1 实验目的
熟悉三相桥式全控整流电路的接线,器件和保护情况。明确对触发脉冲的要求。观察在电阻负载、电阻电感负载和反电势负载情况下输出电压和电流的波形
2 实验内容
(1) 熟悉实验装置的电路结构和器件,检查连接主电路和触发电路的接插线,检查快速熔断器是否良好。电路见实验图1,其中实验图1a为主电路,图中所接负载为电感电阻负载,实验中也可接电阻负载。实验图1b所示为触发电路,该触发电路采用3片集成触发电路芯片KJ004和1片集成双脉冲发生器芯片KJ041组成。触发电路产生的触发信号用接插线与主电路各晶闸管相连接。
实验图1 三相桥式全控整流主电路和触发电路 a)主电路 b)触发电路
(2) 熟悉采用KJ004和KJ041构成的触发电路。
(3)测量主电路电源相序和同步电源相序,根据实验装置中触发电路同步电压输入端阻容滤波参数计算其移相角,并分析主电路电压与同步电压配合的合理性。
(4)测量触发脉冲的宽度和幅值,校核用本电路双脉冲触发全控桥的正确性,观察锯齿波的斜率是否一致,各晶闸管的触发脉冲间隔是否都是60°,若不是则设法调整好。
(5)电阻负载时(100~200Ω、2A变阻器),调节偏置电压up使得当uco=0时,a=120°,输出Ud=0,然后调节线电压U2L,使得a=30°时Ud=110V,以后就不再改变U2L。调节uco,观察a 从120°~0°变化时输出电压波形,晶闸管两端电压波形,记录触发角a分别为0°、30°、60°、90°、120°时uco和Ud的数值。
(6)电阻电感负载,在wL>3R情况下,调节up使uco=0时 ,以后up固定不变,通过调节变阻器的阻值(有条件的也可改变电感值)改变负载阻抗角j,对于不同的j ,观察不同a 时ud、id和uT的波形,注意电流临界连续时,a 与j 的配合情况。记录触发角a分别为0°、30°、60°和90°时uco与Ud的数值。
(7)负载端接平波电抗器和直流他励电动机的电枢,合闸时必须注意使uco=0、 和 ,随后逐步调节uco,观察ud、id、uL和电枢端uD的波形,适量加载,并分别观察接上电抗器与短接电抗器时id的波形,注意电流断续时的现象。
3 实验报告
(1)估算实验电路参数并选择测试仪表;
(2)触发器的输出双脉冲波形分析;
(3)分别绘制出电阻负载、电阻电感负载时Ud /U2L-a 曲线。
(4)不同负载时,不同a 与j 时电流连续与断续的情况与分析。
(5)讨论与分析实验结果,特别要注意对实验过程中出现的异常情况进行分析。
1 实验目的
熟悉降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理,掌握这两种基本斩波电路的 工作状态及波形情况。
2 实验内容
(1)熟悉实验装置的电路结构和主要元器件,检查实验装置输入和输出的线路连接是否正确,检查输入保
险丝是否完好,以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。电路原理图见实验图2。斩波
电路的直流输入电压ui由交流电经整流得到,如实验图2a所示。实验图2b和c分别为降压斩波主电路和
升压斩波主电路。实验图2d为控制和驱动电路的原理图,控制电路以专用PWM控制芯片SG3525为核心构
成,控制电路输出占空比可调的矩形波,其占空比受uco控制。
实验图2 降压斩波和升压斩波主电路及控制电路
a)直流供电电源 b)降压斩波主电路 c)升压斩波主电路 d)控制和驱动电路
(2)接通控制电路电源,用示波器分别观察锯齿波和PWM信号的波形(实验装置应给出测量端,位置在图中
已标出),记录其波形、频率和幅值。调节Ur的大小,观察PWM信号的变化情况。
(3)斩波电路的输入直流电压ui由低压单相交流电源经单相桥式二极管整流及电感电容滤波后得到。接通
交流电源,观察ui波形,记录其平均值。
(4)斩波电路的主电路包括降压斩波电路和升压斩波电路两种,分别如实验图2b、c所示,电路中使用的器
件为电力MOSFET,注意观察其型号、外形等。
(5)切断各处电源,将直流电源ui与降压斩波主电路连接,断开升压斩波主电路。检查接线正确后,接通
主电路和控制电路的电源。改变ur值,每改变一次ur,分别观测PWM信号的波形、电力MOSFET V的栅源
电压波形、输出电压uo的波形、输出电流io的波形,记录的PWM信号占空比a,ui、uo的平均值Ui和
Uo。
(6)改变负载R的值,重复上述内容5。
(7)切断各处电源,将直流电源ui与升压斩波主电路连接,断开降压斩波主电路。检查接线正确后,接通
主电路和控制电路的电源。改变ur值,每改变一次ur,分别观测PWM信号的波形、电力MOSFET V的栅源
电压波形、输出电压uo的波形、输出电流io的波形,记录的PWM信号占空比a,ui、uo的平均值Ui和
Uo。
(8)改变负载R的值,重复上述内容7。
3 实验报告
(1) 分析图d中产生PWM信号的原理;
(2) 分析图d中的简易驱动电路的工作原理;
(3) 绘制降压斩波电路的Ui /Uo-a 曲线,与理论分析结果进行比较,并讨论产生差异的原因;
(4) 绘制升压斩波电路的Ui /Uo-a 曲线,与理论分析结果进行比较,并讨论产生差异的原因。
1 实验目的
熟悉单相交流调压电路的工作原理、分析在电阻负载和电阻电感负载时不同的输出电压和电流的波形,相控特性。明确交流调压电路在电阻电感负载时其控制角a 应限制在p≥a≥j的范围内。
2 实验内容
(1) 熟悉如实验图3所示的实验电路,在额定电源电压情况下估算负载参数R和L。
1 实验目的
熟悉单相交直交变频电路的组成,重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中各元器件的作用、工作原理。
对单相交直交变频电路在电阻负载、电阻电感负载时的工作情况及其波形作全面分析,并研究工作频率
对电路工作波形的影响。
2 实验内容
(1)单相交直交变频电路的主电路如实验图4a所示,与实验2的直流斩波电路中相同,本实验中主电路中间
直流电压ud也是将交流电整流而得到,而逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路。逆变电路中IGBT的驱动
电路为第1章介绍的采用M57962L芯片的电路,实验图4b给出了V1的驱动电路。V4的驱动电路与此相同,
V2、V3的驱动电路只需将输入的PWM信号改为SPWM2即可。另外,需要注意驱动电源之间的隔离。控
制电路如实验图4c所示,以单片集成函数发生器ICL8038为核心组成,生成两路PWM信号,分别用于控
制V1、V4和V2、V3两对IGBT。ICL8038的原理框图在实验图4d中给出,该芯片仅需很少的外部元件就可
以正常工作,用于发生正弦波、三角波、方波等,频率范围0.001Hz到500kHz。
实验图4 单相桥式PWM逆变电路主电路和控制电路
a)主电路 b)驱动电路 c)控制电路 d)ICL8038原理框图
1 实验目的
熟悉典型开关电源电路的结构、元器件和工作原理,要求主要了解以下内容:
(1)主电路的结构和工作原理;
(2)PWM控制电路的原理和常用集成电路;
(3)驱动电路的原理和典型的电路结构
2 实验内容
(1)熟悉实验装置的电路结构和主要元器件,检查实验装置输入和输出的线路连接是否正确,检查输入保
险丝是否完好,以及控制电路和主电路的电源开关是否在“关”的位置。电路原理图见实验图5,其中
a)为主电路,b)为控制电路。主电路中采用的电力电子器件为美国IR公司生产的电力MOSFET,其型
号为IRFP450,其主要参数为:额定电流16A,额定电压500V,通态电阻0.4W。控制电路以SG3525为核
心构成。SG3525为美国SILicon General公司生产的专用PWM控制集成电路,它采用恒频脉宽调制控制
方案,适合于各种开关电源、斩波器的控制。SG3525其内部包含精密基准源、锯齿波振荡器、误差放
大器、比较器、分频器等,实现PWM控制所需的基本电路,并含有保护电路。
实验图5 半桥型开关稳压电源主电路及控制电路
a)主电路 b)控制和驱动电路
(2)接通控制电路电源,用示波器分别观察锯齿波和A、B两路PWM信号的波形,记录波形、频率和幅值。
(3)分别观察两个MOSFET管V1、V2的栅极G与源极S间的电压波形,记录波形、周期、脉宽、幅值及上升、
下降时间。
(4)接通主电路电源,分别观察两个MOSFET的栅源电压波形和漏源电压波形,记录波形、周期、脉宽和幅
值。
特别注意:不能用示波器同时观察两个MOSFET的波形,否则会造成短路,严重损坏实验装置。
(5)观察负载电阻为3W和300W时输出整流二极管阳极和阴极间的电压波形,以及整流电路输出电压波形,
记录波形、周期、脉宽和幅值。
特别注意:用示波器同时观察两个二极管波形时,要注意示波器探头的共地问题,否则会造成短路,
并严重损坏实验装置。
(6)观察主电路中变压器T的一次侧、二次侧电压波形,记录波形、周期、脉宽和幅值。
(7)观察负载电阻为3W和300W时输出电源电压uo中的纹波,记录波形、周期和幅值。