华南理工电力电子实验指导书(2012)

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熟悉NMCL33C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。触发电路为模拟集成电路，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2NMCL33C组件3MEL03A组件4NMCL31组件5. NMCL35组件6双踪示波器（自备）7万用表（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NMCL33C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1V2V的脉冲。注：将面板上的Upc接地，接通触发电路的脉冲隔离组件。（4）将NMCL-31的给定器输出Ug接至NMCL33C面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使a=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RD调至最大(450W)。合上主电源。调节Uct，使a在30o90o范围内，用示波器观察记录a=30O、60O、90O时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2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Uct，使a仍为150O左右。合上主电源。调节Uct，观察a=90O、120O、150O时, 电路中ud、uVT的波形，并记录相应的Ud、U2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ud波形。六实验报告1画出电路的移相特性Ud=f(a)曲线；2作出整流电路的输入输出特性Ud/U2=f（）；3画出三相桥式全控整流电路时，a角为30O、60O、90O时的ud、uVT波形；4画出三相桥式有源逆变电路时，角为150O、120O、90O 时的ud、uVT波形；5. 简单分析模拟故障现象。实验二 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1SG3525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。2MCL-16组件。3MEL-03电阻箱 (900/0.41A) 或其它可调电阻盘。4万用表。5双踪示波器（自备）62A直流安培表（MCL-2A直流毫安表为数字式仪表，MCL- 2A直流安培表为指针式仪表，其他型号可能为MEL-06）。四实验方法1SG3525的调试。原理框图见图511。将扭子开关S1打向“直流斩波”侧，S2电源开关打向“ON”，将“3”端和“4”端用导线短接，用示波器观察“1”端输出电压波形应为锯齿波，并记录其波形的频率和幅值。扭子开关S2扳向“OFF”，用导线分别连接“5”、“6”，“9”、“10”，用示波器观察“5”端波形，并记录其波形、频率、幅度，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=2. 直流降压斩波电路（1）实验接线图见图512（b）。切断MCL-16主电源，分别将“主电源2”的“1”端和“直流斩波电路”的“1”端相连，“主电源2”的“2”端和“直流斩波电路”的“2”端相连，将“PWM波形发生”的“7”、“8”端分别和直流斩波电路VT1的G1S1 端相连，“直流斩波电路”的“4”、“5”端串联MEL-03电阻箱 (将两组900/0.41A的电阻并联起来，顺时针旋转调至阻值最大约450)，和直流安培表（将量程切换到2A挡）。（2）检查接线正确后，接通控制电路和主电路的电源(注意：先接通控制电路电源后接通主电路电源 )，改变脉冲占空比，每改变一次，分别观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输出电压、u0波形，输出电流i0的波形，记录PWM信号占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。（3）改变负载R的值（注意：负载电流不能超过1A），重复上述内容（2）。3.直流升压斩波电路（1）实验接线图见图512（c）。切断主电路电源，断开“主电路2”和“降压斩波电路”的连接，断开“PWM波形发生”与VT1的连接，分别将“直流斩波电路”的“6”和“主电路2”的“1”相连，“直流斩波电路”的“7”和“主电路2”的“2”端相连，将VT2的G2S2分别接至“PWM波形发生”的“7”和“8”端，直流斩波电路的“10”、“11” 端，分别串联MEL-03电阻箱（两组分别并联，然后串联在一起顺时针旋转调至阻值最大约900）和直流安培表（将量程切换到2A挡）。+检查接线正确后，接通主电路和控制电路的电源。改变脉冲占空比D，每改变一次，分别：观察PWM信号的波形，MOSFET的栅源电压波形，输出电压、u0波形，输出电流i0的波形，记录PWM信号占空比D，ui、u0的平均值Ui和U0。（2）改变负载R的值（注意：负载电流不能超过1A），重复上述内容(1)。（3）实验完成后，断开主电路电源，拆除所有导线。五注意事项：（1）“主电路电源2”的实验输出电压为15V，输出电流为1A，当改变负载电路时，注意R值不可过小，否则电流太大，有可能烧毁电源内部的熔断丝。（2）实验过程当中先加控制信号，后加“主电路电源2”。（3）做升压实验时，注意“PWM波形发生器”的“S1”一定要打在“直流斩波”，如果打在“半桥电源”极易烧毁“主电路电源2” 内部的熔断丝。六实验报告1分析PWM波形发生的原理2记录在某一占空比D下，降压斩波电路中，MOSFET的栅源电压波形，输出电压u0波形，输出电流i0的波形，并绘制降压斩波电路的Ui/Uo-D曲线，与理论分析结果进行比较，并讨论产生差异的原因。