電力電子實驗裝置介紹

2022-08-21 21:24:05 字數 3575 閱讀 5916

主控制屏dk01介紹

一.電源部分

電源部分的面板如圖2—2所示。在面板上布置了主電源、低壓直流電源的輸出端及控制開關、勵磁電源輸出端、交流電壓表、交流電流隸、轉速表、直流電壓表、直流電流錶等。

1.主電路電源

主電路電源由面板上部的按鈕開關控制,按「閉合」按鈕,則主電路電源接通,「主電路電源輸出」端a2、b2、c2帶電。三相交流電源電壓由左上部的交流電壓表指示,並由「交流電源電壓指示」開關控制而分別觀測uab、ubc、uca三個線電壓。

主電路電源的輸出電壓由「調連電源選擇開關」控制:當開關置「直流調速」檔時,a2、b2、c 2輸出線電壓為220 v;當開關置「交流調速」檔時,a 2、b2、c 2輸出線電壓為250 v 。

2.勵磁電源

若開關投向「開」,則勵磁電源輸出為220v的直流電壓,並有發光二極體指示電源是否正常,勵磁電源由0.5a熔絲保護。勵磁電源為直流電機提供勵磁電流。

由於勵磁電源的容量有限,一般不要作為其他直流電源使用。

3.低壓直流控制電源

低壓直流控制電源由面板左上角的「低壓控制電源」開關控制,「低壓電源輸出」端有土15v,十5v,兩組十24v低壓直流控制電源。其中土15v電源作為控制系統的電源,其中一組與十15v共地的十l 24v作為脈衝功放級電源,同時連線至dk 01上的五芯插座,另一組地線單獨的24v連線至dk 01左邊面板上的輸出插口;十5v電源為交、直流調速系統進行微機控制實驗提供了條件。

4.脈衝選擇及工作狀態指示

在面板中間有「觸發電路脈衝指示」及「ⅱ橋工作狀態指示」。

當「觸發電路脈衝指示」指示為「寬」時,閘流體上的觸發脈衝為後沿固定、前沿可變的寬脈衝鏈;當「觸發電路脈衝指示」指示為「窄」時,晶問管上的觸發脈衝為互差為60°的雙窄脈衝。當「ⅱ橋工作狀態指示」指示為「變頻」時,ⅱ組閘流體上的觸發脈衝來自dk06元件掛箱上環形分配器產生的逆變器觸發脈衝;當「ⅱ橋上作狀態指示」指示為「其他」時,ⅱ組閘流體上的觸發脈衝為來自gt(變流橋觸發電路)板的雙窄脈衝。「觸發電路脈衝指示』』和「ⅱ橋工作狀態指示」由控制櫃內gt板和ap2(脈衝放大器)板上的鑰子開關來分別控制。

5.面板儀表

電源面板下部設定有上2000 r/min的轉速表、土300 v直流電壓表,土2a的直流電流錶,均為中零式,能為可逆凋速系統提供轉速、電壓、電流指示。

二.主電路與整合觸發電路

1.功率半導體元件

面板上有兩組晶間管變流橋。其中vt1-vt6為正組橋(ⅰ組橋),由kp5-8閘流體元件構成,—般不可逆、可逆系統的正橋、交-直-交變頻器的整流部分均使用正組元件;由vt1『-vt『6組成反組橋(ⅱ組橋),元件為kp5-12閘流體,可逆系統的反橋、交-直-交變頻器的逆變部分使用反組元件;同時還配置了6只整流二極體vdl-vd6,可用作串聯二極體式逆變器中的二極體,也可構成不可控整流橋作為直流電源.元件的型號為k25-10。所有這些功率半導體元件均配置有阻容吸收、熔絲保護,電源側、直流環節、電機倒均配置有壓敏電阻或阻存吸收等過電壓保護裝置。

2.同步變壓器

面板上部為同步變壓器,其連線已在內部接好,連線組為△/y-1。可在「同步電源觀察孔」觀察同步電源的相位。

3電抗器

主迴路中使用的平波電抗器l放置在面板的中間,共有四檔電感值,分別為100mh、200mh、700mh,可根據實驗需要選擇電感值。

4.觸發電路

面板上有gtf正組(ⅰ組)觸發脈衝裝置和gtr反組(ⅱ組)觸發脈衝裝置,分別通過開關連至vf正組閘流體和vr反組閘流體的門極、陰極。開關撥向「接通』』時,閘流體上接有觸發脈衝;開關撥向「斷開」時,閘流體上沒有觸發脈衝。正、反組的脈衝功放電路分別由ublf和ublr控制,將ublf、ublr接地,則相應的脈衝功放級開放,閘流體上有脈衝;ublf、ublr懸空,則相應的晶同督無脈衝,開關上方有「單脈衝觀察孔」和「雙脈衝觀察孔」,當「觸發電路脈衝指示」為「窄」時,在此兩組觀察孔中觀察到的分別是單脈衝和互差為60°的雙脈衝;如「觸發電路脈衝指示」為「寬」時,則觀察到的是後沿固定、前沿可變的寬脈衝鏈。

這兩組觀察孔一般只觀察正組變流橋的觸發脈衝。

面板右上角有「鋸齒波斜率調節與觀察孔」、「穆相控制電壓」和「偏移電壓」。從鋸齒波斜率調節觀察孔中能觀察到整合觸發電路a、b、c三相的鋸齒被,調節相應的電位器可使鏽齒波斜率發生變化,a、b、c三相的鋸齒被斜率應該相同。偏穆電壓調節電位器可調節偏移電壓ub的數值。

移相控制電壓輸入端應接實驗時所需的移相電壓uct 。

dkll元件掛箱(晶闡管觸發電路)

dkll元件掛箱為晶閘觸發電路專用掛箱,其中有單結電晶體觸發電路、正弦波同步、移相觸發電路、鋸齒波同步核相觸發電路。面板左上方裝有同步變壓器原邊繞組的接線柱,下有「觸發選擇開關」,可根據需要選擇「單結管」、「正弦波」、「鋸齒波」等觸發電路。

1.單結電晶體觸發電路

單結電晶體觸發電路由單結電晶體單結電晶體觸發電路由單結電晶體vt3整流穩壓環節及由vtl、vt 2等組成的等效可變電阻組成,其原理圖如圖3-30所示vt3整流穩壓環節及由vtl、vt 2等組成的等效可變電阻組成,其原理圖如圖3-30所示。

由同步變壓器副邊輸出60 v的交流同步電壓ur,經vd1半波整流,再由穩壓管vst1、vst2進行削波,從而得到梯形波電壓,其過零點與閘流體陽極電壓的過零點一致、梯形被通過r4、vt2向電容c2充電,當充電電壓達到單結電晶體的蜂值電壓up時,單結電晶體vt3導通,從而通過脈衝變壓器輸出脈衝。同時c2經vt3衝電,由於時間常數很小,uc2很快下降到單結電晶體的谷點電壓uv,vt3重新關斷,c2再次衝電。每個梯形被週期內,vt3可能導通、關斷多次,們只有第乙個輸出脈衝起作用。

電容c2的充電時間常數由等效電阻等決定,由rp1來調節。單結電晶體觸發電路的各點波形如圖3-31所示。

元件rp1已裝在dkll元件掛箱的面板上,同步訊號己在內部接好。

2.正弦波同步移相觸發電路

正弦波同步移相觸發電路由同步移相、脈衝形成與放大等環節組成,其原理圖如圖3-32所示。

同步訊號ur由同步變壓器副邊提供。電晶體vt1左邊部分為同步穆相環節,在vt1的基極綜合了同步訊號電壓ut、偏移電壓ub及控制電壓uct,rp1可調節uct,rp2可調節ub。調節uct可改變觸發電路的控制角α。

脈衝形成環節是一集基藕合單穩態脈衝電路,vt2的集電極藕合到vt3的基極,vt3的集電極通過c7、rp3耦合到vt2的基極。當同步移相環節送出負脈衝時,使單穩電路翻轉,從而輸出脈寬可調的觸發脈衝。正弦波同步移相觸發電路的各點電壓波形如圖3-33所示。

元件rp1、rp 2均已安裝在dkll元件掛箱的面板上好,同步變壓器副已在掛箱內部接好,觸發電路的土15v電壓由右上角的轉換開關控制。

3.鋸齒波同步移相觸發電路

鋸齒波同步移相觸發電路由同步檢測節組成,其原理圖如圖3—34所示。鋸齒波形成、移相控制、脈衝形成、脈衝放大等環。

由vt1、vd1、vd2、c5等元件組成同步檢測環節,其作用是利用同步電壓ut來控制鋸齒波產生的時刻及鋸齒波的寬度。由vt1等元件組成的恆流源電路及vt1、vt3、c6等組成鋸齒波形成環節。控制電壓uct、偏移電壓ub和鋸齒波電壓ut在vt 4基極綜合疊加,從而構成移相控制環節。

vt5、vt6構成脈沛形成放大環節,脈衝變壓器輸出觸發脈衝,電路的各點電壓波形如圖3—35所示。

元件rp1、rp2均安裝在dkll元件掛箱的面板上,同步變壓器副邊己在掛粕內部接好。觸發電路的士15v電壓由左下角的開關控制,其上方的另乙個開關為選擇開關。進行鋸齒波同步移相觸發電路實驗時,選擇開關撥向「觸發電路」,而做單相橋式整流電路實驗時將選擇開關撥向「單相橋式」。

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