电力电子实验报告(最终)

单相半控桥整流电路实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 书 2011年11月3日，我们小组在高压实验楼402实验室做了第一次电力电子实验——单相半控桥整流实验。富有经验的肖勇老师用幽默的和启发式的方式给我们生动讲解了基本实验原理，然后仔细地介绍了实验设备的使用。大家在听完讲解后，带着第一次的好奇和跃跃欲试的激动，亲手操作，观测到纯阻性负载、阻感负载和在失控情况下的波形图。在这次实验中，让我们加深了对单相半控桥整流电路的认识，并体会到了对这个学科的趣味性和实用性。以下是我们对这次实验的综合阐述。 一、 实验的基本内容 1、 实验项目名称：单相半控桥整流电路实验 2、 实验完成目标：观察到预期情况下分别带阻性负载、阻感负载和失控条件下的电路波形 二、 实验条件描述 1、 主要设备名称及型号： ? MCL-Ⅲ型电力电子及电气传动教学实验台 浙江大学求是公司，容量1.5kV，质量150kg体积 1.6×0.75×1.6m3 ? TDS 1012型示波器 Tektronix公司 100MHz  1GS/s ? GDM-8145型数字万用表 2、 实验指导：肖勇老师 3、 小组人员分工： 李世新：电路基本连接，示波器调节，实验报告主要撰写者 张轩铭：实验数据记录及处理，数据检查 段秦尉：实验波形记录（波形采集），电路连接 田  野：电路连接，电路校对，实验安全监督 王  乾：万用表调节及数据测量 三、 实验过程描述 1、 实验步骤及原理图 每个导电回路中有一个晶闸管和二极管。其中晶闸管共阴极，二极管共阳极。VT1和VT2在一个周期中交错导通，触发脉冲相差180°。在输入电压正半周触发角α给VT1加触发脉冲，输入电压经过VT1和VT4向负载供电，此时输出的电压波形与输入的电压波形相同，即Ud=U2。当输入电压过零时VD3与VT1续流，在下一个VT2的触发脉冲之前输出的电压为0.此时VT2承受正向电压，VT2触发导通以后VT1承受反向电压截止，VT2与VD3向负载供电，输出电压波形与输入电压波形相反，Ud=-U2。在输入电压相同的情况下，调节晶闸管的触发角α可以控制输出电压大小。 实验平台连线后电路图 2、 实现同步 （1）从三相交流电源进端曲线电压Uuw（约230V）到降压变压器（MCL-35），输出单相电压（约120V）作为整流输入电压U2； （2）在（MCL-33）两组基于三相全控整流桥的晶闸管阵列（共12只）中，选定两只晶闸管，要实现同步则选择的两只管子脉冲相位需相差180°，实验面板提供了两组三相桥式全控整流晶闸管阵列，序号相邻晶闸管相位相差60°，两组序号相同的晶闸管脉冲相位相同，选定两只晶闸管VT1和VT4，将两只晶闸管按共阴极连接。 （3）将连接好的两只共阴极晶闸管与整流二极管阵列（共6只）中的两只共阳极方式连接二极管组成半控整流桥，保证控制同步，外接纯阻性负载。 （4）在负载回路上串联电流表，接入可调纯电阻负载，并把电阻值调到最大。 （5）按照原理图将电路接线完毕后。用示波器显示Ud波形为同步。 ? 思考1：接通电源和控制信号后，如何判断移相控制是否同步？ 答：接通电源和控制信号后，在示波器上得到稳定输出的电压波形，一个周期输出两个正半周波形，且从输出电压波形能观察到明显的从零到非零的跳变，其跳变时刻与最近的前一个电压为零的时刻之差如果相等则移相控制同步。 3、 单相半控桥纯电阻负载 单相半控桥实验原理图（纯电阻负载） 1) 纯电阻负载工作情况：从三相交流电源取线电压Uu（约230v）到降压变压器，输出单相电压作为整流输入电压U2。在U2正半周，若４个管子均不导通负载电流id为0，ud也为0。若在触发角α处给VT1加脉冲，则VT1和VD4导通，电流从二次绕组上端（假设此时上端为正半周期）经VT1、R、VD4流回绕组下端。当u2过零时，流经晶闸管的电流也为0，晶闸管VT1关断。在u2负半周，仍在触发角α处触发VT3，VT3和VD2导通，电流从二次绕组下端（此时下端为正半周期）流出，经VT3、R、VD2流回绕组上端。到u2过零时，电流又降为0，晶闸管VT3关断。此后重复循环此过程。 2) 推算出纯电阻负载下Ud与U2关系式： 向负载输出直流电流的平均值为 3) 连续改变触发角α，测量并记录电路实际最大移相范围，用相机分别记录α为最小、90°和最大时的输出电压ud的波形（注:负载电路不宜过小，确保当输出电压较大时，Id＜0.6A）； 4) 实验数据及波形： 通过调节移相可调电位器RP调节触发角α，观察当晶闸管触发脉冲的触发角α最小时输出电压ud波形，并拍摄此时数字示波器显示波形如上图 再次调节移相可调电位器RP来调节触发角，观察当晶闸管触发脉冲的触发角α为90°时输出电压ud波形，并拍摄此时数字示波器显示波形如上图。 再次调节移相可调电位器RP和触发角α，观察当晶闸管触发脉冲的触发角α最大时输出电压ud波形，并拍摄此时数字示波器显示波形如上图。 ? 实验测得数据（数字万用表选择范围：20V/200V; 触发角α为数格子换算后所得数据）：    输入触发角范围 输出电压Ud 触发角α(°) α最大 Ud=17.57V 135 α=90° Ud=56.00V 86 α最小 Ud=107.00V 6       ? 思考 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：如何利用示波器测定移相控制角的大小？ 答：先控制示波器定格，把两条垂直标尺移动到整流后波形的始末两端，得到整流后波形的长度t，再用同样方法得到原正弦半波周期T，用 算出控制角。 5) 调节移相可调电位器RP，在最大移相范围之内，测量8组在不同触发角α之下，整流输出电压u2、控制信号Uct、和整流输出Ud的数值，共测量9组数据。（原始数据单见后） 4、 半控桥阻-感性负载（串联L=200mH）实验： 单相半控桥实验原理图（阻感负载） 1) 带阻感负载工作情况：在u2正半周期，触发角α出给晶闸管VT1加触发脉冲使其导通，Ud=U2。负载中有电感存在使负载电流不能突变，电感对负载电流起平波作用（若电感很大，负载电流id连续其波形将近似为一条直线）。当u2过零变负时，由于电感作用晶闸管VT1和VD4中仍通过电流id并不关断。至ωt=π+α时刻，给VT2加触发脉冲，因VT2本已承受正向电压，故导通，此时，u2则向VT1施加反压而使其关断，引起换相。此后重复循环此过程。 2) 推算出阻感负载下Ud与U2关系式 3) 断开总电源，将负载电感L=200mH串入负载回路；接通电源，连续改变触发角α（注意电流表指针变化），记录α最小、最大和90°时的输出电压Ud波形，观察其特点。（Id 不超过0.6A） 4) 调节移相可调电位器RP，观察接入阻感性负载情况下，当晶闸管触发脉冲的触发角α最大时输出电压ud波形。拍摄示波器显示波形如上图。 ? （注意：此时波形中每周期均出现了干扰信号，经 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，这一现象是由于电路中电感L的存在，是电路产生积分环节所致。） 5) 调节移相可调电位器RP，观察接入阻感性负载情况下，当晶闸管触发脉冲的触发角α=90°时输出电压Ud波形，拍摄示波器显示波形如上图。 6) 调节移相可调电位器RP，观察接入阻感性负载情况下，当晶闸管触发脉冲的触发角α最小时输出电压Ud波形，拍摄示波器显示波形如上图。 ? 带阻感性负载时输出波形特点： 在U2正半周，触发角α处给晶闸管VT1施加触发脉冲，U2经VT1和VD4向负载供电。U2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。此阶段若忽略器件的通态压降则负载压降Ud不会出现负的情况。在U2负半周触发角α时刻，VT2与VD3触发导通，同时向VT1施加反向电压并使之关断，U2经VT2和VD3向负载供电。U2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT1和VD4续流，负载压降Ud又变为零。 ? 因此，带阻感性负载的单相半控桥整流电路的输出波形不会出现负的情况，且较纯阻性负载的输出电压平均值更大。 7) 固定触发角α在较大值，调节负载电阻由最大逐步减小（分别达到电流断续、临界连续和连续Id接近0.6A时测量。注意 Id ≤0.6A），并记录电流Id波形，观察负载阻抗角的变化对电流Id的滤波效果； 8) 调节触发角α在较大值（便于观察到电流断续），保持α不变，调节负载电阻值由最大逐步减小，同时观察电流表指针，直到输出波形出现明显电流断续时，停止调节电阻。拍摄输出电压波形图如上图。 ? （注意：电流在趋近于零时突然减小到零，波形出现陡坡，原因为此时电流已经小于晶闸管的擎住电流，晶闸管自动关闭。） 9) 继续减小负载电阻值，直到观测到输出波形出现临界断续时，停止调节电阻。拍摄输出电压波形图如上图所示。 10) 继续减小负载电阻值（依然保持Id＜0.6A），直到示波器上出现连续电流波形时，停止调节电阻。拍摄输出波形图如上图所示。 ? 思考：如何在负载回路获取负载电流的波形？ 答：阻性负载存在于负载回路上，可以通过示波器显示阻性负载的电压波形，由于电流和电压只存在倍数关系，所以电流波形和电压波形一致，从而间接测得电流波形。 5、 失控情况 1) 描述：调整控制角α或负载电阻，使Id≈0.6A，突然断掉两路晶闸管的脉冲信号（模拟将控制角α快速推到180°），制造失控现象，记录失控前后的Ud波形。 2) 调整控制角α或负载电阻，使Id≈0.6A，拍摄晶闸管失控前波形图如下图所示。 3) 断掉两路晶闸管的脉冲信号，拍摄晶闸管失控后波形图如下图所示。 ? 思考题： 1) 失控现象及原因分析 单相桥式半控整流电路带阻感负载，失控前，通过控制触发角a来控制整流输出电压的大小，失控后，晶闸管失去脉冲信号，输出电压波形为整流前输入电压波形的正半波，而与a角大小无关。原因在于电路正常工作时，依靠晶闸管在脉冲信号的触发下交替导通，进而实现整流的效果。而失控后，由于储能元件电感的存在，而使得一个晶闸管一直导通，另一个不能正常开通，两个二极管交替导通，所以输出电压波形为输入电压波形的正半波。不能达到整流的目的。 2) 判断哪知晶闸管失控的方法 利用示波器的双通道，将输入电压信号通过CH2通道接入示波器，失控后输出电压信号通过CH1接入示波器，在示波器上同时显示两通道信号波形。 a) 如果输出电压波头和输入电压正半周同相位，则是因为VT2晶闸管的触发控制脉冲失控导致VT2无法正常导通而电路失控。 b) 如果输出电压和输入电压负半周同相位，则是因为VT1晶闸管的触发控制脉冲失控导致VT1无法正常导通而电路失控。 继续阅读