第三章電力電子技術實驗
實驗一單相橋式全控整流電路實驗
一、實驗目的
(1) 了解單相橋式全控整流電路的工作原理；
(2) 研究單相橋式全控整流電路在電阻性負載、電阻—電感性負載及反電勢負載下的工作情況；
(3) 熟悉tca785鋸齒波移相觸發電路的工作原理。
二、實驗所需掛件及附件
三、實驗線路及原理
圖3-1為單相橋式整流帶電阻電感性負載，其輸出負載r用d42三相可調電阻器，將兩個900ω接成併聯形式，電抗ld用djk02面板上的700mh，直流電壓、電流錶均在djk02面板上。觸發單元採用djk03-1元件掛箱上的「tca785鋸齒波移相觸發電路」。
四、實驗內容
(1) 單相橋式全控整流電路供電給電阻負載；
(2) 單相橋式全控整流電路供電給電阻—電感性負載；
(3) 單相橋式全控整流電路供電給反電勢負載。
五、預習要求
(1) 閱讀電力電子技術教材中有關單相橋式全控整流電路的有關內容；
(2) 學習本教材第二章中有關tca785鋸齒波觸發電路的有關內容，了解其工作原理及其應用。
六、實驗方法
將djk01電源控制屏的電源選擇開關打到「直流調速」側使輸出線電壓為200v，用兩根導線將200v交流電壓接到djk03-1的「外接220v」端，按下「啟動」按鈕，開啟djk03-1電源開關，用示波器觀察鋸齒波同步觸發電路各觀察孔的電壓波形。
將鋸齒波觸發電路的輸出脈衝端分別接至全控橋中相應閘流體的門極和陰極（g1、k1接vt1，g4、k4接vt6，g2、k2接vt4，g3、k3接vt3），注意不能把相序接反，否則無法進行整流並有可能損壞電路。將djko2上的正橋和反橋觸發脈衝開關都打到「斷」的位置,並使ulf和ulr懸空，以確保閘流體不被誤觸發。
帶反電勢負載時，需要注意直流電動機必須先加勵磁。
1．單相橋式全控整流電路供電給電阻負載。
接上電阻負載r，並調節電阻使其阻值最大。合上主電路電源，逐漸增加uct（調節rp2），測量在不同角（60°、90°）時整流電路的輸出電壓ud=f（t），閘流體的端電壓uvt=f（t）的波形，並記錄相應時的ud和交流輸入電壓u2的值於表3－1中。
圖3-1 單相橋式整流實驗原理圖
表3－1
2．單相橋式全控整流電路供電給電阻—電感性負載。
斷開平波電抗器短接線，求取在不同控制電壓uct時的輸出電壓ud=f（t），閘流體端電壓uvt=f（t）波形，並記錄相應時的ud和交流輸入電壓u2的值於表3－2中。
表3－2
3．單相橋式全控整流電路供電給反電勢負載（選做）。
拆除平波電抗器與負載電阻r，接入直流電動機，直流電動機須先加勵磁。
（a） 調節uct（rp2），使直流電動機的轉速在1500 r/min左右，記錄此時交流輸入電壓u2的值、ud值與波形。
（b） 直流電動機迴路中串入平波電抗器（l=700mh），重複（a）的觀察。
七．實驗報告
1．繪出單相橋式閘流體全控整流電路帶電阻性負載情況下， =60°、90°時的ud、uvt波形。
2．繪出單相橋式閘流體全控整流電路供電給電阻—電感性負載情況下，當=60°、90°時的ud、uvt波形，並加以分析且與理想波形相比較。
3．作出實驗整流電路的特性ud/u2=f（）。
4．實驗心得體會。
實驗二單相橋式有源逆變電路實驗
一．實驗目的
1．加深理解單相橋式有源逆變的工作原理，掌握實現有源逆變的條件。
2．了解產生逆變顛覆現象的原因。
二、實驗裝置及儀表
三．實驗線路及原理
圖3－2為單相橋式有源逆變原理圖，三相電源經三相不控整流，得到乙個上負下正的直流電源，供逆變橋路使用，逆變橋路逆變出的交流電壓經公升壓變壓器返饋回電網。「三相不控整流」是djk10上的乙個模組，其「心式變壓器」在此做為公升壓變壓器用，從閘流體逆變出的電壓接「心式變壓器」的中壓端am、bm，返回電網的電壓從其高壓端a、b輸出，為避免輸出的逆變電壓過高而損壞心式變壓器，故將變壓器接成y/y接法。圖中的電阻r和觸發電路與整流電路所用相同。
另外，將djk10掛件中的x與y相連，xm與ym相連。
有關實現有源逆變的必要條件等內容可參見電力電子技術教材的有關內容。
圖3－2 單相橋式有源逆變原理圖
四．實驗內容
1．單相橋式有源逆變電路的波形觀察。
2．有源逆變到整流過渡過程的觀察。
3．逆變顛覆現象的觀察。
五、預習要求
閱讀電力電子技術教材中有關有源逆變電路的內容，掌握實現有源逆變的基本條件。
六．實驗方法
1．單相有源逆變實驗
按圖接線。
（a）將限流電阻r調整至最大。
（b）合上主電源，用示波器觀察逆變電路輸出電壓ud=f（t），閘流體的端電壓uvt=f（t）波形，並繪出β在分別等於30°、60°和90°時，ud、uvt波形並記錄相應β時的ud和交流輸入電壓u2的值於表3－3中。
2．逆變到整流過程的觀察
當β大於90°時，閘流體有源逆變過渡到整流狀態，此時輸出電壓極性改變，可用示波器觀察此變化過程。注意，當閘流體工作在整流時，有可能產生比較大的電流，需要注意監視。
4．逆變顛覆的觀察
當β=30°時，繼續減小uct(rp2)，此時可觀察到逆變輸出突然變為乙個正弦波，表明逆變顛覆。
七．實驗報告
1．畫出β=60°、90°時，ud、uvt的波形。
2．分析逆變顛覆的原因，逆變顛覆後會產生什麼後果？
實驗三三相橋式半控整流電路實驗
一．實驗目的
1．了解三相橋式半控整流電路的工作原理及輸出電壓，電流波形。
2．了解閘流體—電動機系統工作情況的內容，分析不同控制角α及不同電感量時反電勢及負載電流的關係。
二．實驗內容
1．三相橋式半控整流供電給電阻負載。
2．三相橋式半控整流供電給反電勢負載。
3．觀察平波電抗器的作用。
三．實驗線路及原理
在中等容量的整流裝置或要求不可逆的電力拖動中，可採用比三相全控橋式整流電路更簡單、經濟的三相橋式半控整流電路。它由共陰極接法的三相半波可控整流電路與共陽極接法的三相半波不可控整流電路串聯而成，因此這種電路兼有可控與不可控兩者的特性。共陽極組三個整流二極體總是自然換流點換流，使電流換到比陰極電位更低的一相中去，而共陰極組三個閘流體則要在觸發後才能換到陽極電位高的一相中去。
輸出整流電壓ud的波形是三組整流電壓波形之和，改變共陰極組閘流體的控制角α，可獲得0～2.34×u2的直流可調電壓。
具體線路可參見圖3-3。
四．實驗裝置及儀器
五．注意事項
1．供電給電阻負載時，注意負載電阻允許的電流，電流不能超過負載電阻允許的最大值，供電給反電勢負載時，注意電流不能超過電機的額定電流（id=1a）。
2．在電動機起動前必須做好以下幾點：
（1）先加上電動機的勵磁電流，然後才可使整流裝置工作。
（2）起動前，必須置控制電壓uct(由rp2控制)於零位，使得整流裝置的輸出電壓ud最小。合上主電路後，才可逐漸加大控制電壓。
3．主電路的相序不可接錯，否則可能燒毀閘流體。
4．示波器的兩根地線與外殼相連，使用時必須注意兩根地線需要等電位，避免造成短路事故。
圖3－3 三相橋式半控整流電路工作原理圖
六．實驗方法
1．三相半控橋式整流電路供電給電阻負載時的工作研究
合上主電源，調節負載電阻，使id不小於100ma，否則可控矽由於存在維持電流，容易時斷時續。
（1）調節uct， ，觀察在30°、90°等不同移相範圍內，整流電路的輸出電壓ud=f（t），閘流體端電壓uvt=f（t）的波形，並加以記錄。
（2）讀取本整流電路的特性ud/u2=f（α）。
2．三相半控橋式整流電路供電給電阻—電感性負載時的工作研究(觀察平波電抗器的作用)
（a）觀察不同移相角α（30°、90°）時的輸出ud=f（t），並記錄相應的ud、id值以及ud=f（t）波形圖。
（b）求取整流電路的輸入—輸出特性ud/u2=f（α）。
3．三相半控橋式整流電路在供電給反電勢負載時的工作研究
置電感量較大時（l=700mh），調節uct，，使直流電動機的轉速在1200 r/min左右，記錄此時交流輸入電壓u2的值、整流後的輸出電壓ud值與波形。
七．實驗報告
1．作出整流電路的輸入—輸出特性ud/u2=f（α）。
2．比較本整流裝置在電阻性負載和電阻電感性負載下工作時ud的波形。
八．思考題
本實驗電路在電阻性負載、電動機負載工作時能否突加一階躍控制電壓？為什麼？
實驗四單相交流調壓電路實驗
一、實驗目的
1、加深理解單相交流調壓電路的工作原理；
2、加深理解交流調壓電路感性負載對移相範圍的要求；
3、了解kc05閘流體移相觸發器的原理與應用。
二、實驗裝置及儀器
三、實驗線路與原理
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