电力电子技术实验-国脉信息学院

福建工程学院国脉信息学院 电力电子技术实验

实验一 锯齿波同步移相触发电路和单相桥式半控整流电路

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．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载的工作。 4．掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。

二、实验线路及原理

单相桥式半控整流电路原理图及面板示意图见图1-1。锯齿波同步移相触发电路，见图1-2，主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。

VT1 VT3

VT5 VD4 VD1

VD6 VD3

VD2 VD5

VT4 VT6 VT2

图1-1 单相桥式半控整流电路原理图及面板示意图

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图1-2 锯齿波触发电路图

三、实验设备及仪器

1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33组件 3．NMCL—05E组件 4．MEL—03A组件 5．NMCL—31组件 6．双踪示波器 7．万用表

四、实验内容和方法

1．锯齿波同步触发电路的调试及各点波形观察、分析。

（a）．按图1-1原理图接线，先画出具体的接线图，将NMCL-05E面板上左上角的同步电压输入接NMCL—32的U、V端。经教师检查后方能通电。

（b）．打开NMCL—31面板右上角的低压电源开关（打开之前请将RP1逆时针调到底即Uct=0），再合上主电路电源开关。用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。

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UG1K1的波形，调整NMCL-05E面板上的电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶。

（c）．调节脉冲移相范围

将NMCL—31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（即逆时针调NMCL—05E面板上的电位器RP2），使?≈150O。

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调节NMCL—31的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况。

（d）．调节Uct，使?=90O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压UG1K1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UG1K1和UG3K3的波形，调节NMCL—05E面板上的电位器RP3，使UG1K1和UG3K3间隔1800。

2．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载：

按图1-1原理图，将锯齿波触发电路的脉冲输出G1、K1、G3、K3分别接到晶闸管VT1、VT3的门极和阴极。不接VDR续流二极管，并短接平波电抗器L=700mH。调节电阻负载RD（可选择900Ω电阻并联，最大电流为0.8A）至最大为450Ω。经教师检查后方能通电。

（a）NMCL—31的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

合上主电路电源，调节NMCL-31的给定电位器RP1，使α=90°，观察并记录此时整流电路的输出电压ud、输出电流id以及晶闸管端电压uVT1波形。并用万用表测量交流输入电压U2、整流输出电压Ud，验证Ud?0.9U21?cos?（注意万用表的档位选择）。 2若输出电压的波形不对称，可调整锯齿波触发电路（NMCL—05E面板上）中RP3电位器。 （b）采用类似方法，分别观察α=60°、α=30°时的ud、id、uVT1波形，用万用表测量U2、Ud，并记录。 3．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载 （a）接上续流二极管，接上平波电抗器。

NMCL—31的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。

（b）合上主电源，调节Uct，使α=90°，观察并记录ud、id、uVT1波形，用万用表测量U2、Ud，并记录。调节电阻RD，观察id波形如何变化，注意防止过流。

（c）调节Uct，使α分别等于60°、30°时，观察ud、id波形，用万用表测量U2、Ud，并记录。 （d）断开续流二极管，观察ud波形。

突然切断触发电路（即切断某一个触发脉冲），观察ud波形并记录失控现象。若不发生失控现象，可缓慢减小电阻RD，注意防止过流。 α U2（V） 电阻负载 Ud（V） 理论值Ud（V） 阻感负载 Ud（V） 理论值Ud（V） 30° 60° 90° 五、注意事项

1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。

2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤： （1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压Uct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大Uct，使整流电路投入工作。

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（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。

（4）晶闸管具有一定的维持电流IH，只有流过晶闸管的电流大于IH，晶闸管才可靠导通。实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA。

（5）断开整流电路时，应先把Uct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。 3．注意示波器的使用。

4．NMCL—33的内部脉冲需断开。

六、实验报告要求

1．整理，描绘锯齿波同步触发电路实验中记录的各点波形（注意横轴位置），并标出幅值与宽度。 2．总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，移相范围的大小与哪些参数有关？

3．绘出单相桥式半控整流电路供电给电阻负载、电阻—电感性负载情况下，当α=30°、60°、90°时的ud、id、uVT1等波形图并加以分析。

4．作出实验整流电路供电给电阻负载、电阻—电感性负载情况下的Ud/U2=f（α）曲线。

七、思考

1．在可控整流电路中，续流二极管VD起什么作用？在什么情况下需要接入？ 2．能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？

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