1．实验基本内容(实验项目名称、已知条件及实验完成目标)

2．实验条件描述(主要设备仪器的名称、型号、规格等;小组人员分工：主要操作人、辅助操作人、数据记录人

和报告完成人）

3．实验过程描述（含每个步骤的实验方法、电路原理图、使用仪器名称型号、使用量程等);

4．实验数据处理(含原始数据记录单、计算结果及工程特性曲线，）;

5．实验综合评估（对实验方案、结果进行可信度分析,提出可能的优化改进方案)；

6．思考：

◆阐述选择实验面板晶闸管序号构成半控桥的依据。

◆测绘电阻负载时u d= ｆ(α)和u d ＝ f （ｕct）的实验特性曲线（注:由数据处理软件自动生成），

其中将实验u d = ｆ(α)与理论推算ｕｄ= f (α）特性曲线比较(在同一坐标系内),若存在误差，分析成因。

◆分析阻－感性负载时,为什么减小负载电阻输出电流的波形越趋平稳？基于有较大的感抗值,电路能否

接纯感性负载工作，为什么?

◆分析同样的阻感负载时，本电路与单相全控桥电路的输出电压uｄ特征差异，说明原因。

◆若以u d = ｆ(ｕｃt）的实验特性曲线作为控制电源的静态模型建模依据,该电源的近似放大系数Ｋｓ

≈?

ﻬ我们需要什么样的专业课实验报告书?

当进入大三以后，会面对很多专业课程的实验项目，如何让这些实验的报告体现出它应该有的“专业”性？

撇开具体的实验内容不谈,实验报告应该具有以下共同的特质:

1．报告具有尽可能丰富的实验信息。

例如实验的工作条件描述、实验团队的分工构成描述、实验预期结果的描述等等,这些都在为成就一个专业工程师做着有益的铺垫。

2．实验数据的处理手段应体现专业性。

面对大量的数据计算和分析,必须充分利用信息化手段,请即刻摒弃手绘坐标纸之类的落后方法处理数据,不要让报告失去应有的客观性和专业性。

3．实验结果不能如同陈列的僵尸躺在报告上,应该赋予它鲜活的血肉和生命力。

●测试结果（数据或波形图等)应附有明确的测试条件说明，应有足够的量纲标识；

●实验结果与理论预期的比对是必要的，误差分析应该是实实在在的，不要务虚;

●实验结果说明了什么？请拿出你的看法，如同一场电影看罢,总会有所评价一样,提炼和升华是学习的终

极；

●对现有实验方案的优劣应有所思考，可以试试提出优化方案或展望；

●数据结果可以不准确，方案可以不完美，但发自内心原生态的思考是绝对不可或缺的和最最重要的,它

是一份报告的价值所在,也为老师所乐见。

4．一次实验是有限的，但对它的思考应该是无限的。

报告在具备基本要素的前提下,不要太拘泥于固定的模板格式,不要太局限于实验本身的范畴,如果报告上出现了由此而衍生的许许多多,例如扩展仿真实验、扩展的方案讨论、扩展的的器件或设备描述、扩展的应用案例、扩展的…，对于教授者和学业者，就是莫大的幸事。如果你是这样做的,就不用去重复做许多的实验，举一反三即可。

5．请强化报告的可读性,表现出你的热忱和投入。

写作考虑到读者的体验度了吗?要尽可能的提升条理性和可视性，不要提交一份只有自己才能读懂的报告,当你调用所有的资源和手段投入到这份报告之中时，或许能从中读出你的热情和心血，我们就该向你致敬了。

一句话概之，实验报告不仅仅是记录，更应该有思考和扩展……

实验二、三相全桥整流及有源逆变实验

四、主要内容

1.观测整流状态下阻性负载、阻-感性负载时u d,uＶT波形；

2.观测逆变状态下(阻－感性-反电动势负载)u d，ｕＶT波形及逆变功率测量;

五、方法和要领

1.连接三相整流桥及逆变回路

◆由三相隔离变压器(MCＬ-3２)二次绕组接至三相降压变压器(MCＬ-３5）,输出三相电源（线电压约110~１

30v）作为三相变流桥的交流输入；

◆由三相隔离变压器（MCＬ-32)二次绕组接至由二极管组成的三相不可控全波整流桥，作为逆变时负载回路

的电动势源（大小恒定的电压源）；

◆由双刀双置开关构成整流和逆变选择回路（严禁主回路带电时切换此开关)；

◆约定整流、逆变临界控制点为Uct = 0,当Ucｔ﹥0时，处于整流移相控制；Ucｔ﹤０时处于逆变移相控制:

2.整流工作

◆阻性（450Ω)负载测试：双置开关选择整流回路，负载电阻设定为最大(约4５0Ω），加正给定电压。

1)观测并记录整流状态下α≈０O，60O,90Ｏ时ｕd、u VT波形（注意限制Ｉd≤0.6A）;

2)α≈0O时封锁任1只晶闸管的脉冲信号,记录u d的波形及大小值；

3)α≈0O时封锁任2只晶闸管的脉冲信号，记录u d的波形及大小值；（一次：共阴极组2只;一次：阴极阳极

组各1只）

◆阻-感（300Ω+ ７00mH )负载测试：双置开关选择整流回路，观测并记录α=3０O,９0O时u d、ｕＶT波形（注

意限制Id≤０．６A）;α=60Ｏ封锁分别1只和２只晶闸管的脉冲信号，记录uｄ的波形及大小值。

3.逆变工作

断掉主回路电源,将负载回路切换到逆变条件,注意逆变电动势源的直流极性。

◆选负给定信号，保持负载为（４５0Ω+７00mH),再合上电源，观测逆变状态下β=60O，９０O时u d,u VＴ波

形；

◆在恒定负载情况下(电阻4５0Ω,电感7００mH,直流反电动势E基本恒定),在最大逆变移相范围内，测定电网

实际吸收直流功率Pk ＝f (Ｕd)的函数曲线（不低于8组数据点）。已知，三相全控桥输出等效电阻Rｎ＝1２Ω。

六、实验报告要求：

1.实验项目名称

2.实验基本内容(已知条件及实验要求）

3.实验条件描述（主要设备仪器的名称、型号、规格等；小组人员分工:主要操作人、辅助操作人、数据记录

人和报告完成人）

4.实验过程描述(含每个步骤的实验方法、电路原理图、使用仪器名称型号、使用量程等);

5.实验数据处理(含原始数据清单、计算结果、特性曲线等);

6.误差分析(分析方案、方法、仪器、操作等带入的必然、偶然误差因素）；

7.特别要求:

◆分析比较整流工作时,阻性负载和阻感负载再缺相(丢失一路触发信号)故障下,Ud瞬时波形的差异性？

◆整流状态下阻－感负载时，α=90O时ｕｄ的瞬时波形就一定有正负半波对称吗，为什么?

◆说明逆变状态下，逆变电源的负载波形是电路上哪两端的波形?为什么逆变输出电压Ｕd越高,负载电流Ｉd

越小？