电力拖动自动控制系统实验报告
实验一双闭环可逆直流脉宽调速系统
一，实验目的：
1.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。
2.熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。
3.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数整定。
二，实验内容：
1.PWM控制器SG3525的性能测试。
2.控制单元调试。
3.测定开环和闭环机械特性n=f(Id)。
4.闭环控制特性n=f(Ug)的测定。
三．实验系统的组成和工作原理
图6—10 双闭环脉宽调速系统的原理图
在中小容量的直流传动系统中，采用自关断器件的脉宽调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而日益得到广泛应用。
双闭环脉宽调速系统的原理框图如图6—10所示。图中可逆PWM变换器主电路系采用MOSFET 所构成的H型结构形式，UPW为脉宽调制器，DLD为逻辑延时环节，GD为MOS管的栅极驱动电路，FA为瞬时动作的过流保护。
脉宽调制器UPW采用美国硅通用公司（Silicon General）的第二代产品SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成PWM控制器。由于它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。
四．实验设备及仪器
1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。
3．MCL—10组件或MCL—10A组件。
4．MEL-11挂箱
5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。
6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件。
7．直流电动机M03。
8．双踪示波器。
五．注意事项
1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。
2．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。
3．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。
4．系统开环连接时，不允许突加给定信号U g起动电机。
5．起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。
6．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。
7．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。
8．实验时需要特别注意起动限流电路的继电器有否吸合，如该继电器未吸合，进行过流保护电路调试或进行加负载试验时，就会烧坏起动限流电阻。
六．实验方法
采用MCL—10组件
1．SG3525性能测试
分别连接“3”和“5”、“4”和“6”、“7”和“27”、“31”和“22”、“32”和“23”，然后打开面板右下角的电源开关。
（1）用示波器观察“25”端的电压波形，记录波形的周期，幅度（需记录S1开关拨向“通”和“断”两种情况）
（2）S5开关打向“OV”, 用示波器观察“30”端电压波形，调节RP2电位器，使方波的占空比为50％。
S5开关打向“给定”分别调节RP3、RP4，记录“30”端输出波形的最大占空比和最小占空比。（分别记录S2打向“通”和“断”两种情况）
2．控制电路的测试
（1）逻辑延时时间的测试
S5开关打向“0V”，用示波器观察“33”和“34”端的输出波形。并记录延时时间。
t d=
（2）同一桥臂上下管子驱动信号死区时间测试
分别连接“7”和“8”、“10”和“11”，“12”和“13”、“14”和“15”、“16”和“17”、“18”和“19”，用双踪示波器分别测量V VT1。GS和V VT2。GS以及V VT3。GS和V VT4。GS的死区时间。
注意，测试完毕后，需拆掉“7”和“8”以及“10”和“11”的连线。
3．开环系统调试
（1）速度反馈系数的调试
断开主电源，并逆时针调节调压器旋钮到底，断开“9”、“10”所接的电阻，接入直流电动机M03，电机加上励磁。
S4开关扳向上，同时逆时针调节RP3电位器到底，合上主电源，调节交流电压输出至220V 左右。调节RP3电位器使电机转速逐渐升高，并达到1400r／min，调节FBS的反馈电位器RP，使速度反馈电压为2V。
注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同。
（2）系统开环机械特性测定
参照速度反馈系数调试的方法，使电机转速达1400r/min，改变测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻R d），在空载至额定负载范围内测取7—8个点，记录相应的转速n和转矩M（或直流发电机电流i d）
1.SG3525性能测试测试
示波器观察25端电压波形，开通时，T=，V=；关断时，T=，V=。
S5开关打向给定，30端输出波形，开通时，最大占空比，最小0；关断时最大，最小0。2.控制电路测试
逻辑延时时间td=，VT1\VT2死区时间，VT3\VT4死区时间。
3.开环系统调试
系统开环机械特性测定
正给定
负给定
4．闭环系统调试
将ASR,ACR均接成PI调节器接入系统，形成双闭环不可逆系统。
按图6—11接线
（1）速度调节器的调试
（a）反馈电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小；
（b）“5”、“6”端接入MEL—11电容器，预置5～7μF；
（c）调节RP1、RP2使输出限幅为±2V。
（2）电流调节器的调试
（a）反馈电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小；
（b）“5”、“6”端接入MEL—11电容器，预置5～7μF；
（c）S5开关打向“给定”，S4开关扳向上，调节MCL-10的RP3电位器，使ACR输出正饱和，调整ACR的正限幅电位器RP1，用示波器观察“30”的脉冲，不可移出范围。
S5开关打向“给定”，S4开关打向下至“负给定”，调节MCL-10的RP4电位器，使ACR 输出负饱和，调整ACR的负限幅电位器RP2，用示波器观察“30”的脉冲，不可移出范围。
4.系统静特性测试,
机械特性正给定
负给定
闭环控制特性
正给定
负给定
思考题
1.为了防坠上下桥臂直通，有人把上下桥臂驱动信号死区时间调的很大，这样做行不行，
为什么你认为死区时间长短由哪些参数决定
答：不行，死区长会影响输出波形失真，谐波成分增多。死区时间长短与功率管自身的开通、关断时间以及对输出波形要求有关
2.与采用晶闸管的移相控制直流调速系统相对比，试归纳采用自关断器件的脉宽调速系统
优点。
答：1.功率因素高，谐波污染小；2.主电路结构简单；3开关频率高，频带宽，响应速度和稳速精度好，电枢电流容易连续；4调速范围宽
实验心得与体会：
通过本次实验，我们学习了掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数整定。
还学习了死区时间的调节长短对输出波形的影响。以及不同晶闸管和器件之间的区别等。对双闭环脉宽调速系统的原理图有了更形象的理解，只要做到了理论联系实际，把课堂上的东西运用到做实验中来。在实验的过程中使理论实践化，提高了我们的动手能力，而且能初步分析实验过程中遇到的问题并解决他们。在做实验的过程中还有一些的不足，但坚信，通过不断的积累才会越来月熟悉。
实验二双闭三相异步电动机调压调速系统
一．实验目的
1．熟悉相位控制交流调压调速系统的组成与工作。
2．了解并熟悉双闭环三相异步电动机调压调速系统原理。
3．了解绕线试异步电动机转子串电阻时在调节定子电压调速似的机械特性。
4．通过测定系统的静特性和动特性进一步了解交流调压系统中电流环和转速环的作用二．实验内容
1．测定绕线试异步电动机转子串电阻时的人为机械特性。
2．测定双闭环交流调压调速系统的静特性。
3.测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。
三．实验设备及仪表
1．教学实验台主控制屏。
2．NMCL—31组件。
3．NMCL—33组件
4．NMEL—03三相可调电阻。
5．NMCL—18组件
6．NMCL—09组件
2．求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。
a．断开ASR的“3”至U ct的连接线，G（给定）直接加至U ct，且Ug调至零，直流电机励磁电源开关闭合。
b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节三相调压器的输出，使U uv、Uvw、Uwu=200V。
注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同。
c．调节给定电压U g，使直流电机空载转速n0=1500转/分，调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载的范围内测取7～8点，读取整流装置输出电压U d，输出电流i d以及被测电动机转速n。
3．带转速负反馈有静差工作的系统静特性
a．断开G（给定）和U ct的连接线，ASR的输出接至U ct，把ASR的“5”、“6”点短接。
b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节U uv，U vw，U wu为200伏。
c．调节给定电压U g至2V，调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n0=1500转/分，调节ASR的调节电容以及反馈电位器RP3，使电机稳定运行。
调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载范围内测取7～8点，读取U d、d
4．测取调速系统在带转速负反馈时的无静差闭环工作的静特性
a．断开ASR的“5”、“6”短接线，“5”、“6”端接MEL—11电容器，可预置7μF，使ASR成为PI（比例—积分）调节器。
b．调节给定电压U g，使电机空载转速n0=1500转/分。在额定至空载范围内测取7～8个点。
四．实验心得
通过本次实验，我们学习了相位控制交流调压调速系统的组成与工作。对双闭环三相异步电动机调压调速系统原理有了一定的了解。了解绕线试异步电动机转子串电阻时在调节定子电压调速似的机械特性。还通过测定系统的静特性和动特性进一步了解交流调压系统中电流环和转速环的作用
实验使我熟悉了相位控制交流调压调速系统的组成与工作；了解并熟悉了双闭环三相异步电动机调压调速系统原理和绕线试异步电动机转子串电阻时在调节定子电压调速似的机械特性；以及通过测定系统的静特性和动特性进一步了解交流调压系统中电流环和转速环的作用。
通过实验还了解了电动机调压调速系统不是想象中的那样简单，只有掌握好其中的知识，才能在将来的工作提高中有基础可以拿出来，收益颇多。
实验三异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统
一．实验目的
1．通过实验掌握异步电动机变压变频调速系统的组成及工作原理。
2．加深理解用单片机通过软件生成SPWM波形的工作原理与特点。以及不同调制方式对系统性能的影响
3．熟悉电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）的工作原理与特点。
4．掌握异步电动机变压变频调速系统的调试方法。
二．实验内容
1．连接有关线路，构成一个实用的异步电动机变频调速系统。
2．过压保护、过流保护环节测试。
3．采用SPWM数字控制时，不同输出频率、不同调制方式（同步、异步、混合调制）时的磁通分量、磁通轨迹、定子电流与电压、IGBT两端电压波形测试。
4．采用电压空间矢量控制时，不同输出频率、不同调制方式时的磁通分量、磁通轨迹、定子电流与电压、IGBT两端电压波形测试。
5．低频补偿特性测试。
三．实验系统组成及工作原理
变频调速系统原理框图如图7—3所示。它由交-直-交电压源型变频器，16位单片机80C196MC所构成的数字控制器，控制键盘与运行指示、磁通测量与保护环节等部分组成。
逆变器功率器件采用智能功率模块IPM（Intel Ligent Power Modules），型号为PM10CSJ060（10A/600V）。IPM是一种由六个高速、低功耗的IGBT，优化的门极驱动和各种保护电路集成为一体的混合电路器件。由于采用了能连续监测电流的有传感功能的IGBT芯片，从而实现高效的过流和短路保护，同时IPM还集成了欠压锁定和过流保护电路。该器件的使用，使变频系统硬件简单紧凑，并提高了系统的可靠性。
数字控制器采用Intel公司专为电机高速控制而设计的通用性16位单片机80C196MC。它由一个C196核心、一个三相波形发生器以及其它片内外设构成。其它片内外设中包含有定时器、A/D转换器、脉宽调制单元与事件处理阵列等。
在实验系统中80C196MC的硬件资源分配如下：
1．P3、P4口：用于构成外部程序存储器的16 bit 数据和地址总线。
2．WG1～WG3和WG1～WG3：用于输出三相PWM波形，控制构成逆变器的IPM。
3．EXTINT：用于过流、过压保护。
4．通过接于A/D转换器输入端ACH2和ACH1设之输入频率和改变u/f（低频补偿）。
5．利用P0和P1口的～和～，外接按钮开关，用于起动、停止、故障复位两种调制方法，三种调制模式的选择。
6．利用P2、P5、P6口的～，与，，外接指示灯，用于指示系统所处状态。
7．磁通观测器用于电机气隙磁通测量。其前半部分为3/2变换电路，将三相电压V A、V B、V C从三相静止坐标系A、B、C变换到二相静止坐标系α、β上，成为Vα、Vβ。电路的后半部分则分别对Vα、Vβ积分。在忽略定子漏磁和定子电阻压降的前提下，两个积分器的输出分别是二相静止坐标系中电机气隙磁通在α、β轴上的分量φα与φβ；它们的波形形状相似，相位差90°。将两个积分的输出分别接入示波器的X轴输入和Y轴输入，即可得到电机气隙磁通的圆形轨迹。
四．实验设备和仪器
1．MCL—ⅠI型电机控制教学实验台
2．MCL—09变频调速系统组件
3．电机导轨及测速发电机
4．慢扫描示波器
5．双踪示波器
五．实验方法
按图7—4连接线路，经检查无误后，合上电源，实验系统缺省设置为SPWM控制，同步调制方式，对应指示灯亮。若指示灯与上述不符，可按复位按钮，使系统处于上述缺省状态，此时系统即可进行实验。若系统采用SPWM控制并工作在同步调制方式，即可按起动按钮，电动机即可起动，起动后可调节频率设定电位器，即可改变电动机转速。
在电动机运行中，如按了空间矢量、异步调制，混合调制等按钮，系统将不会响应，必须先按停止按钮，使电动机停止运行，才能转到空间矢量控制以及其它调制方式。
低频补偿电位器在电机运行时，可按需要任意调节。
系统出现故障停机时，可在拆除故障条件下，按故障复位按钮，使红色故障指示灯灭，系统即可按要求继续运行。
1．过压与过流保护环节测试。（这时只需合上控制电源，主回路电源不加。）
（1）断开过压保护检测线，红色故障指示灯发亮，同时微机输出驱动脉冲被封锁，表示过压保护环节工作正常。测试完毕后，按一下故障复位按钮，故障指示灯灭。
（2）断开过流检测线，红色故障指示灯发亮，同时驱动脉冲被封锁，表示过流保护环节工作正常。测试完毕后，按一下复位按钮，故障指示灯灭。
2．采用SPWM控制，分别在输出频率为50Hz、30Hz条件下，测量与描绘不同调制方式时的电机气隙磁通分量、电机气隙磁通轨迹、定子电流、IGBT两端波形（输出U、V、W 与N端之间）与定子端电压等波形，以及观察电机运行的平稳与噪声大小。
（1）同步调制：系统设定的载波比N=12。
（2）异步调制：系统设定的载波频率f t=600Hz。
（3）混合调制：分三段执行。第一段0Hz～，载波比N1=100；第二段 Hz～25 Hz，载波比N2=80；第三段，25 Hz～50 Hz，载波比N3=60。
当在低频2Hz时，若电机无法转动时，可调节低频补偿电位器（顺时针旋转时，低频补偿电压增大），直到电动机能旋转时止。
3．采用电压空间矢量控制
实验条件及观察与描绘的波形同方法2。
4．低频补偿性能测试
低频时定子压降的补偿度可通过电位器连续调节，在输出频率为1～2Hz时，调节补偿度直到电动机能均匀旋转时止，同时观察与记录直流母线电流的变化。
六．实验结果及分析
SPWM控制，同步调制 SPWM控制，异步调制
SPWM控制，混合步调制空间矢量控制，同步调制
空间矢量控制，异步调制空间矢量控制，混合调制
低频补偿性能测试：电机不转动时初始电流为，频率为，我们调节补偿度直到电动机能均匀旋转时止，电流上升为。
实验心得：
通过本次实验，我们学习了异步电动机变压变频调速系统的组成及工作原理。对用单片机通过软件生成SPWM波形的工作原理与特点有了更深刻的理解。对不同调制方式对系统性能的影响有了更好的认识更加熟悉电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）的工作原理与特点。．掌握异步电动机变压变频调速系统的调试方法。
此次实验涉及到晶闸管，磁通轨迹，输出频率等，变频调速系统，数字控制器等一系列的知识，把以前用到的知识再拿回来用。以前的书本知识有很好的帮助。根据实验得到的数据，进行对保护功能的研讨和分析，是有助于提高本门学科的知识掌握水平，以及自己的分析能力。
实验四晶闸管直流调速系统开环机械特性测试
一．实验目的
1．熟悉晶闸管直流调速系统组成及各主要单元部件的原理。
2．掌握晶闸管可控整流电路和触发电路的调试方法。
3．掌握直流电动机机械特性的测试方法
二．实验内容
1．触发电路触发脉冲的测试
2．触发电路初始相位a0的调试
3．三相桥式全控整流电路的调试
4．晶闸管主电路输出波形的测试
5．直流电动机开环机械特性曲线的测试
三．实验系统组成及工作原理
1）主电路：三相电源，晶闸管桥式是可控整流调速装置，平波电抗器、电动机-发电机组，可调电阻负载等组成。
2）控制电路：据赤膊触发电路
四．实验设备及仪器
1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2． MCL—31组件
3．MCL—33组件
4．MEL-11挂箱
5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。
6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件。
7．直流电动机M03。
8．双踪示波器。
五．注意事项
1．直流电动机启动前必须先加上励磁
2．测取静特性时，必须注意主电路电流不许超过直流电动机的额定电流。
3．不允许突加给定信号Ug启动电动机
4．起动电机时，需把负载电阻RP1阻值调到最大，以免带负载起动。
5．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。
6．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。
六. 实验方法
1．触发电路的测试。
（1）用示波器观察双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲
（2）偏移电压的调整
在Ug=0的情况下，用示波器测量同步电压观察孔的同步电压波形和脉冲波形的相
位关系，调节偏移电压电位器，使脉冲初始相位a0=150°
2．三相桥式全控整流电路的测试
在Ug=0的情况下，闭合交流侧回路电源和电动机励磁电源，电动机处于静止状态，调节Ug由0逐渐增大，直流电动机启动升速，当n=1000转/分左右时，用示波器测量直流电动机电枢两端或整流电路输出端电压波形，在360°中应有六个整流波头，必须间隔相等，波形稳定
3.测定直流电动机特性
1）控制特性
改变Ug的大小，记录直流电动机电枢电压Ua和对应的控制电压Ug
Ua (V)63123157171180186
Ug (V)123456
2)．开环机械特性
反复调节Ug和直流发电机负载，使n0=1000r/min，I=,Ug保持恒定，逐渐减小发电机负载转速升高，记录直流电级转速n和电枢电流Ia的值，共5-7点
n(r/min)10001020104810701090
I(A)
七．实验心得
通过本次实验，我们学习了晶闸管直流调速系统组成及各主要单元部件的原理。对晶闸管可控整流电路和触发电路的调试方法有了较好的掌握。对直流电动机机械特性的测试方法也有了更好的认识。
此次实验中我们涉猎了可控整流调速装置，平波电抗器的使用，电动机发电机配套系
实验一 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 一、实验目的 (1)掌握各种电力电子器件的工作特性。 (2)掌握各器件对触发信号的要求。 二、实验所需挂件及附件 序 型号备注 号 1DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2DJK06 给定及实验器件该挂件包含“二极管”等几个模块。 3DJK07 新器件特性实验 DJK09 单相调压与可调负 4 载 5万用表自备 将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载电阻R 串联后接至直流电源的两端，由DJK06上的给定为新器件提供触发电压信号，给定电压从零开始调节，直至器件触发导通，从而可测得在上述过程中器件的V/A特性；图中的电阻R用DJK09 上的可调电阻负载，将两个90Ω的电阻接成串联形式，最大可通过电流为1.3A；直流电压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得，五种电力电子器件均在DJK07挂箱上；直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器，然后调压器输出接DJK09上整流及滤波电路，从而得到一个输出可以由调压器调节的直流电压源。 实验线路的具体接线如下图所示： 四、实验内容 (1)晶闸管（SCR）特性实验。
(3)功率场效应管（MOSFET）特性实验。
(5)绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。 五、实验方法 (1)按图3-26接线，首先将晶闸管（SCR）接入主电路，在实验开始时，将DJK06上的给定电位器RP1沿逆时针旋到底，S1拨到“正给定”侧，S2拨到“给定”侧，单相调压器逆时针调到底，DJK09上的可调电阻调到阻值为最大的位置；打开DJK06的电源开关，按下控制屏上的“启动”按钮，然后缓慢调节调压器，同时监视电压表的读数，当直流电压升到40V时，停止调节单相调压器(在以后的其他实验中，均不用调节)；调节给定电位器RP1，逐步增加给定电压，监视电压表、电流表的读数，当电压表指示接近零（表示管子完全导通），停止调节，记录给定电压U
电气11级 《信号与控制综合实验》课程 电力电子部分实验报告 姓名学专业班 同组学号专业班号 同组者 实验评分表
基本实验实验编号名称/内容实验分值评分 PWM信号的生成和PWM控制的实现 DC/DC PWM升压降压变换电路性能的研究 三相桥式相控整流电路性能的研究 DC/AC单相桥式SPWM逆变电路性能的研 究 设计性实验实验名称/内容实验分值评分 实验三十九信号的调制—SPWM信号 的产生与实现 教师评价意见总分 目录
实验二十八 PWM信号的生成和PWM控制的现 (4) 实验二十九 DC/DC—PWM升压、降压变换电路性能研究 (11) 实验三十三相桥式相控整流电路性能研究 (14) 实验三十一DC/AC单相桥式SPWM逆变电路性能研究 (23) 实验三十九信号的调制—SPWM信号的产生与实现 (32) 实验心得 (40)
实验二十八 PWM信号的生成和PWM控制的实现 一．实验目的 分析并验证基于集成PWM控制芯片TL494的PWM控制电路的基本功能，从而掌握PWM 控制芯片的工作原理和外围电路设计方法。 二．实验原理 PWM控制的基本原理：将宽度变化而频率不变的的脉冲作为电力电子变换器电路中的开关管驱动信号，控制开关管的适时、适式的通断；而脉冲宽度的变化与变换器的输出反馈有着密切的联系，当输出变化时，通过输出反馈调节开关管脉冲驱动信号，调节驱动脉冲的宽度，进而改变开关管在每个周期中的导通时间，以此来抵消输出电压的变化，从而满足电能变换的需要。 本实验中采用实验室中已有的PWM控制芯片TL494来完成实验，当然在进行具体的PWM控制之前，我们必须要详细的了解和认识该控制芯片的工作原理和方式，如何输出？输出地双路信号存在怎样的关系？参考信号是如何形成的？反馈信号是如何加载到控制芯片上，同时又是如何以此反馈信号来完成输出反馈的？另外我们也必须了解和认识到对不同开关管进行驱动时，为保证开关管的完全可关断，保证电路的正常可靠工作，死区时间的控制方式。最后我们也要了解为防止电力电子变换器在突然启动时，若开放较宽脉冲而带来的较大冲击电流的影响（和会给整个电路带来许多不利影响），控制芯片要采用“软启动”的方式，这也是本实验中认识的一个重点。 三．实验内容 （1）考察开关频率为20kHz，单路输出时，集成电路的软启动功能。 （2）考察开关频率为20kHz，单路输出时，集成电路的反馈电压Vf对输出脉宽的影响。（3）考察开关频率为20kHz，单路输出时，集成电路的反馈电流If对输出脉宽的影响。（4）考察开关频率为20kHz，单路输出时，集成电路的保护封锁功能 （5）考察开关频率为20kHz，单路输出时，集成电路死区电压对输出脉宽的影响。 四．实验步骤 本实验采用单路输出，将端口13接地。 1．PWM脉宽调节：软启动后，在V1端口施加电压作为反馈信号Vf，给定信号Vg=2.5v，改变V1端口电压大小，即可改变V3,从而改变输出信号的脉宽。V3越大，K越大，C=J+K越大，脉宽越小；反之脉宽越大。记录不同V1下的输出波形并与预计实验结果比较。 2．软启动波形：为防止变换器启动时较大的冲击电流，控制芯片TL494和其他控制芯片相似也采用了软启动。在启动时，为防止变换器冲击电流的出现，驱动脉宽应从零开始增大，逐渐变宽到工作所需宽度。本实验中此功能由脉冲封锁端口电位的逐渐开放来实现，电位又打逐渐变小，便可实现软启动。为对控制芯片的该控制过程有更明确和清晰的认识，我们可以观察芯片启动过程中“启动和保护端口4”（TP3）的电压波形变化并与实验前预测进行比较。
实验一锯齿波同步移相触发电路实验 一、实验目的 (1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见1-3节和电力电子技术教材中的相关内容。 四、实验内容 (1)锯齿波同步移相触发电路的调试。 (2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求 (1)阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相 触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。 六、思考题 (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的移相范围与哪些参数有关? (3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大? 七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 ①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 ②观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 ③调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 ④观察“3”～“6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比较“3”点电压U3和“6”点电压U6的对应关系。 (2)调节触发脉冲的移相范围
电力电子实验报告 学院名称：信息科学与工程学院 指导老师： 专业班级：电气0802班 学生姓名： 学号：
目录 实验1-1 三相脉冲移相触发电路------------------------3 一、实验目的-------------------------------------------------------3 二、实验内容---------------------------------------------------- --3 三、实验电路原理------------------------------------------------3 四、实验设备------------------------------------------------------4 五、实验步骤和方法---------------------------------------------4 实验1-2 三相桥式整流电路的研究---------------------5 一、实验目的------------------------------------------------------5 二、实验内容------------------------------------------------------5 三、实验设备------------------------------------------------------5 四、实验步骤和方法---------------------------------------------5 五、注意事项------------------------------------------------------9 六、实验原理------------------------------------------------------9 七、实验结果------------------------------------------------------10 实验1-3 三相桥式变流电路反电动势负载的研究-11 一、实验目的------------------------------------------------------11 二、实验内容------------------------------------------------------11 三、实验设备------------------------------------------------------11 四、实验步骤和方法---------------------------------------------11 五、实验结果------------------------------------------------------13 实验1-4 单相交流调压电路----------------------------14 一、实验目的------------------------------------------------------14 二、实验内容------------------------------------------------------14 三、实验设备------------------------------------------------------14 四、实验步骤和方法---------------------------------------------14 五、实验原理------------------------------------------------------16 六、实验结果------------------------------------------------------16 实验心得-----------------------------------------------------18
《电力拖动自动控制系统》参考答案： 第一章 一、填空题： 1.答案：静止可控整流器直流斩波器 2.答案：调速围静差率. 3.答案：恒转矩、恒功率 4.答案：脉冲宽度调制 二、判断题： 答案：1.×、2. √、 三、问答题： 1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩T L的关系。1.阻转矩负载特性； 2.位转矩负载特性； 3.转矩随转速变化而改变的负载特性，通风机型、恒功率、转矩与转速成比例； 4.转矩随位置变化的负载特性。 2.答案：放大器的放大系数K p，供电电网电压，参数变化时系统有调节作用。电压负反馈系统实际上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数变化时有调节作用。 3.答案：U d减少，转速n不变、U d增加。 4.答案：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速围。当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作转差率。静态速降值一定，如果对静差率要求越严，值越小时，允许的调速围就越小。 5.答案：反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。系统能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。但完全服从给定作用。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。可见，测速发电机的励磁量发生变化时，系统无能为力。 6.答案：采用比例积分调节器的闭环调速系统是无静差调速系统。积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，原因是积分调节器的输出包含了输入偏差量的全部历史。可以实现无静差调速。 四、计算题： 1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满足调速要求所允许的稳态速降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数：41.54 2.答案：42.5N?M， 3.41N?M 3.答案：T=62.92N?M，n=920r/min，cosФ=0.78 4.答案：α=0。时n0=2119r/min, α=30。时n0=1824r/min，α=31.1。，cosФ=0.82，s=0.0395。 5.答案：D=4.44，s=0.048，Δn=5.3r/min。 6.答案：系统允许的稳态速降：3.06r/min，开环放大系数：31.7 7.答案：系统的开环放大系数从4.7变为17.9 8.答案：s=0.86，Δn cl=5.56r/min，K p=27.8，α=0.0067V?min/r。 9.答案：调速围D=10，允许静差率s=10%。 10.答案：允许的静态速降Δn cl=3.06r/min，闭环系统的开环放大系数K=31.7。 第二章 一、填空题： 1.跟随抗扰环ACR 外环ASR 2.典型Ⅰ型典型Ⅱ型
实验一 DC-DC 变换电路的性能研究 一、实验目的 熟悉Matlab 的仿真实验环境，熟悉Buck 电路、Boost 电路、Cuk 电路及单端反激变换（Flyback ）电路的工作原理，掌握这几种种基本DC-DC 变换电路的工作状态及波形情况，初步了解闭环控制技术在电力电子变换电路中的应用。 二、实验内容 1．Buck 变换电路的建模，波形观察及相关电压测试 2．Boost 变换电路的建模，波形观察及相关电压测试； 3．Cuk 电路的建模，波形观察及电压测试； 4．单端反激变换（Flyback ）电路的建模，波形观察及电压测试，简单闭环控制原理研究。 （一）Buck 变换电路实验 （1）电感电容的计算过程： V V 500=，电流连续时，D=0.4； 临界负载电流为I= 20 50 =2.5A ； 保证电感电流连续：)1(20D I f V L s -?= =5 .210002024.0-150????） （=0.375mH 纹波电压 0.2%= s s f LCf D V ?8-10） （，在由电感值0.375mH ，算出C=31.25uF 。 （2）仿真模型如下： 在20KHz 工作频率下的波形如下：
示波器显示的六个波形依次为：MOSFET的门极电压、流过电阻两端的电流、电感电流、输出电压、MOSFET电流及续流二极管电流的波形。 在50KHz工作频率下的波形如下： 示波器显示的六个波形一次为：MOSFET的门极电压、流过电阻两端的电流、电感电流、输出电压、MOSFET电流及续流二极管电流的波形； 建立仿真模型如下：
（3）输出电压的平均值显示在仿真图上，分别为49.85,49.33； （4）提高开关频率，临界负载电流变小，电感电流更容易连续，输出电压的脉动减小，使得输出波形应更稳定。 （二）Boost 变换电路实验 （1）电感电容的计算过程： 升压比M= S V V 0=D -11,0V =15V,S V =6V,解得D=60%； 纹波电压0.2%=s c f f D ? ，c f RC 1=,s f =40KHz,求得L=12uH,C=750uf 。 建立仿真模型如下：
电力电子实验报告
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
实验一SCR（单向和双向）特性与触发实验 一、实验目的 1、了解晶闸管的基本特性。 2、熟悉晶闸管的触发与吸收电路。 二、实验内容 1、晶闸管的导通与关断条件的验证。 2、晶闸管的触发与吸收电路。 三、实验设备与仪器 1、典型器件及驱动挂箱（DSE01）—DE01单元 2、触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT02单元 3、触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT03单元（也可用DG01取代） 4、电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01）或“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”—DP01单元 5、逆变变压器配件挂箱（DSM08）—电阻负载单元 6、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器 四、实验电路的组成及实验操作 图1-1 晶闸管及其驱动电路
1、晶闸管的导通与关断条件的验证： 晶闸管电路面板布置见图1-1，实验单元提供了一个脉冲变压器作为脉冲隔离及功率驱动，脉冲变压器的二次侧有相同的两组输出，使用时可以任选其一；单元中还提供了一个单向晶闸管和一个双向晶闸管供实验时测试，此外还有一个阻容吸收电路，作为实验附件。打开系统总电源，将系统工作模式设置为“高级应用”。将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为220V；将“DT03”单元的钮子开关“S1”拨向上，用导线连接模拟给定输出端子“K”和信号地与“DE01”单元的晶闸管T1的门极和阴极；取主电源“DSM00”单元的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的交流输入端子“U”和“L01”，交流主电源输出端“AC15V”和“O”分别接至整流桥输入端“AC1”和“AC2”，整流桥输出接滤波电容（“DC+”、“DC-”端分别接“C1”、“C2”端）；“DP01”单元直流主电源输出正端“DC+”接“DSM08”单元R1的一端，R1的另一端接“DE01”单元单向可控硅T1的阳极，T1的阴极接“DP01”单元直流主电源输出负端“DC-”。闭合控制电路及挂箱上的电源开关，调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点输出电压为“0V”；闭合主电路，用示波器观测T1两端电压；调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点电压升高，监测T1的端电压情况，记录使T1由截止变为开通的门极电压值，它正比于通入T1门极的电流I G；T1导通后，反向改变“RP2”使“K”点电压缓慢变回“0V”，同时监测T1的端电压情况。断开主电路、挂箱电源、控制电路。将加在晶闸管和电阻上的主电源换成交流电源，即“AC15V”直接接“R1”一端，T1的阴极直接接“O”；依次闭合控制电路、挂箱电源、主电路。调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点电压升高，监测T1的端电压情况；T1导通后，反向改变“RP2”使“K”点电压缓慢变回“0V”，同时监测并记录T1的端电压情况。通过实验结果，参考教材相关章节的内容，分析晶闸管的导通与关断条件。实验完毕，依次断开主电路、挂箱电源、控制电路。 2、晶闸管的触发与吸收电路： 将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为220V；用导线连接“DT02”单元输出端子“OUT11”和“OUT12”与“DE01”单元的脉冲变压器输入端“IN1”和“IN2”；取主电源的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的交流输入端子“U”和“L01”；“DP01”单元的同步信号输出端“A”和“B”连接到锯齿波移相触发电路的同步信号输入端“A”和“B”；将“DE01”的脉冲变压器输出“g1”和“k1”分别接至单向
河南安阳职业技术学院机电工程系电子实验实训室（2011.9编制） 目录 实验报告一晶闸管的控制特性及作为开关的应用 (1) 实验报告二单结晶体管触发电路 (3) 实验报告三晶闸管单相半控桥式整流电路的调试与分析（电阻负载） (6) 实验报告四晶闸管单相半控桥式整流电路的研究（感性、反电势负载） (8) 实验报告五直流-直流集成电压变换电路的应用与调试 (10)
实验报告一晶闸管的控制特性及作为开关的应用 一、实训目的 1．掌握晶闸管半控型的控制特点。 2．学会晶闸管作为固体开关在路灯自动控制中的应用。 二、晶闸管工作原理和实训电路 1．晶闸管工作原理 晶闸管的控制特性是：在晶闸管的阳极和阴极之间加上一个正向电压（阳极为高电位）；在门极与阴极之间再加上一定的电压（称为触发电压），通以一定的电流（称为门极触发电流，这通常由触发电路发给一个触发脉冲来实现），则阳极与阴极间在电压的作用下便会导通。当晶闸管导通后，即使触发脉冲消失，晶闸管仍将继续导通而不会自行关断，只能靠加在阳极和阴极间的电压接近于零，通过的电流小到一定的数值（称为维持电流）以下，晶闸管才会关断，因此晶闸管是一种半控型电力电子元件。 2．晶闸管控制特性测试的实训电路 图1.1晶闸管控制特性测试电路 3．晶闸管作为固体开关在路灯自动控制电路中的应用电路 图1.2路灯自动控制电路 三、实训设备（略，看实验指导书）
四、实训内容与实训步骤（略，看实验指导书） 五、实训报告要求 1．根据对图1.1所示电路测试的结果，写出晶闸管的控制特点。记录BT151晶闸管导通所需的触发电压U G、触发电流I G及导通时的管压降U AK。 2．简述路灯自动控制电路的工作原理。
第2章 三、思考题 2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？ 答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。 2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？ 答：脉动直流电压。 2=4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能？ 答：直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc 通常为kHz 级，而 f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？ 答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。 2-6 直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？ 答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。 2-7 直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？ 答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。2=8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？ 答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。 2-9 在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？ 答：负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时，电机转速会较增加之前降低。 2-10 静差率和调速范围有何关系？静差率和机械特性硬度是一回事吗？举个例子。 答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的，）而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。 2-11 调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系？为什么必须同时提才有意义？ 答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。因为若只考虑减小最小静差率，则在一定静态速降下，允许） 允许的最小转差率又大得不能满足要求。因此必须同时提才有意义。 2=12 转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如
实验题目：MPD-15实验设备《电力电子技术》班级：自动化1405 姓名：KZY 学号：0901140450X 指导老师：XXX
实验一、三相脉冲移相触发电路 1.实验目的：熟悉了解集成触发电路的工作原理、双脉冲形成过程及掌握集成触发电路的 应用。 2.实验内容：集成触发电路的调试及各点波形的观察与分析。 3.实验设备：YB4320A型双线示波器一台；万用表一块；MPD-15实验设备中“模拟量可逆 调速系统”控制大板中的“脉冲触发单元”。 4.实验接线：见图1 图1 该实验接好三根线：即SZ与SZ1，GZ与GND，U GD与U CT连接好就行了。 5.实验步骤： （1）将实验台左下方的三相电源总开关QF1合上；（其它开关和按钮不要动） （2）将模拟挂箱上左边的电源开关拨至“通”位置，此时控制箱便接入了工作电源和三相交流同步电源U sa U sb U sc (注：U sa U sb U sc 与主回路电压：U A16 U B16 U C16相位一致)。 （3）将模拟挂箱上正组脉冲开关拨至“通”位置，此时正组脉冲便接至了正组晶闸管。 （4）用示波器观察U sa U sb U sc孔的相序是否正确，相位是否依次相差120°（注：用示波器的公共端接GND孔，其它两信号探头分别依次检查三个同步信号）。 （5）触发器锯齿波斜率的整定 （6）触发器相位特性整定：
实验二三相桥式整流电路的研究 一、实验目的 1、熟悉三相桥式整流电路的组成、研究及其工作原理。 2、研究该电路在不同负载（R、R+L、R+L+VDR）下的工作情况，波形及其特性。 3、掌握晶体管整流电路的试验方法。 二、实验设备 1、YB4320A型双线示波器一台 2、万用表一块 3、模拟量挂箱一个 4、MPD-08试验台主回路 三、实验接线 1、先断开三相电源总开关QF1； 2、触发器单元接线维持实验一线路不变； 3、主回路接线按图5进行。 A N0 图5 三相桥式整流电路（虚线部分用导线接好） 四、实验步骤（注意：根据表1中 所对应的Uct数据来调节Uct大小）
电力电子仿真实验 实验报告 院系：电气与电子工程学院 班级：电气1309班 学号： 1131540517 学生姓名：王睿哲 指导教师：姚蜀军 成绩： 日期：2017年 1月2日
目录 实验一晶闸管仿真实验 (3) 实验二三相桥式全控整流电路仿真实验 (6) 实验三电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验 (18) 实验四单相交-直-交变频电路仿真实验 (25) 实验五VSC轻型直流输电系统仿真实验 (33)
实验一晶闸管仿真实验 实验目的 掌握晶闸管仿真模型模块各参数的含义。 理解晶闸管的特性。 实验设备：MATLAB/Simulink/PSB 实验原理 晶闸管测试电路如图1-1所示。u2为电源电压，ud为负载电压，id为负载电流，uVT 为晶闸管阳极与阴极间电压。 图1-1 晶闸管测试电路 实验内容 启动Matlab，建立如图1-2所示的晶闸管测试电路结构模型图。
图1-2 带电阻性负载的晶闸管仿真测试模型 双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图1-3、1-4、1-5所示。 图1-3 交流电压源模块参数
图1-4 晶闸管模块参数 图1-5 脉冲发生器模块参数 固定时间间隔脉冲发生器的振幅设置为5V，周期与电源电压一致，为0.02s（即频率为50Hz），脉冲宽度为2（即7.2o），初始相位（即控制角）设置为0.0025s（即45o）。 串联RLC分支模块Series RLC Branch与并联RLC分支模块Parallel RLC Branch的参数设置方法如表1-1所示。 元件串联RLC分支并联RLC分支 类别电阻数值电感数值电容数值电阻数值电感数值电容数值单个电阻R0inf R inf0 单个电感0L inf inf L0 单个电容00C inf inf C
三相桥式全控整流电路实 验报告 Prepared on 24 November 2020
实验三三相桥式全控整流电路实验 一．实验目的 1．熟悉MCL-18, MCL-33组件。 2．熟悉三相桥式全控整流电路的接线及工作原理。 二．实验内容 1．MCL-18的调试 2．三相桥式全控整流电路 3．观察整流状态下，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3-12所示。主电路由三相全控整流电路组成。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—Ⅱ型电机控制教学实验台主控制屏。 2．MCL-18组件 3．MCL-33组件 4．MEL-03可调电阻器（900） 6．二踪示波器 7．万用表 五．实验方法 1．按图3-12接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。 （1）打开MCL-18电源开关，给定电压有电压显示。
（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）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Ublf 接地（当三相桥式全控整流电路使用I 组桥晶闸管VT1~VT6时），将I 组桥式触发脉冲的六个琴键开关均拨到“接通”， 琴键开关不按下为导通。 （4）将给定输出Ug 接至MCL-33面板的Uct 端，在Uct=0时，调节偏移电压Ub ，使=90o 。(注：把示波器探头接到三相桥式整流输出端即U d 波形, 探头地线接到晶闸管阳极。) 2．三相桥式全控整流电路 （1） 电阻性负载 按图接线，将Rd 调至最大450 (900并联)。 三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压U uv 、U vw 、U wu ，从0V 调至70V(指相电压)。调节Uct ，使 在30o ~90o 范围内变化，用示波器观察记录=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。 30° 60° 90° 3．电感性负载 按图线路，将电感线圈(700mH)串入负载，Rd 调至最大(450)。 调节Uct ，使 在30o ~90o 范围内变化，用示波器观察记录=30 O 、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。 30° 60° 90°
南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：一、实验项目名称：锯齿波同步移相触发电路实验
接于“7”端。注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。 观察“3”~“5”孔波形及输出电压U G1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。 3．调节脉冲移相范围 将MCL—18的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调RP），使α=180O，其波形如图4-4所示。 调节MCL—18的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，α=180O，Uct=Umax时，α=30O，以满足移相范围α=30O~180O的要求。 4．调节Uct，使α=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压U G1K1，U G2K2的波形，并标出其幅值与宽度。 用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察U G1K1和U G3K3的波形，调节电位器RP3，使U G1K1和U G3K3间隔1800。 七、实验报告 1、观察波形 ⑴、“1”、“2”孔波形
⑵、“3孔波形” ⑶、“4”孔波形
⑸、U G1K1波形
2、调节脉冲移相范围 ⑴U2、U5波形
⑵、U G1K1、U G2K2波形 ⑶、U G1K1、U G3K3波形
电力电子技术实验报告班级： 学号： 姓名： 指导老师：余善恩、孙伟华 实验名称：锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控整流 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
实验一锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控整流一、实验目的 1．加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 2．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。 3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。 4．了解续流二极管的作用。 二、实验内容 1．锯齿波同步触发电路的调试。 2．锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析。 3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。 4．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。 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路主要由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其原理图如图1-1所示。 主电路 (a) (b)锯齿波同步移相触发电路 图1-1 单相半波可控整流电路 由V3、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压U T来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由V1、V2等元件组成的恒流源电路，当V3截止时，恒流源对C2充电形成锯齿波；当V3导通时，电容C2通过R3、V3放电；调节电位器RP1可以调节恒流源的电流大小，改变对电容的充电时间，从而改变了锯齿波的斜率；控制电压U ct、偏移电压U b和锯齿波电压在V5基极综合叠加，从而构成移相控制环节，RP2、RP3分别调节控制电压U ct和偏移电压U b的大小；V6、V7构成脉冲形成放大环节，C5为强触发电容用于改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉冲。
电力电子实验报告 学院名称电气信息学院 专业班级电气自动化03班 学号 学生姓名 指导教师
实验一电力晶体管(GTR)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 二．实验内容 1．连接实验线路组成一个实用驱动电路 2．PWM波形发生器频率与占空比测试 3．光耦合器输入、输出延时时间与电流传输比测试 4．贝克箝位电路性能测试 5．过流保护电路性能测试 三．实验线路 四．实验设备和仪器 1．MCL-07电力电子实验箱 2．双踪示波器 3．万用表 4．教学实验台主控制屏 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 （1）开关S1、S2打向“通”，将脉冲占空比调节电位器RP顺时针旋到底，用示波器观察1和2点间的PWM波形，即可测量脉冲宽度、幅度与脉冲周期，并计算出频率f与占空比D 当S2通，RP右旋时：
当S2断，RP右旋时： 当S2通，RP左旋时： 当S2断，RP左旋时： （2）将电位器RP左旋到底，测出f与D。 （3）将开关S2打向“断”，测出这时的f与D。 （4）电位器RP顺时针旋到底，测出这时的f与D。 （5）将S2打在“断”位置，然后调节RP，使占空比D=0.2左右。 3．光耦合器特性测试 （1）输入电阻为R1=1.6K 时的开门，关门延时时间测试 a．将GTR单元的输入“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单元的“3”与“5”，“9”与“7”及“6”与“11”，即按照以下表格的说明连线。
电力电子技术实验报告姓名 教师 班级 学院
实验一 、电力晶体管(GTR)特性研究 1 ?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 2. 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. 不同负载时的GTF开关特性测试。 2. 不同基极电流时的开关特性测试。 3. 有与没有基极反压时的开关过程比较 4. 并联冲电路性能测试。 5. 串联冲电路性能测试。 6. 二极管的反向恢复特性测试。 三.实验线路 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 2. 双踪示波器 3. 万用表 4. 教学实验台主控制屏
五.实验方法 1 ?不同负载时GTR开关特性测试 （1）电阻负载时的开关特性测试 GTF单元的开关S1合向“ ”，将GTF单元的输入“ 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GTF单元的“3”与“ 5”，“9”与“ 7”，“ 15”、“ 16” 与“ 19”，“29”与“21”，以及GTF单元的“ 8”、“ 11”、“ 18” 与主回路的“ 4”， GTF单元的“22”与主回路的“1”，即按照以下表格的说明连线。 用示波器观察，基极驱动信号ib （“19”与“18”之间）及集电极电流ic （“21”与“18” 之间）波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf。 t on= 1.8 us ，t s= 1.8 us ，t f= 1.2 us （2）电阻、电感性负载时的开关特性测试 除了将主回器部分由电阻负载改为电阻、电感性负载以外（即将“ 1”与“22”断开而将“ 2” 与“22”相连），其余接线与测试方法同上。 t on= 2.1 us，t s=10.0 us，t f= 2.5 us 2.不同基极电流时的开关特性测试 （1）基极电流较小时的开关过程 断开GTR单元“16”与“19”的连接，将基极回路的“ 15”与“19”相连，主回路的“ 1” 与GTR单元的“22”相连，其余接线同上，测量并记录基极驱动信号ib （“19”与“18”之间）及集电极电流ic （“21”与“18”之间）波形，记录开通时间ton，存贮时间ts、下降时间tf o t on= 1.9 us，t s= 10.3 us，t f=2.0 us （2）基极电流较大时的开关过程 将GTR单元的“ 15”与“19”的连线断开，再将“14”与“19”相连，其余接线与测试方法同上。 t on= 1.7 us，t s= 10.9 us，t f= 2.2 us 1. 绘出电阻负载与电阻、电感负载时的G TR ff关波形，并在图上标出ton、tS与tf，并分析 不同负载时开关波形的差异。 电阻负载
习题解答（供参考） 习题二 2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：10000.02(100.98) 2.04(1) n n s n rpm D s ?= =??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 。 2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ?=，且在不同转速下额定速降 不 变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ 解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?= 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V?min/r,求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ?为多少？
（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？ （3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ?又为多少? 解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ?=?=?= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =?=+= (3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ?=-=??= 2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压* 8.8u U V =、比例调节器 放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。求：（1）输出电压d U ；（2）若把反馈线断开，d U 为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）若把反馈 系数减至γ=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压*u U 应为多少？ 解：（1）*(1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=??+??= (2) 8.8215264d U V =??=,开环输出电压是闭环的22倍 (3) *(1)12(12150.35)(215) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=?+???= 2.7 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min ，要求系统的静差率5%s ≤，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min ，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 解： 1）()s n s n D N N -?=1/ 2）()7.31106.3/1001/=-=-??=cl op n n K