电力电子技术实验指导书doc

电力电子技术实验指导书

中国矿业大学信电学院

2009年4月

学生实验守则

一、学生进入实验室必须服从管理，遵守实验室的规章制度。保持实验室的安静和整洁，爱护实验室的一切设施，不做与实验无关的事情。

二、实验课前要按照教师要求认真预习实验指导书，复习教材中于实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的在理论知识，同时写出实验预习报告，并经教师批阅后方可进行实验。

三、实验课上要遵守操作规程，线路连接好后，先自行检查，后须经指导教师检查后，才可接通电源进行实验。如果需更改线路，也要经过教师检查后才能接通电源继续实验。

四、学生实验前对实验所用仪器设备要了解其操作规程和使用方法，实验过程中按照要求记录实验数据。实验中有仪器损坏情况，应立即报告指导教师检查处理。凡因不预习或不按照使用方法误操作而造成设备损坏后，除书面检查外，还要按照规定进行赔偿。

五、注意实验安全，不要带电连接、更改或拆除线路。实验中遇到事故应立即关断电源并报告教师处理。

六、实验完成后，实验数据必须经教师签阅后，方可拆除实验线路。并将仪器、设备、凳子等按照规定放好，经教师同意后方可离开实验室。

七、实验室仪器设备不能擅自搬动、调换，更不能擅自带出实验室。

八、因故缺课的同学可以向实验室申请一次补做机会。无故缺课、无故迟到十五分钟以上或者早退的不予补做，该实验无成绩。

实验一 整流电路仿真实验

1、 单相半波可控整流电路（输出端有续流二极管）

要求电源电压t u ωsin 1002=，频率50Hz ，控制角?=30α，负载为阻感负载，

Ω=3.0R 。

试通过仿真分析0=L H ，5.0=L mH ，1.0=L H 对电路输出的影响 附：该电路仿真所用模块：

电源模块

AC Voltage Source1

：位于SimPowerSystems/Electrical

Sources 中；

器件模块

g m a

k

：位于SimPowerSystems/Power

Electronics 中，器件参数设置如图1所示：

图1

脉冲发生器

Generator

：位于Simulink/Sources 中；

阻感负载

Series RLC Branch

：位于SimPowerSystems/Elements 中，其中电容参数设

置为：inf ；

电

压/电流测量模块：

v +-

Voltage Measurement

i +

-

Current Measurement

：位于

SimPowerSystems/Measurements 中；

示波器：

位于Simulink/Sinks 中。

2、 单相全控桥电路仿真

要求电源电压t u ωsin 1002=，频率50Hz ，控制角?=30α，负载为阻感负载，Ω=3.0R ，选择不同的电感观察电流连续和电流断续两种情况下输出电压、输出电流及交流侧电流（电源电流）波形。

附：桥式电路可用模块

g A

B C

+-

Universal Bridge

，位于SimPowerSystems/Power

Electronics 中。单相电路将桥臂参数如图2：

图2

3、 单相半控桥电路仿真

电源电压t u ωsin 1002=，频率50Hz ，阻感负载Ω=3.0R ，1.0=L H ，要求观察?=30α，?=60α，?=90α，?=120α时输出电压、晶闸管端电压和整流二极管端电压波形。

4、三相桥式全控整流电路仿真

变压器二次侧相电压有效值2202=U V ，频率50Hz 。

1）电阻负载，Ω=3.0R ，要求观察?=0α，?=30α，?=60α，?=90α时输出电压、晶闸管端电压波形；

2）阻感负载Ω=3.0R ，1.0=L H ，要求观察?=0α，?=30α，?=60α，?=90α时输出电压、晶闸管端电压波形；

3）阻感负载Ω=3.0R ，1.0=L H ，要求观察?=30α时，整流变压器二次侧电流波形图，并对其进行谐波分析。

附：

6脉冲发生器模块：

alpha_deg AB BC

CA Block

pulses

6-Pulse Generator

位于SimPowerSystems/Extra

Library/Control Blocks 中；

谐波分析模块：

Continuous

powergui 位于SimPowerSystems 下，进

行谐波分析时，双击该模块选择FFT Analysis 。被分析的变量需保存到workspace 中，即将观察该变量的示波器参数设置如下：

变量名自定。

实验二单相桥式半控整流电路实验

一、实验目的

(1)加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。

(2)了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用，学会对实验中出现的问题加以分析和解决。

二、实验所需挂件及附件

序号型号备注

1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模

块。

2 DJK02 晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。

3 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。

4 DJK06 给定及实验器件该挂件包含“二极管”等几个模块。

5 D42 三相可调电阻

6 双踪示波器自备

7 万用表自备

本实验线路如图3-1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用D42三相可调电阻，将两个 900Ω接成并联形式，二极管VD1、VD2、VD3及开关S1均在DJK06挂件上，电感L d在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验用700mH，直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。

图3-1 单相桥式半控整流电路实验线路图

四、实验内容

(1)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。

(2)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。

五、预习要求

(1)阅读电力电子技术教材中有关单相桥式半控整流电路的有关内容。

(2)了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用。

六、思考题

(1)单相桥式半控整流电路在什么情况下会发生失控现象?

(2)在加续流二极管前后，单相桥式半控整流电路中晶闸管两端的电压波形如何?

七、实验方法

(1)单相桥式半控整流电路带电阻性负载：

按原理图3-7接线，主电路接可调电阻R，将电阻器调到最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压U d、晶闸管两端电压U VT和整流二极管两端电压U VD1的波形，调节锯齿波同步移相触发电路上的移相控制电位器RP2，观察并记录在不同α角时U d、U VT的波形，测量相应电源电压U2和负载电压U d的数值，记录于下表中。

α 30° 60° 90°

U2

U d(记录值)

U d/U2

U d(计算值)

计算公式: U d = 0.9U2(1+cosα)/2

描绘α=600、900时Ud、Uvt的波形。

α=600α=900

(2)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载

①断开主电路后，将负载换成将平波电抗器L d(70OmH)与电阻R串联。

②不接续流二极管VD3，接通主电路，用示波器观察不同控制角α时U d的波形，并测定相应的U2、U d数值，记录于下表中：

α 30° 60° 90°

U2

U d(记录值)

U d/U2

U d(计算值)

不接续流二极管VD3时，描绘α=600、900时Ud、Uvt的波形

α=600 α=900

③接上续流二极管VD3，接通主电路，观察不同控制角α时U d的波形，

八、实验报告

(1)画出①电阻性负载，②电阻电感性负载时U d/U2=f(α)的曲线。

(2)画出①电阻性负载，②电阻电感性负载，α角分别为30°、60°、90°时的U d的波形。

(3)说明续流二极管对消除失控现象的作用。

九、注意事项

(1)参照实验四的注意事项。