電力電子技術(shù)指導(dǎo)

1、西安外事學(xué)院實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書 電力電子技術(shù) 電機(jī)與拖動基礎(chǔ) 交直流調(diào)速系統(tǒng)工學(xué)院自動化教研室2013-10-10目 錄前言 . 1 實(shí)驗(yàn)一、單相橋式半控整流電路與單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的研究. 1實(shí)驗(yàn)二、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng). 7實(shí)驗(yàn)三、IGBT 管的驅(qū)動、保護(hù)電路的測試及直流斬波電路、升降壓電路的研究. 14實(shí)驗(yàn)四、單相交流調(diào)壓電路及集成鋸齒波觸發(fā)電路的研究. 18實(shí)驗(yàn)五、BJT單相并聯(lián)逆變電路. 21實(shí)驗(yàn)六、單相交流（過零觸發(fā)）調(diào)功電路的研究. 23實(shí)驗(yàn)七、三相晶閘管全（半）控橋（零）式整流電路及三相集成觸發(fā)電路的研究. 27實(shí)驗(yàn)八、雙閉環(huán)三相晶閘管全控橋式整流直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試 . . 36實(shí)驗(yàn)

2、九、三相交流調(diào)壓電路. 42實(shí)驗(yàn)十、給定積分電路的研究. 58實(shí)驗(yàn)十一、SG3731 專用PWM 集成電路控制的直流位置隨動系統(tǒng). 61*實(shí)驗(yàn)十二、鋸齒波移相觸發(fā)電路. 69 前 言一、明確實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的意義1、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的著眼點(diǎn)是學(xué)生能力的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)不僅為了驗(yàn)證書本理論，更重要的是提高學(xué)生的自學(xué)能力、分析能力、實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力。其中包括規(guī)范操作的嚴(yán)格訓(xùn)練，電路的識讀與分析，系統(tǒng)性能（或功能）的分析與改進(jìn)，系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行，以及故障的排除等。此外還包括儀器的熟練使用。2、實(shí)驗(yàn)要注意知識在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用，了解專業(yè)知識用于何處和怎樣應(yīng)用，經(jīng)受接近生產(chǎn)現(xiàn)場技術(shù)應(yīng)用的訓(xùn)練。3、明確實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的

3、立足點(diǎn)是系統(tǒng)性能的分析、改善和系統(tǒng)調(diào)試。對電力電子及自動控制系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)，通常是在高年級學(xué)生中進(jìn)行的，實(shí)訓(xùn)目的主要不是單元電路的連線，而是測定系統(tǒng)性能，進(jìn)行性能分（包括數(shù)據(jù)分析與波形分析），改善系統(tǒng)的性能，排除可能出現(xiàn)的故障。4、注意學(xué)習(xí)內(nèi)容要符合當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況對電力電子電路，當(dāng)前有：（1）分列元件電路；（2）由集成模塊構(gòu)成的電路；（3）整機(jī)的整定、調(diào)試與使用。對當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用來說，宜以集成模塊構(gòu)成的電路為主。5、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要精選，要注意它的典型性、先進(jìn)性、實(shí)用性和可行性。實(shí)驗(yàn)的個(gè)數(shù)不是越多越好。因?yàn)閷W(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)是有限的。實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要從有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)（例如2050 學(xué)時(shí)）出發(fā)，優(yōu)選若

4、干個(gè)典型的、綜合的、能發(fā)揮學(xué)生潛力的項(xiàng)目，使學(xué)生獲得全面、扎實(shí)的訓(xùn)練，在能力上有明顯的提高，并且使這種提高能通過考核加以確認(rèn)，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)效益最大化。本實(shí)驗(yàn)裝置及相應(yīng)的指導(dǎo)書正是在上述指導(dǎo)思想下進(jìn)行設(shè)計(jì)與安排的，請讀者加以注意。實(shí)驗(yàn)一、單相橋式半控整流電路與單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的研究（46學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理，測量相關(guān)各點(diǎn)的電壓波形；2、熟悉單相半波可控整流電路與單相半控橋式整流電路在電阻負(fù)載和電感負(fù)載時(shí)的工作情況。分析、研究負(fù)載和元件上的電壓、電流波形；3、掌握由分列元件組成電力電子電路的測試和分析方法。二、實(shí)驗(yàn)電路及工作原理1、實(shí)驗(yàn)電路如圖1-1所示； 2、實(shí)

5、驗(yàn)電路的工作原理見相關(guān)電力電子技術(shù)教材或自動控制原理與系統(tǒng)（孔凡才編著）或自動控制系統(tǒng)（孔凡才主編）。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、佳悅 型電力電子實(shí)驗(yàn)裝置單元12、萬用表3、雙蹤示波器4、變阻器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)步驟（一）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的測試1、將實(shí)驗(yàn)電路的電源進(jìn)線端接到相應(yīng)的電源上。（虛線部分在交流電源單元上）（下同）2、用雙綜示波器Y1測量50V 的電壓UT的數(shù)值與波形，用Y2測量15 V 穩(wěn)壓管上的電壓Uv（同步電壓）的波形，并進(jìn)行比較（注意：以0 點(diǎn)為兩探頭的公共端）；3、整定RP1與RP0，使RP2輸出電壓在0.5V2.5V 之間變化。4、調(diào)節(jié)給定電位器RP2，使控制角為60°左右

6、。、測量單結(jié)晶體管V3（BT 管）發(fā)射極電壓（即電容C1上的電壓UC1）的電壓波形。（以同步電壓為參考波形）；、測量V3輸出電壓波形U0；（即100輸出電阻上的電壓）、測量脈沖變壓器TP 兩端輸出的電壓波形UG1或UG2；、調(diào)節(jié)RP2觀察觸發(fā)脈沖移動情況（即控制角調(diào)節(jié)范圍；能否由0°180°？注：由于此電路的同步電壓為近似梯形波，因此前、后均有死區(qū)，調(diào)節(jié)范圍一般為10°170°左右，甚至更小一些。注：RP0整定最高速，RP1整定最低速，RP2調(diào)節(jié)速度。（二）單相半波可控整流電路的研究（此實(shí)驗(yàn)可不做，直接做半控橋式電路）以 120V 交流電接入主電路輸入端

7、，晶閘管VT1接入觸發(fā)脈沖，而VT2則不接入觸發(fā)脈沖（此時(shí)主電路相當(dāng)為一單相半波可控整流電路）。1、電阻負(fù)載 將電阻負(fù)載接入主電路輸出端；（此處已接白熾燈） 調(diào)節(jié)RP2，使控制角分別為：=60°、=90°和=120°，測量負(fù)載上的電壓波形，及Ud數(shù)值。（電流波形與電壓波形相同）。2、電阻電感負(fù)載（不并接續(xù)流二極管）、將電感負(fù)載Ld與電阻負(fù)載Rd串聯(lián)后接入主電路輸出端。此處電阻負(fù)載為變阻器，調(diào)至100左右，電感負(fù)載可借用380V/50V 整流變壓器的二次側(cè)（即50V）繞組。、用示波器探頭Y1測Ud波形，同時(shí)用探頭Y2測Rd上的波形注意Y1和Y2的接地端為公共端，（可

8、以主電路底線為公共端）（Rd上的波形相當(dāng)電流波形）。、調(diào)節(jié)RP0，使=60°、=90°和=120°，記下相應(yīng)的Ud值，電壓與電流波形。3、電阻電感負(fù)載（并接續(xù)流二極管）重復(fù)2 中實(shí)驗(yàn)。比較2、3 實(shí)驗(yàn)中Ud及波形的差別。（三）單相半控橋式整流電路的研究1、電阻負(fù)載、以電阻負(fù)載接入半控橋主電路，為便于觀察，已在輸出端并聯(lián)一只白熾燈，若不需要，則可把燈泡擰去；、將兩組觸發(fā)脈沖分別加在兩個(gè)晶閘管VT1 和 VT2上；、調(diào)節(jié)RP0，使控制角分別為：=60°、=90°和=120°，測量負(fù)載上的電壓Ud的數(shù)值和波形（電阻上的電流波形與電壓波形相同

9、）；、測量晶閘管VT1兩端的電壓波形。2、電阻電感負(fù)載（先不并接續(xù)流二極管）、將電抗器與電阻串聯(lián)后接入主電路；將主電路進(jìn)線接在交流10V 上。將變阻器與電抗器串聯(lián)，調(diào)節(jié)變阻器使電流I=0.5A。、調(diào)節(jié) RP0，使控制角分別為：=0°、=30°、=90°、=120°和=170°（最大）時(shí)，負(fù)載的電壓與電流波形，負(fù)載電壓波形為Ud波形，負(fù)載電流波形（即電阻Rd上的電壓波形）（因電阻上電壓、電流波形是相同的）。注意：以主電路底線為兩探頭的公共端；、在電路已進(jìn)入穩(wěn)定工作時(shí)，突然將控制角增大到接近180°，或突然拔去一個(gè)觸發(fā)脈沖，半控橋有可能發(fā)

10、生：正在導(dǎo)通的晶閘管一直導(dǎo)通（波形成為半波整流），從而失去調(diào)節(jié)作用（產(chǎn)生“失控現(xiàn)象” ），試觀察失控現(xiàn)象。、并接續(xù)流二極管后，再觀察有無失控現(xiàn)象。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、由于電力電子實(shí)驗(yàn)中的數(shù)值和波形都比較復(fù)雜，涉及因數(shù)也較多，因此要理解與掌握電路工作原理并對實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行測量的數(shù)值和波形，做到心中有數(shù)。以避免實(shí)驗(yàn)中盲目性。2、使用雙綜示波器的兩個(gè)探頭同時(shí)進(jìn)行測量時(shí)，必須使兩個(gè)探頭的地線端為同一電位的端點(diǎn)（因示波器的兩個(gè)探頭的地線端是聯(lián)在一起的），否則測量時(shí)會造成短路事故。3、由于示波器探頭公共端接外殼，而外殼又通過插頭與大地相聯(lián)，而三相電力線路的中線是接大地的，這樣探頭地線便與電力中線相通了。在進(jìn)

11、行電力電子實(shí)驗(yàn)，若用探頭去測晶閘管元件時(shí)，(若不用整流變壓器時(shí))便會燒壞元件或造成短路.因此,通常要將示波器接地線折去，或通過隔離變壓器對示波器供電（如本實(shí)驗(yàn)裝置的插座均經(jīng)過隔離變壓器）。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、記錄交流電壓、同步電壓、電容C1兩端電壓、V3（BT 管）、輸出電壓的波形；2、記錄單相半波可控整流電路和單相半控橋式整流電路負(fù)載及VT1管的數(shù)據(jù)與波形。（參見下表）3、對不同性質(zhì)負(fù)載，Ud與U2間的關(guān)系式是怎樣的？測量值與計(jì)算值是否相符？4、分析波形是否有異常情況，若有，分析其原因，并提出改進(jìn)辦法。實(shí)驗(yàn)二、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)（46 學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、分析晶閘管半控橋式整流電路電機(jī)負(fù)載（反

12、電勢負(fù)載）時(shí)的電壓、電流波形；2、熟悉典型小功率晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理，掌握直流調(diào)速系統(tǒng)的整定與調(diào)試；3、測定直流調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)和閉環(huán)時(shí)的機(jī)械特性（選擇提高）。4、掌握直流調(diào)速系統(tǒng)的過電流保護(hù)和零壓保護(hù)等環(huán)節(jié)的應(yīng)用（選擇提高）。二、實(shí)驗(yàn)電路及工作原理1、實(shí)驗(yàn)電路由二部分組成，它們是佳悅電力電子實(shí)驗(yàn)裝置的第1 單元（如圖1-1 所示）和第2 單元（如圖2-1 所示）。組合后的電路如圖2-2所示，此為一典型產(chǎn)品的電路圖，組成此系統(tǒng)的各單元如圖2-3 所示。圖2-3中各元件的文字符號與圖2-1、圖2-2有所不同，請注意。圖2-2 典型小功率直流調(diào)速系統(tǒng)電路圖 圖 2-3 典型直流調(diào)速系統(tǒng)的組成框

13、圖2、此電路的工作原理可見自動控制原理與系統(tǒng)（第3版）（孔凡才編著）或自動控制系統(tǒng)（孔凡才主編）（機(jī)械工業(yè)出版社）?，F(xiàn)再作一些補(bǔ)充說明：、此實(shí)驗(yàn)中的單元1 為主電路和觸發(fā)電路，單元2 為反饋電路和保護(hù)電路。在單元2 中，RI為串聯(lián)在電路中的取樣電阻，它兩端的電壓與通過的電流Id成正比，此電壓經(jīng)分壓后，作為電流反饋信號輸出。其中經(jīng)電位器RP15分壓輸出的Ufi為電流正反饋信號，它與電壓負(fù)反饋電壓Ufv反向串聯(lián)后，再與給定電壓US疊加，作為控制信號U=Us-Ufv+Ufi，（注意它們的極性），加到放大器的輸入端。、由于直流電動機(jī)起動時(shí)，轉(zhuǎn)速n=0，導(dǎo)致反電勢E=0，這樣電機(jī)電樞電流Ia=（U-E）

14、/Ra=U/Ra，而Ra一般很小，會造成直流電動機(jī)起動時(shí)電流過大（十幾倍幾十倍額定電流）而燒壞電機(jī)和元件，因此必須設(shè)置限流環(huán)節(jié)。在圖2-2 中，由電位器RP17分壓輸出的為電流截止負(fù)反饋電壓（UIm1），它與由穩(wěn)壓管V1給出閾值電壓（Uv1）進(jìn)行比較，當(dāng)主電路電流過大，UIm1Uv1時(shí)，穩(wěn)壓管擊穿導(dǎo)通，它將使圖1-1 中的V4導(dǎo)通，而V4的導(dǎo)通將對電容C1構(gòu)成分流旁路，使電容（充電）電壓U C1上升減緩，從而延長UC1到達(dá)BT管峰值的時(shí)間，即延遲觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，亦即增大控制角，減小導(dǎo)通角，使整流輸出電壓減小，輸出電流減小，從而起到限制電流過大的作用。調(diào)節(jié)電位器RP17，通常整定使Im1=（

15、1.21.5）IN（IN為額定電流）。、在工業(yè)上，有時(shí)為更可靠地防止電流過過大，還增設(shè)其他過電流保護(hù)環(huán)節(jié)，如在圖2-2中，經(jīng)電位器RP18分壓輸出的UIm2，當(dāng)電流過大，UIm2UV2（穩(wěn)壓管V2閾值電壓），它將使圖2-2中的三極管T1導(dǎo)通，使繼電器KA吸合。而KA吸合，將使接觸器KM失電，使串聯(lián)在主電路中的KM常開觸電斷開，從而切斷主電路的供電電源，起到可靠的過電流保護(hù)作用。 圖2-4在整定時(shí)，通常使過電流動作電流Im2大于截止電流Im1（如整定使Im2=1.5IN，Im1=1.2IN）。、由圖2-2 還可見，要使直流調(diào)速系統(tǒng)得電運(yùn)行，首先要按啟動按鈕SB2，使KM 吸合、并自鎖。SB1為停

16、車按鈕。由KM 構(gòu)成的電路除作過電流保護(hù)外，還兼作零壓保護(hù)（即斷電后必須重新啟動）。、調(diào)試時(shí)一般首先對控制回路各單元進(jìn)行分部調(diào)試，如檢查電源、元件電壓的波形與幅值、觸發(fā)電路各點(diǎn)電壓波形與幅值、脈沖的波形和移相以及放大器等單元是否正常。啟動后，用示波器觀察晶閘管元件上的電壓波形，電動機(jī)電樞電壓和電樞電流波形。 元件上的波形見圖2-4。電樞電壓和電流的波形在電流斷續(xù)和連續(xù)時(shí)是不同的。電流斷續(xù)時(shí)的波 圖2-4 晶閘管元件上的電壓波形形參見圖2-5。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、佳悅 實(shí)驗(yàn)裝置單元1 和單元2；2、直流電機(jī)機(jī)組為佳悅公司特制直流電動機(jī)，有兩種。一種是永磁直流電動機(jī)，其參數(shù)如下：額定功率PN=123W

17、，額定電壓UN=110V，額定電流IN=1.7A，實(shí)驗(yàn)中取IN=1.2A，額定轉(zhuǎn)速nN=1000r/min，額定轉(zhuǎn)矩TN=1176mN.m。另一種是他勵直流電動機(jī)，其電樞電壓與勵磁電壓均為110V，其他參數(shù)與前者相近，具體見電動機(jī)名牌。3、測速、測矩、測功機(jī)及測量儀，具有轉(zhuǎn)速n（r/min）、轉(zhuǎn)矩T（mN.m）及機(jī)械功率P（W）顯示（三位半顯示），并有測速電壓Un，輸出（10V左右可調(diào)）。（接線見附錄）用變阻器即可改變測功機(jī)的輸出電流，改變加載轉(zhuǎn)矩。測功機(jī)輸出最大電流為2.0A。（在實(shí)驗(yàn)中，最大電流取1.5A）。4、萬用表5、雙蹤示波器6、變阻器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)步驟1、連接單元1、單元2 和

18、電機(jī)機(jī)組的連線，組成如圖2-3 所示的直流調(diào)速系統(tǒng)。連線時(shí)，請注意：主電路輸入接120V交流電。Us、Ufv與Ufi的極性不要接錯(cuò)。圖2-3 中Ld采用單元一中的電抗器Ld。圖2-3 中為永磁式直流電動機(jī)，若為他勵電動機(jī)，則由可調(diào)直流電源將勵磁電壓UF調(diào)至110V，并保持恒量。2、將給定電位器RP2調(diào)至最低點(diǎn)。3、先以變阻器取代電動機(jī)，并使阻值為最大，然后按啟動按鈕SB2啟動調(diào)速電路。調(diào)節(jié)Us及變阻器，使主電路電流Id=1.2IN=1.2×1.21.4A，調(diào)節(jié)RP3，使V4由截止變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。4、拔去UIm1連線，繼續(xù)調(diào)節(jié)Us及變阻器，使主電路電流Id=1.5IN=1.5×

19、1.2=1.8A，調(diào)節(jié)RP4，使KA剛好動作。5、整定 RP0與RP1，使RP2的輸出在0.5V8.0V之間變化。在整定參數(shù)時(shí)，通常使額定值時(shí)，RP2輸出Us8.0V。在電機(jī)在額定電壓Ud110V，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)RP16，使Ufv 7V（略小于Us），同時(shí)調(diào)節(jié)RP15，使Ufi0，待實(shí)驗(yàn)后，電機(jī)已正常運(yùn)轉(zhuǎn)。6、將Us調(diào)至最低，并以電動機(jī)取代變阻器，然后逐漸增大Us，使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。7、空載時(shí)，調(diào)節(jié)Us，使電動機(jī)兩端平均電壓分別為110V、90V、70V、50V，測量此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)值以及電壓與電流波形。五、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的問題1、本實(shí)驗(yàn)由三個(gè)單元構(gòu)成，連接很容易出錯(cuò)，尤其極性容易搞錯(cuò)，因此連線時(shí)，要

20、認(rèn)定一個(gè)起始端，逐個(gè)向下連接，并注意它們的極性是否符合要求。2、由于調(diào)速系統(tǒng)很容易形成振蕩，因此加反饋量時(shí)，負(fù)反饋量可調(diào)大些（但不可超過給定值），正補(bǔ)償量則先調(diào)小些，然后再增加。正補(bǔ)償量過大，可能導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩。3、增加機(jī)械負(fù)載時(shí)，先使測功機(jī)輸出開路，然后將變阻器調(diào)至最大值，再接上變阻器。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、畫出半控橋式整流電路電動機(jī)負(fù)載時(shí)的電壓、電流波形。 實(shí)驗(yàn)三、IGBT管的驅(qū)動、保護(hù)電路的測試及直流斬波電路、升降壓電路的研究（46 學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉直流斬波電路及升、降壓電路的工作原理。2、掌握IGBT 器件的應(yīng)用。驅(qū)動模塊EXB841 電路的驅(qū)動與保護(hù)環(huán)節(jié)的測試。3、掌握脈寬調(diào)制

21、電路的調(diào)試及負(fù)載電壓波形的分析。二、實(shí)驗(yàn)電路及工作原理（一）實(shí)驗(yàn)電路見圖3-1 （二）實(shí)驗(yàn)電路的工作原理1、直流斬波電路 220V 單相交流電經(jīng)整流變壓器TR，降為50V交流電，再經(jīng)橋堆B及濾波電容C5、C6后，變?yōu)橹绷麟?，其幅值?5V70V之間，視負(fù)載電流大小而定。 直流電路的負(fù)載為110V、25W白熾燈（或220V 25W白熾燈），如今以絕緣柵雙極晶體管（IGBT）作為開關(guān)管，來控制直流電路的通、斷，以調(diào)節(jié)負(fù)載上平均電壓的大小。這就是一個(gè)直流斬波電路。2、IGBT 管的驅(qū)動和保護(hù)電路 （1） IGBT 管 IGBT 管是一個(gè)復(fù)合元件，它的前半部分類似絕緣柵場效應(yīng)管（是電壓控制型，具有輸入

22、阻抗高的優(yōu)點(diǎn)），后半部分類似雙極晶體管（具有輸出阻抗小、導(dǎo)通壓降小、承受電流大的優(yōu)點(diǎn)）。它兼有場效應(yīng)管和雙極晶體管的優(yōu)點(diǎn)，因而獲得日益廣泛的應(yīng)用。 在圖3-1 中，G 為柵極，C 為集電極（又稱漏極D），E 為發(fā)射極（又稱源極S）。如今以EXB841模塊為例，來介紹IGBT 的驅(qū)動電路的工作原理。EBX841 型模塊，可驅(qū)動300/1200V IGBT 元件，整個(gè)電路信號延遲時(shí)間小于1s，最高工作頻率可達(dá)4050kHz。它只需要外部提供一個(gè)+20V 的單電源（它內(nèi)部自生反偏電壓）。模塊采用高速光電耦合（隔離）輸入，信號電壓經(jīng)電壓放大和推挽（射極跟隨）功率放大輸出，并有過電流保護(hù)環(huán)節(jié)。其功能原理

23、圖如圖3-2 所示，接線圖如圖3-3所示。 對照圖3-2和圖3-3可以看出，15 腳接高電平（+5V）輸入，14腳輸入控制脈信號（輸入負(fù)脈沖，使光電耦合器導(dǎo)通），光電耦合信號經(jīng)電壓放大器 放大，再經(jīng)發(fā)射極跟隨功率放大后，由腳3輸出，經(jīng)限流電阻RG送至IGBT 的柵極G，驅(qū)動IGBT 導(dǎo)通工作。穩(wěn)壓管VST1、VST2為柵極電壓正向限幅保護(hù)。集成模塊中的電阻R和穩(wěn)壓管VST構(gòu)成的分壓，經(jīng)1 腳，為IGBT的發(fā)射極提供一個(gè)反向偏置（-5V）的電壓，由于UGE = VG-VE，因此發(fā)射極電位VE的提高，相對UGE來說，為反向偏置。若VE =5V，VG =0，則UGE =-5V<0，G-E 結(jié)處

24、于反偏。這是由于IGBT 為電壓控制型器件，截止時(shí)容易因感應(yīng)電壓而誤導(dǎo)通，所以通常設(shè)置一個(gè)較高的反向偏壓（-5V），使IGBT 提高抗干擾能力，可靠截止。1 腳還外接反向偏置電源的濾波電容和發(fā)射極的鉗位二極管VD2（使發(fā)射極電位不低于0V）。2限流與限幅保護(hù)圖 3-3 中RG為柵極限流電阻，對6 /500V 元件，取RG=250。圖 3-3 中VST1為柵極正向限幅保護(hù)，VST1穩(wěn)壓值為14V15V（因EXB841 輸出高電平電壓為14.5V）。圖 3-3 中 VST2為柵極反向限幅保護(hù)，VST2穩(wěn)壓值為-5V（因?yàn)镋XB841 輸出低電平電壓為-4.5V）。 （4）EXB841為15 腳模塊

25、，模塊中其他腳號為空腳，故未標(biāo)出。3、脈沖寬度調(diào)制器采用由555 定時(shí)集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器（占空比可變，而頻率不變），并經(jīng)過射極跟隨器V2、R10輸出（以提高帶載能力）。調(diào)節(jié)電位器RP，即可調(diào)節(jié)脈沖寬度。由電子技術(shù)可知：（） 脈沖周期 .（4）4 .×（.）×. . 脈沖頻率 (0.84×10-3)zz（） 脈寬調(diào)節(jié)范圍 t.（） .（.）×. （.）（） 占空比 .、為了使脈沖調(diào)制器輸出低電平時(shí)，V能可靠截止，因此在V的基極處加一個(gè)由和電源及、構(gòu)成的負(fù)偏置電路。為V基極反向限幅保護(hù)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、佳悅 型實(shí)驗(yàn)裝置單元3。2、電源：、三組。接實(shí)驗(yàn)裝

26、置下方直流電源。3、示波器5、萬用表6、變阻器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟（一）直流斬波降壓電路1、直流斬波降壓電路如圖3-2所示。對照圖3-1，和圖3-2，完成直流斬波降壓電路連線。2、將（+20V、+5V、-5V）接入線路板相應(yīng)電源插口。注意電壓、極性不可接錯(cuò)。3、測量各電壓的幅值是否正確。4、用示波器和萬用表測量主電路（50V整流電路）輸出電壓的幅值和波形。5、調(diào)節(jié)RP，用示波器測量脈沖的寬度和幅值，觀察他們的變化，并作記錄。7、在脈沖信號電壓及主電路電壓（幅值與波形）正常的情況下，接上負(fù)載（燈泡）及脈沖輸入信號。8、使占空比為50%上時(shí)，測量負(fù)載平均電壓UL的幅值與波形，并測量IGBT管UCB和

27、UGE數(shù)值。9、使占空比分別為15、30，最大（98）時(shí)，重復(fù)步驟，即再測UL、UCB、UGE的數(shù)值。（二）驗(yàn)證EXB841 驅(qū)動模塊的保護(hù)功能。 負(fù)載電壓最高時(shí)，將二極管D1至IGBT 管集電極的連線斷開（設(shè)置人為IGBT過載信號），觀察保護(hù)電路工作情況（測量負(fù)載電壓及UGE、UCE電壓），并作記錄。（三）直流斬波升降壓電路。 1、圖 3-3 為直流斬波升降壓電路示意圖。對照圖3-1 和圖3-3，完成直流斬波升降壓電路連線。圖中C 為電解電容（1000F450V），VD 為功率二極管，L 為電感線圖（此處可借用380V/50V整流變壓器二次側(cè)繞組），R 為變阻器，以防流過IGBT的電流過大（

28、電流I<1）。 升降壓電路的工作原理是，當(dāng)IGBT 導(dǎo)通時(shí)，有電流通過電感L，當(dāng)IGBT截止時(shí)，電感L保持電流不變的特性，將向電容C 充電，電容兩端電壓即負(fù)載RL上的電壓。電感L 的電流愈大，儲存的磁場能量愈大，則放電時(shí)在電容C 生成的電壓就愈高。調(diào)節(jié)變阻器阻值R，改變電感電流，即可改變電容（亦即負(fù)載RL）的電壓。由于負(fù)載電壓是靠電感放電形式的，所以其極性是下正上負(fù)。 2、重復(fù)實(shí)驗(yàn)（一）中的步驟7與8。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、整理記錄直流斬波降壓電路在占空比分別為15%、30%、50%、98%時(shí)負(fù)載平均電壓UL的數(shù)值與波形和IGBT管UGE、UCE數(shù)值。2、整理記錄直流斬波升、降壓電路在占空

29、比分別為15%、30%、50%和98%時(shí)負(fù)載平均電壓的數(shù)值、極性與波形。3、分析EXB841 驅(qū)動模塊的過流保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)四、單相交流調(diào)壓電路及集成鋸齒波觸發(fā)電路的研究（4學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉集成鋸齒波移相觸發(fā)電路（KC05）的工作原理，測定KC05電路主要工作點(diǎn)的電壓波形。2、掌握單相交流調(diào)壓電路的工作原理，測定移相控制的單相交流調(diào)壓電路電阻負(fù)載上的電壓波形。二、實(shí)驗(yàn)電路及工作原理1、實(shí)驗(yàn)電路如圖4-1 所示。 2、電路的工作原理此電路主要由是以KC05 集成觸發(fā)電路為核心的單相交流調(diào)壓電路，現(xiàn)對各部分的工作原理簡單介紹如下：（） KC05 集成觸發(fā)電路的基本構(gòu)成和工作原理KC05內(nèi)部

30、的基本構(gòu)成如圖4-2所示。KC05晶閘管移相觸發(fā)器適用于雙向晶閘管或兩只反向并聯(lián)晶閘管電路的交流相位控制，具有鋸齒波線性好，移相范圍寬，控制簡單，易于集中控制，有失交保護(hù)，輸出電流大等優(yōu)點(diǎn)，是交流調(diào)壓的專用的觸發(fā)電路。下面簡述KC05 晶閘移相觸發(fā)器的工作原理。圖 4-2 是KC05 晶閘管移相觸發(fā)器內(nèi)部電路原理圖。V1、V2組成同步檢測電路，當(dāng)同步電壓過零時(shí)V1、V2截止，從而使V3、V4、V5導(dǎo)通，V4導(dǎo)通，使V11基極被短接，V11截止，V5對外接電容C1充電到8V左右。同步電壓過零結(jié)束時(shí)，V1、V2導(dǎo)通， V3、V4、V5恢復(fù)截止，C1電容經(jīng)V6恒流放電，形成線性下降的鋸齒波。鋸齒波的

31、斜率由5#端的KC05 產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖，經(jīng)脈沖變壓器TP 供給雙向晶閘管。（KC05 最大輸出能力為13V，200m，脈寬100s2ms）。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、佳悅電力電子實(shí)驗(yàn)裝置單元（4）2、萬用表3、雙蹤示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)步驟1、整定 KC05 集成觸發(fā)電路在 KC05 的16#腳加上+15V 電壓，在15#、16#間加上30V同步電壓。6#腳接在UC（RP2滑片a）上，給定電源并接入+15V 電源。 測量U（同步電壓）的波形； 調(diào)節(jié)RP2，使控制電壓UC為4V左右； 測量UB（鋸齒波的交點(diǎn)在中間部分）（參見圖4-3UB與UE）； 測量圖4-1 UD、UE與UF 波形，并將U、UB、UC

32、、UD與UE記錄下來（上、下對齊）； 調(diào)節(jié)UC，觀察觸發(fā)脈沖UE，是否平移，并記錄下UE（控制角）的移動范圍。2、單相交流調(diào)壓電路 合上開關(guān)QS，接通交流調(diào)壓主電路； 測量電阻負(fù)載上的電壓波形； 使控制角分別為=30°，=90°，=120°，測量單相交流調(diào)壓電阻負(fù)載上的交流電壓有效值（用動圈式儀表或數(shù)字萬用表測量）和電壓波形，并做記錄。注：由于磁電式萬用表上的交流電壓標(biāo)值，實(shí)際上是正弦全波整流的平均值再乘以1.11 的系數(shù)。所以不能用一般萬用表去測非正弦波交流電壓的有效值。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、測量非正弦量電壓的有效值要使用動圈式（又稱電動式）電表。2、使用示波器的

33、注意事項(xiàng)請見實(shí)驗(yàn)（一）中的注意事項(xiàng)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、KC05 集成觸發(fā)電路各主要工作點(diǎn)（、B、C、D、E）的電壓波形圖。說明如何調(diào)節(jié)移相控制角和其移相范圍。2、單相交流調(diào)壓電阻負(fù)載電壓在控制角分別為30°、90°和120°時(shí)的電壓的有效值和電壓波形。3、說明移相控制的單相交流調(diào)壓的工作原理。 實(shí)驗(yàn)五、BJT單相并聯(lián)逆變電路（2學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉由功率雙極晶體管（BJT）組成的單相并聯(lián)逆變電路的工作原理。2、了解功率雙極晶體管的驅(qū)動和保護(hù)。3、掌握無源逆變電路的調(diào)試及負(fù)載電壓、電流參數(shù)和波形的測量。二、實(shí)驗(yàn)電路1、實(shí)驗(yàn)電路如圖畫5-1所示圖 5-1 單相

34、并聯(lián)逆變電路（單元5）2、實(shí)驗(yàn)電路工作原理實(shí)驗(yàn)電路由脈沖發(fā)生電路（控制電路）和逆變電路（主電路）兩部分構(gòu)成。（1）由555 定時(shí)器構(gòu)成的電路是一個(gè)多諧振蕩器，由電子技術(shù)可知，調(diào)節(jié)電位器RP，即可調(diào)節(jié)輸出量的頻率。同樣由電子技術(shù)可知，此電路改變頻率時(shí)，占空比也會變（且占空比q50）。（2）圖中的JK 觸發(fā)器為整形電路，保護(hù)V3和V4，在V3和V4中，只能有一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)。（阻止逆變失?。?。由V1（和V2）組成的為放大電路。（3）由功率晶體管V1、V2和變壓器T 構(gòu)成單相（無源）逆變電路。與V1、V2并聯(lián)的阻容及快速恢復(fù)二極管為耗能式關(guān)斷緩沖（吸收）電路，以緩解晶體管突然關(guān)斷時(shí)承受的沖擊。電路中

35、的R9為保護(hù)電阻，以防逆變失敗時(shí)形成過大的電流（待電路正常后，將R9短接）。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、佳悅 型實(shí)驗(yàn)裝置單元（5）2、雙蹤示波器3、萬用表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、控制電路接上+15V 和+5V 電源，用示波器觀測控制電路各點(diǎn)（3、4、5、6、7 點(diǎn)）電壓的數(shù)值與波形。觀察：調(diào)節(jié)RP，頻率是否連續(xù)可調(diào)，讀出此時(shí)頻率為多少？頻率改變時(shí)，脈寬有無變化？4、5 點(diǎn)頻率是否3點(diǎn)的一半，4、5 兩點(diǎn)波形是否正好相反。6、7 點(diǎn)波形與幅值與4、5點(diǎn)是否相同。2、將主電路中的+12V 電源（因電流較大，建議采用直流可調(diào)電源），電壓表，電流表和負(fù)載（白熾燈）全部接上，并將主電路與控制電路接通。3、用示波器測量

36、負(fù)載上的電壓波形，觀察逆變電路工作是否正常。觀察：11、12 點(diǎn)（或10、12點(diǎn)）間的電壓波形。電壓表和電流表讀數(shù)。負(fù)載（白熾燈）上的電壓波形。若正常，則將R9短接。4、調(diào)節(jié)RP，記錄下RP 為零（頻率ff0）和RP 為最大（ffm）時(shí)負(fù)載電壓U0和逆變電路輸入電流I 的數(shù)值與波形。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、用雙蹤示波器測量各點(diǎn)波形并進(jìn)行比較時(shí)，其探頭的公共端均接電路零點(diǎn)（G）端。2、限流電阻R9，待電路正常后才可去掉（短接）。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、記錄下某一頻率下的U3、U4、U6、U12和U0,并進(jìn)行比較（以U3為參考波形）（波形豎排）。2、記錄f0、fm時(shí)的U0和I的數(shù)值與波形，并比較U0和I 的波

37、形是否相同？為什么？實(shí)驗(yàn)六、單相交流（過零觸發(fā)）調(diào)功電路的研究（24 學(xué)時(shí)）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉集成過零觸發(fā)電路（KC08）的工作原理，測定KC08電路主要工作點(diǎn)的電壓波形。2、掌握單相調(diào)功電路的工作原理和相關(guān)參數(shù)的整定。二、 實(shí)驗(yàn)電路及工作原理 2、電路的工作原理次電路主要由KC08集成過零觸發(fā)電路和由555定時(shí)集成電路組成的占空比可調(diào)的方波發(fā)生器構(gòu)成。KC08集成電路內(nèi)部的構(gòu)成的原理圖如圖6-2虛框內(nèi)電路所示?，F(xiàn)對各部分的工作原理介紹如下： 圖6-2 KC08電路內(nèi)部構(gòu)成原理圖及外部主要接線圖（1）由555 定時(shí)器構(gòu)成的電路是一個(gè)頻率固定、占空比可調(diào)的方波發(fā)生器（其工作原理參見電子技術(shù)書

38、籍）。其8 腳接+12V 電源，1 腳接地，7 腳輸出方波脈沖，其頻率由VD1、VD2間的阻值及電容C2決定，此處頻率固定，約為10Hz。調(diào)節(jié)電位器即可調(diào)節(jié)占空比（此處占空比約為10%90%）。在本電路中，此方波發(fā)生器主要對KC08提供控制信號（送往KC08 的2 腳）。(2)KC08 電路的一個(gè)特點(diǎn)是可以自生直流電源。它通過交流電從U1端進(jìn)入14 腳，經(jīng)穩(wěn)壓管VST1和VST2，再經(jīng)8 腳和外接二極管VD 及限流電阻R3，接至交流電U2端，從而構(gòu)成半波穩(wěn)壓整流，它兩端并聯(lián)一個(gè)470F 的外接電容器。在14 與8 之間形成一個(gè)+12V+14V 的電源。由于電路7 腳經(jīng)過二極管VD5與8 腳相連

39、，因此14 腳與7 腳之間亦構(gòu)成一個(gè)單向?qū)щ姷碾娫?。因?4 腳為高電平。7腳為低電平并接地。（3）由圖可見，同步電壓（此處即交流電源電壓）通過R2加到14 腳與1 腳之間，經(jīng)整流橋（VD1VD4）后，去驅(qū)動三極管T1，以進(jìn)行電壓過零檢測。它的原理是，當(dāng)同步電壓不為零時(shí)，T1集電極電流使T6導(dǎo)通，進(jìn)而使T7基極對地短路，（注意KC08 的6、7 腳相連），輸出級T7、T8的輸出端5 將無脈沖輸出，注意5腳接雙向晶閘管門極。綜上所述，只有當(dāng)電壓為零時(shí)，T6截止，且T7基極呈正電位時(shí)，才可能有觸發(fā)脈沖輸出。同步電路限流電阻R2的取值，由下列經(jīng)驗(yàn)求?。海?）由三極管T2T5構(gòu)成一個(gè)差分比較器，4 腳

40、的輸入提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓U0，此處通過11、12 與4的連接，由14 及7 間的電壓再經(jīng)內(nèi)部兩個(gè)電阻分壓獲得U0，差分比較器的另一端通過2 腳接在由555 定時(shí)器構(gòu)成的方波發(fā)生器的輸出端。（5）當(dāng)Ui UO，T2、T3基極處于正偏，T4、T5處于反偏，這時(shí)C3上的電壓，將通過T1、T2、T3和T6構(gòu)成通路，導(dǎo)致T6導(dǎo)通，從而使T7、T8截止，因而無觸發(fā)脈沖輸出。當(dāng) Ui UO，T4、T5處于正偏，T2、T3處于反偏，在交流電壓U=0 時(shí)，這時(shí)T6截止，C3上的電壓將使T4、T5與T7、T8導(dǎo)通，從而輸出觸發(fā)脈沖。由于6 腳與7 腳相連，所以輸出的脈沖為零電平脈沖。由于雙向晶閘管的陽極，接在C3的

41、高電平端（+12V）上，零電平的觸發(fā)脈沖，將使雙向晶閘管導(dǎo)通。由上述可見，當(dāng)輸入的控制信號為低電平時(shí)（UiUo），則交流電壓過零時(shí)，將有觸發(fā)脈沖輸出，將會使該半波導(dǎo)通。（6）調(diào)節(jié)電位器RP，可調(diào)節(jié)方波零電平的寬度，即可調(diào)節(jié)負(fù)載上通過交流電的半波個(gè)數(shù)。（7）調(diào)功電路的波形如圖6-3 所示，圖中U 為交流電壓，Ui為輸入方波控制信號波形，若方波周期T 為0.1 秒，則在一個(gè)方波周期內(nèi)，將對應(yīng)5 個(gè)正弦波（10 個(gè)半波）。由于是過零觸發(fā)，所以調(diào)節(jié)方波的占空比，在T 周期內(nèi)，輸出的半波個(gè)數(shù)將在0、1、210 之間，按整數(shù)改變。這意味著輸出的平均功率將可分10 檔進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)圖中Ui零電平的寬度略大于6

42、個(gè)半波時(shí)，負(fù)載有6個(gè)半波導(dǎo)通，輸出功率將為滿負(fù)荷的6/10。當(dāng)圖中Ui零電平寬度略大于1 個(gè)半波時(shí)，這樣負(fù)載電壓僅1 個(gè)半波。輸出功率將為滿負(fù)荷的1/10。這樣，改變調(diào)節(jié)電位器RP，即可實(shí)現(xiàn)輸出平均功率的調(diào)節(jié)，調(diào)功電路的優(yōu)點(diǎn)是電流的波形為正弦波，諧波成份少，而且調(diào)節(jié)方便，因此在電加熱設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、佳悅 型實(shí)驗(yàn)裝置單元72、萬用表3、雙蹤示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、接上50V交流電源。接入+12V 外接直流電源，按圖6-2 連接各信號電路。2、測量555定時(shí)電路輸出電壓的幅值與波形，記錄調(diào)節(jié)電位器RP 時(shí)方波占空比的變化范圍。3、測量并記錄KC08 電路輸出觸發(fā)脈沖的幅值

43、與波形，自生電源兩端（14 與7 腳間的電壓幅值與波形。4、測量并記錄電阻負(fù)載電壓的波形。5、測量并記錄雙向晶閘管兩個(gè)陽極T1與T2的電壓波形。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)用雙蹤示波器測量各點(diǎn)波形并進(jìn)行比較時(shí)，其探頭的公共端要接同一個(gè)接線端。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、方波發(fā)生器輸出電壓的幅值與波形。2、方波占空比的調(diào)節(jié)范圍（百分比）。3、以交流電壓波形為基準(zhǔn)，在它的下方分別畫出占空比為80%、50%和20%時(shí)的下列波形。1）方波波形；2）觸發(fā)脈沖波形；3）負(fù)載上的電壓波形。實(shí)驗(yàn)七、三相晶閘管全（半）控橋（零）式整流電路及三相集成觸發(fā)電路的研究（46 學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉三相全控橋式整流電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及整流

44、變壓器、同步變壓器的連接；2、掌握 KC785集成觸發(fā)電路的應(yīng)用；3、掌握三相晶閘管集成觸發(fā)電路的工作原理與調(diào)試（包括各點(diǎn)電壓波形的測試與分析）。4、研究三相全控橋式整流供電電路（電阻負(fù)載時(shí)），在不同導(dǎo)通角下的電壓與電流波形。二、實(shí)驗(yàn)電路與工作原理2（一）三相全控橋式整流電路如圖7-1所示。注：這里以三相全控橋?yàn)槔?，進(jìn)行分析。若以VD2、VD4、VD6取代VT2、VT4、VT6,則為三相半控橋路。若負(fù)載的另一端與N 線相聯(lián)，則為三相半波（零式）電路。1、圖中6個(gè)晶閘管的導(dǎo)通順序如圖7-2所示。它的特點(diǎn)是：它們導(dǎo)通的起始點(diǎn)（即自然換流點(diǎn)）；對共陰極的VT1、VT3、VT5，為u、uB、uC三個(gè)正

45、半波的交點(diǎn)；而對共陽極的VT4、VT6、VT2，則為三相電壓負(fù)半波的交點(diǎn)。 在共陽極和共陰極的管子中，只有各有一個(gè)導(dǎo)通，才能構(gòu)成通路，如6-1、1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-1 等，參見圖7-2。這樣觸發(fā)脈沖和管子導(dǎo)通的順序?yàn)?23456，間隔為60°。圖 7-2 三相全控橋電路及其觸發(fā)脈沖 為了保證電路能啟動和電流斷續(xù)后能再觸發(fā)導(dǎo)通，必須給對應(yīng)的兩個(gè)管子同時(shí)加上觸發(fā)脈沖，例如在6-1 時(shí)，先前已給VT1發(fā)了觸發(fā)脈沖，但到1-2 時(shí)，還得給VT1再補(bǔ)發(fā)一個(gè)脈沖（在下面介紹的觸發(fā)電路中，集成電路KC41C 的作用，就是產(chǎn)生補(bǔ)脈沖的），所以對每個(gè)管子觸發(fā)，都是相隔60

46、76;的雙脈沖，見圖72b（當(dāng)然用脈寬大于60°的寬脈沖也可以，但功耗大）。2、在圖7-1中，TA 為電流互感器（三相共3 個(gè)），（HG1型，52.5m，負(fù)載電阻100），由于電流互感器二次側(cè)不可開路（開路會產(chǎn)生很高電壓），所以二次側(cè)均并有一個(gè)負(fù)載電阻。（二）整流變壓器與同步變壓器的接線如圖7-3所示。1、采用整流變壓器主要是為了使整流輸出電壓與電動機(jī)工作電壓相適當(dāng)。由于本系統(tǒng)中電動機(jī)電壓為110V，由三相全控橋電壓公式有Ud=2.34U2中（Ud為直流輸出電壓，U2為變壓器二次側(cè)相電壓），現(xiàn)以Ud 110V 代入上式，有U2中47V。2、整流變壓器接成Dy 型（Y 型），可有效抑制

47、整流時(shí)產(chǎn)生的三次諧波對電網(wǎng)的不良影響。此處接成Dy11（Y11）聯(lián)接圖如b 圖所示。3、此外整流變壓器還起隔離作用，有利于人身安全。4、觸發(fā)電路采用同步電壓為鋸齒波的集成觸發(fā)電路KC785，由于同步電壓要經(jīng)過阻容濾波電路，會造成相位上的滯后（60°70°），這需要補(bǔ)償。因?yàn)殡妷哼^零點(diǎn)已較自然換流點(diǎn)超前了30°，因此同步電壓較主電路電壓再超前30°，就可以了，所以采用圖 7-3 同步變壓器與整流變壓器聯(lián)接圖（單元8）同步變壓器與整流壓器的聯(lián)接圖如圖7-3C所示。（注）三相變壓器聯(lián)接的鐘點(diǎn)數(shù)，是以一次側(cè)的相電壓為鐘的長針，以二次側(cè)的相電壓為短針來標(biāo)定的。 由

48、圖7-3(C）可見，整流變壓器二次側(cè)的UA,對應(yīng)一次側(cè)的UAB1，而UAB1較UA1，超前30°，因此UA（短針）與UA1（長針）構(gòu)成11 點(diǎn)鐘，參見圖7-4。同樣由圖7-3(C)可見，USA與-UB1對應(yīng)，這樣由圖7-4 可見，USA較UA超前30°。若阻容移相使相位滯后70°左右，這樣移相后的電壓將較UA滯后40°（ 70°30°）左右。它較自然換相點(diǎn)僅滯后10°（40°30°）左右。這意味著，控制角的移相范圍為10°120°。這里不使控制角從0°開始，是為了防止輸出電壓

49、過高，也可使移相范圍處于鋸齒 圖中UA1為220V，UA為47V，USA為16.5V。（三）三相晶閘管集成觸發(fā)電路如圖7-5所示1、三相晶閘管觸發(fā)電路的核心部分是由三塊集成觸發(fā)電路N1、N2、N3 構(gòu)成的電路，它們是TC785（國產(chǎn)為KJ785 或KC785）集成電路。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、佳悅 型實(shí)驗(yàn)裝置的單元（8）、（9）2、雙蹤示波器3、萬用表4、變阻器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、將整流變壓器聯(lián)成Dy11 接法，將同步變壓器聯(lián)成Yy10 接法，不接負(fù)載。將它們的一次側(cè)接上220V380V電源，用示波器測量U1, U和US的幅值與波形，觀察后者是否較前者超前30°。同時(shí)測量±12V

50、電源電壓是否正常。2、切斷電源，將整流變壓器輸出U、UB、UC分別接入主電路的L1、L2和L3輸入端。3、在主電路的輸出端U1和U2間接上一電阻負(fù)載（變阻器）4、觸發(fā)電路接上+12V,+15V及+24V電源，輸入同步電壓（16.5V），控制電壓UC端接在穩(wěn)壓電源上，Uc在08V 間進(jìn)行調(diào)節(jié)，先使UC為4V 左右，用萬用表及示波器，觀測N1的腳（鋸齒波）及14、15 腳的輸出（雙脈沖列）的幅值與波形。由圖7-7 可見，當(dāng)控制電壓UC（即圖中V11）為最小時(shí)，a 為最小，此時(shí)輸出電壓為最大。反之，當(dāng)UC8V時(shí)，觸發(fā)脈沖消失，Ud=0。調(diào)節(jié)RP1，使N1 鋸齒波的幅值為7.87.9V，當(dāng)UC1增大到

51、最大（8V 左右）時(shí)，再適當(dāng)調(diào)節(jié)RP1，使N1 的脈沖剛好消失。5、再以N1 的鋸齒波為基準(zhǔn)，調(diào)節(jié)RP2和RP3，使N2和N3鋸齒波的斜率與N1相同（用示波器觀察）。6、調(diào)節(jié)控制電壓Uc，使Uc由08V，觀察脈沖的移相范圍。并測量6 個(gè)觸發(fā)脈沖，是否互差60°，并記錄下觸發(fā)脈沖的波形。7、測量N4 的10# 15# 腳的輸出脈沖的幅值與相位。若各觸發(fā)脈沖正確無誤（如圖7-2所示）。則在切斷電源后，將脈沖變壓器的輸出接到對應(yīng)的六個(gè)晶閘管的G、K 極。8、合上電源，觀測電阻負(fù)載上的電壓的數(shù)值與波形，調(diào)節(jié)UC的大小，使控制角分別為30°、60°、90°及120

52、°，記錄電壓的平均值與波形。9、調(diào)節(jié)變阻器及UC使電流Id=1.5,測量電流互感器輸出的電壓數(shù)值。（I1 與I2 間或I2與I3 間）。10、測量60°時(shí)，VT1元件K、A 間的電壓波形。11、若6只晶閘管中，有一只（設(shè)VT2損壞除去它的觸發(fā)脈沖）重新測量Ud的幅值與波形，并從晶閘管的波形去判斷該元件是否正常。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、由于這為一大型實(shí)驗(yàn)，涉及許多理論知識，因此實(shí)驗(yàn)前要復(fù)習(xí)電力電子課程的相關(guān)基礎(chǔ)知識，并仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，列出實(shí)驗(yàn)步驟。2、由于實(shí)驗(yàn)聯(lián)線較多，因此，應(yīng)聯(lián)好一單元，檢查一單元，并測試是否正常。只有在確保各單元工作正常無誤的情況下，才可將各單元聯(lián)接起來。3、實(shí)驗(yàn)中有多處要用示波器進(jìn)行比較測量，要注意找出兩個(gè)探頭公共端的接線處，否則很易造成短路。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、記下，電源U1、整流變壓器U、同步變壓器輸出電壓US的平均值與波形，以及它們間的相位差。2、VT1VT6管的觸發(fā)脈沖的幅值、波形及相位。3、電阻負(fù)載在30°，60°和90°時(shí)的電壓的數(shù)值及波形，以及它們的平均值與計(jì)算值是否一致。4、在60°時(shí)，VT1元件K、兩端的電壓波形。5、若VT2損壞，、K 兩端的電壓波形是怎樣的？對波形進(jìn)行分析，指出正常的與不正常的地方，并分析形成原因。 *實(shí)驗(yàn)八、雙閉環(huán)三相晶閘管全控橋式整流直流調(diào)速系