1、1第一部分 典型电力电子器件实验实验一 SCR（单向和双向）特性与触发实验一、实验目的1、了解晶闸管的基本特性。2、熟悉晶闸管的触发与吸收电路。二、实验内容1、晶闸管的导通与关断条件的验证。2、晶闸管的触发与吸收电路。三、实验设备与仪器1、典型器件及驱动挂箱（DSE01） DE01 单元2、触发电路挂箱（DST01） DT02 单元3、触发电路挂箱（DST01） DT03 单元（也可用 DG01 取代）4、电源及负载挂箱（DSP01） 或“电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” DP01、DP02 单元5、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作图 1-1 晶闸管及
2、其驱动电路21、晶闸管的导通与关断条件的验证：晶闸管电路面板布置见图 1-1，实验单元提供了一个脉冲变压器作为脉冲隔离及功率驱动，脉冲变压器的二次侧有相同的两组输出，使用时可以任选其一；单元中还提供了一个单向晶闸管和一个双向晶闸管供实验时测试，此外还有一个阻容吸收电路，作为实验附件。打开系统总电源，将系统工作模式设置为“电力电子” 。将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为 220V；将“DT03”单元的钮子开关“S1”拨向上，用导线连接模拟给定输出端子“K” 和信号地与“DE01”单元的晶闸管 T1 的门极和阴极；取主电源“MP001”单元的一路输出“U”和输出中线“ L0
3、1”连接到“DP01”单元的交流输入端子“U”和“L01” ，交流主电源输出端“AC15V” 和“O” 分别接至整流桥输入端“AC1”和“AC2” ，整流桥输出接滤波电容（“DC+ ”、“DC-”端分别接“C1” 、 “C2”端） ；“DP01 ”单元直流主电源输出正端“DC+”接“ DP02”单元 R1 的一端，R1 的另一端接 “DE01” 单元单向可控硅 T1 的阳极，T1 的阴极接“DP01”单元直流主电源输出负端“DC- ”。闭合控制电路及挂箱上的电源开关，调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K ”点输出电压为“0V” ；闭合主电路，用示波器观测 T1 两端电压；调节“DT03
4、”单元的电位器“RP2”使“K”点电压升高，监测 T1 的端电压情况，记录使 T1 由截止变为开通的门极电压值，它正比于通入 T1 门极的电流IG； T1 导通后，反向改变“RP2 ”使“K”点电压缓慢变回 “0V”，同时监测T1 的端电压情况。断开主电路、挂箱电源、控制电路。将加在晶闸管和电阻上的主电源换成交流电源，即“AC15V”直接接“R1”一端，T1 的阴极直接接“O” ；依次闭合控制电路、挂箱电源、主电路。调节 “DT03”单元的电位器“RP2 ”使“K”点电压升高，监测 T1 的端电压情况；T1 导通后，反向改变“RP2 ”使“K”点电压缓慢变回“0V” ，同时监测并记录 T1 的
5、端电压情况。通过实验结果，参考教材相关章节的内容，分析晶闸管的导通与关断条件。实验完毕，依次断开主电路、挂箱电源、控制电路。2、晶闸管的触发与吸收电路：将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为 220V；用导线连接“DT02” 单元输出端子“OUT11” 和“OUT12 ”与“DE01” 单元的脉冲变压器输入端“IN1”和“IN2” ；取主电源的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的交流输入端子 “U”和“L01” ；“DP01”单元的同步信号输出端“A”和“B”连接到锯齿波移相触发电路的同步信号输入端“A”和“B” ；将“DE01” 的脉冲变压器输出“g
6、1”和3“k1”分别接至单向可控硅“T1”的“G”和“K”两极上；“DP01 ”单元交流主电源输出同相端“AC15V”接“DP02”单元 R1 的一端，R1 的另一端接“DE01” 单元单向可控硅 T1 的阳极，T1 的阴极接“DP01 ”单元交流主电源输出中心点“O” 。依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关以及主电路。调节“DT02”单元的移相控制电位器“RP1”使可控硅导通；用示波器观测 T1 两端电压波形；依次断开主电路、挂箱电源开关以及控制电路；将“DE01”单元的阻容吸收网络并接在 T1 阳极与阴极的两端；依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关以及主电路，用示波器观测 T1 两端电压波形；
7、记录增加吸收环节前后 T1 两端的电压波形，参考教材相关章节的内容，分析吸收电路的作用。实验完毕，依次断开主电路、挂箱电源、控制电路以及系统总电源，拆除实验接线。3、双向晶闸管的特性实验：可以参照以上实验步骤进行实验，在此不再赘述，有兴趣的同学可以参考有关教材，自拟实验过程，通过实验分析双向晶闸管与单向晶闸管的区别。五、实验报告1、通过实验数据验证晶闸管的导通与关断条件。2、通过波形比较分析吸收电路的作用。3、结合教材，分析脉冲变压器在实验中的作用；思考，如果不用脉冲变压器，实验中要注意哪些问题。4实验二 GTR 的特性、驱动与保护实验一、实验目的1、了解大功率晶体管 GTR 的基本特性。2、
8、熟悉 GTR 的驱动与吸收电路。二、实验内容1、GTR 的特性、驱动与保护电路。三、实验设备与仪器1、 “典型器件及驱动挂箱（DSE01） DE02 单元2、 “触发电路挂箱（DST01） DT03 单元3、 “电源及负载挂箱（DSP01） ” 或“电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” DP01、DP02 单元4、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、GTR 的特性、驱动与保护实验：实验系统提供了带有光电隔离并具有非饱和监测器的 GTR 驱动电路，其原理见图 1-2A。当 GTR 正常导通时，两个高反压二极管 VD5 和 VD6 均导通，图 1-2A GTR
9、 驱动与保护电路原理图5VD4 时贝克钳位二极管使 GTR 处于临界饱和状态。单元面板布置见图 1-2B。2、实验操作：打开系统总电源，将系统工作模式设置为“电力电子” 。将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为 220V；用导线连接“DT03”单元脉冲输出“P+ ”到脉冲驱动输入端 “IN1”，输出端子“OUT11”和 “OUT12”与“DE02”单元的驱动电路输入端“IN1”和“IN2 ”；取主电源的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的隔离变压器交流输入端子“U”和“L01” ，交流主电源输出端“AC15V” 和“0” 分别接至整流桥输入端“AC1”
10、和“AC2” ，整流桥输出接滤波电容（“DC+ ”、“DC-”端分别接“C1” 、 “C2”端） ；“DP01 ”单元直流主电源输出正端“DC+”接“ DP02”单元 R1 的一端，R1 的另一端接 “DE02” 单元 GTR 的C 极， GTR 的 E 极接“DP01”单元直流主电源输出负端“DC- ”。让“DT03” 单元工作于 PWM 波形发生器状态，接线完毕经实验指导老师确认无误后，依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关以及主电路。用示波器观测 GTR 两端电压波形；调节 DT03 单元控制电位器“RP2”使控制信号占空比为 50%附近，以便波形观察。断电，将“DE02” 单元的“RDC
11、”吸收电路并接于 GTR 两端，上电，用示波器观测 GTR 两端电压波形；在负载电阻 R1 后再串入一电感负载，重复以上步骤，测试在电感负载下 GTR 的工作波形。参考教材相关章节的内容，分析驱动电路的工作原理。实验完毕，依次断开主电路、挂箱电源、控制电路。五、实验报告1、通过波形观测，定性分析 GTR 驱动电路的原理和作用。图 1-2B GTR 驱动与保护电路62、通过波形比较分析吸收电路的作用。实验三 MOSFET 的特性、驱动与保护实验一、实验目的1、掌握 MOSFET 的基本特性。2、熟悉 MOSFET 的驱动电路构成及工作原理。二、实验内容1、MOSFET 的特性、与驱动电路测试各原
12、理验证。三、实验设备与仪器1、 “典型器件及驱动挂箱（DSE01） DE03 单元2、 “触发电路挂箱（DST01） DT03 单元3、 “电源及负载挂箱（DSP01） ” 或“电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” DP01、DP02 单元4、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、MOSFET 的特性与驱动实验：实验系统提供了带有光电隔离的 MOSFET 驱动电路，电路设计使输出级阻抗较小，从而解决了与栅极驱动源低阻抗匹配问题，使得栅极驱动的关断时间缩短。其原理示意图如图 1-3。图 1-3 MOSFET 简单驱动电路72、实验操作：、分析 MOSFET 工
13、作特性：打开系统总电源，将系统工作模式设置为“电力电子” 。将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为 220V；将“DT03”单元的钮子开关“S1”拨向上，用导线连接模拟给定输出端子“K” 和信号地与 “DE03”单元的 MOSFET 的 G 极和 S 极；取主电源“MP001”单元的一路输出“U”和输出中线“ L01”连接到“DP01”单元的交流输入端子“U”和“L01” ，交流主电源输出端“AC15V” 和“0” 分别接至整流桥输入端“AC1”和“AC2” ，整流桥输出接滤波电容（“DC+ ”、“DC-” 端分别接“C1” 、 “C2” 端） ；“DP01 ”单元直流主电
14、源输出正端“DC+”接“ DP02”单元 R1 的一端，R1 的另一端接 “DE03” 单元MOSFET 的 D 极，MOSFET 的 S 极经取样电阻接 “DP01”单元直流主电源输出负端“DC-” 。闭合控制电路及挂箱上的电源开关，调节 “DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点输出电压为“0V” ；闭合主电路，用示波器观测MOSFET 两端电压；调节 “DT03”单元的电位器“RP2”使“K ”点电压升高，监测 MOSFET 的端电压情况，记录使 MOSFET 由截止变为开通的门极电压值；继续检测 MOSFET 端电压情况，反方向调节 RP2，使“K”点电压降低。通过实验结果，分析 M
15、OSFET 工作特性，实验完毕，断电，拆线。、MOSFET 的驱动实验：将“DT03”单元的钮子开关“S1”拨向下，波形发生器，设为 PWM 工作模式；用导线连接“ DT03”单元脉冲输出“P+”和脉冲驱动输入端 “IN1”，输出端子“OUT11 ”和“OUT12”与“DE03”单元的驱动电路输入端“IN1”和“IN2” ；驱动电路输出端“OUT”和“COM”分别接 MOSFET 的“G”和“S” ；取主电源的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的隔离变压器交流输入端子 “U”和“L01”，交流主电源输出端“AC15V” 和“0 ” 分别接至整流桥输入端“AC1”和“AC2
16、” ，整流桥输出接滤波电容（“DC+ ”、 “DC-”端分别接“C1”、 “C2”端） ；“DP01”单元直流主电源输出正端 “DC+”接“DP02”单元 R1 的一端，R1 的另一端接“DE03” 单元 MOSFET 的 D 极，MOSFET的 S 极经过一个电流取样电阻接“DP01 ”单元直流主电源输出负端“DC-” 。让“DT03 ” 单元工作于 PWM 波形发生器状态，依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关以及主电路。用示波器观测 MOSFET 两端电压波形；调节 DT03单元控制电位器“RP2” 使控制信号占空比为 50%附近，以便波形观察。断电，将“DE03 ” 单元的“RC”吸收电路
17、并接于 MOSFET 两端，上电，用示波器观测 MOSFET 两端电压波形；参考教材相关章节的内容，分析驱动电路的工作原理。实验完毕，依次断开主电路、挂箱电源、控制电路。8五、实验报告1、通过实验，掌握 MOSFET 工作特性。2、通过波形观测，定性分析 MOSFET 驱动电路的原理和作用。3、通过波形比较分析吸收电路的作用。4、分析 MOSFET 与晶闸管导通关断条件的区别。910实验四 IGBT 的特性、驱动与保护实验一、实验目的1、掌握 IGBT 的基本特性。2、熟悉 IGBT 的驱动电路构成。3、了解 IGBT 和 MOSFET 的区别。二、实验内容1、IGBT 的特性、驱动与保护电路
18、。三、实验设备与仪器1、 “典型器件及驱动挂箱（DSE01） DE04 单元2、 “触发电路挂箱（DST01） DT03 单元3、 “电源及负载挂箱（DSP01） ” 或“电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” DP01、DP02 单元4、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、实验电路的组成：图 1-4 IGBT 集成驱动电路11实验系统以 IR 公司生产的集成 IGBT 高端驱动电路 IR2125 为核心，构成高性能 IGBT 驱动与保护电路，其内部结构与外围电路示意图见图 1-4。打开系统总电源，将系统工作模式设置为“电力电子” 。将主电源电压选择开关置于
19、“3”位置，即将主电源相电压设定为 220V；将 “DT03”单元的钮子开关“S1”拨向上，用导线连接模拟给定输出端子“K” 和信号地与“DE04”单元的 IGTT 的 G 极和 E 极；取主电源“MP001 ”单元的一路输出“U”和输出中线“L01 ”连接到“DP01”单元的交流输入端子 “U”和“L01” ，交流主电源输出端“AC15V” 和“O” 分别接至整流桥输入端“AC1”和“AC2” ，整流桥输出接滤波电容（“DC+” 、 “DC-”端分别接“C1” 、 “C2”端） ；“DP01”单元直流主电源输出正端“DC+”接“DP02”单元 R1 的一端，R1的另一端接“DE04” 单元
20、IGTT 的 C 极，IGBT 的 E 极经取样电阻接“DP01”单元直流主电源输出负端“DC-” 。闭合控制电路及挂箱上的电源开关，调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点输出电压为“0V ”；闭合主电路，用示波器观测 IGBT 两端电压；调节“DT03”单元的电位器“RP2”使“K”点电压升高，监测 IGBT 的端电压情况，记录使 IGBT 由截止变为开通的门极电压值；继续检测 IGBT 端电压情况，反方向调节 RP2，使“K ”点电压降低。通过实验结果，分析 IGBT 工作特性，实验完毕，断电，拆线。2、实验操作：IGBT 的驱动与保护实验：将“DT03”单元的钮子开关“S1 ”
21、拨向下，波形发生器，设为 PWM 工作模式；用导线连接“DT03 ”单元脉冲输出“P+”和脉冲驱动输入端“IN1” ，输出端子“OUT11”和“OUT12”与“DE03”单元的驱动电路输入端“IN1”和“IN2” ；驱动电路输出端“HO”和“VS”分别接 MOSFET 的“G”和 “E”；取主电源的一路输出“U ”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元的交流输入端子“U”和“L01” ，交流主电源输出端“AC15V” 和“0” 分别接至整流桥输入端 “AC1”和“AC2” ，整流桥输出接滤波电容（“DC+” 、 “DC-”端分别接“C1” 、 “C2”端） ；“DP01”单元直流主电源输出
22、正端“DC+”接“DP02” 单元 R1 的一端，R1 的另一端接“DE04” 单元 IGBT 的 C 极，IGBT 的 E 极经过一个电流取样电阻接“DP01”单元直流主电源输出负端“DC-” 。让“ DT03” 单元工作于 PWM 波形发生器状态，依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关以及主电路。用示波器观 IGBT 两端电压波形；调节 DT03 单元控制电位器“RP2”使控制信号占空比为 50%附近，以便波形观察。断电，将“DE03” 单元的“RC ”吸收电路并接于 IGBT 两端，上电，用示波器观测 IGBT 两端电压波形；参考教材相关章节的内容，分析驱动电路的工作原理。实验完毕，依次断开
23、主电路、挂箱电12源、控制电路。五、实验报告1、通过实验，掌握 IGBT 工作特性。2、通过波形观测，定性分析 IGBT 驱动电路的原理和作用。3、通过波形比较分析吸收电路的作用。4、分析 IGBT 与可晶闸管导通关断条件的区别。1314实验五 单结晶体管触发电路的研究一、实验目的1、了解单结晶体管触发电路 的组成和工作原理。2、验证单结晶体管触发电路的各点工作波形。二、实验内容1、用示波器观察触发电路各测试点，记录波形，分析电路的工作原理。三、实验设备与仪器1、触发电路挂箱（DST01） DT01 单元 。2、 “电源及负载挂箱（DSP01） ” 或者“电力电子变换技术挂箱a（DSE03）
24、” DP01 单元 。3、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、验电路组成及原理：单结晶体管触发电路的面板布置见图 1-5，图中给出了触发电路的原理图示意图，交流电源由 A 和 A1 端输入经过整流和稳压管削波后变成梯形波，作为触发电路的电源和同步信号。晶体管 VT1 将移相电压和偏置电压综合，共同作用于 VT2 为电容 C1 提供恒流充电，使移相控制均匀。电容电位大到一定值使得单结晶体管进入负组区，从而通过单结晶体管进行放电，当电容电压放至低于单结晶体管的谷点以下时，单结晶体管阻断，电容电位再次升高，如此图 1-5 单结晶体管触发电路15电路就产生一系列脉冲电
25、流。由于同步信号的作用，脉冲列的第一个脉冲同步与交流电源，控制该脉冲的相位，并使之作用于晶闸管门极，则可实现相控整流。2、实验操作：打开系统总电源，系统工作模式设置为“电力电子” 。将主电源面板上的电压选择开关置于“3”位置，即主电源相电压输出设定为 220V。取出主电路的一路输出“U”和中线“L01”连接到电源单元“DP01”隔离变压器的输入端子“U”和 “L01”；“DP01”单元的单相同步信号输出端 “A”和“A1”分别接触发电路（DT01 单元）的同步输入端“A” 和“A1” ；注意连线的极性。之后依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关以及主电路。调节“DT01”单元的“移相”电位器，用示
26、波器观测电路单元上的各测试点“C” 、 “D”、 “F”、“G”，并记录各点波形。参考教材，分析电路工作原理。实验完毕，依次关闭系统主电路、挂箱上的电源开关、控制电路最后关闭系统总电源。五、实验报告1、观察并记录触发电路各测试点电压波形。2、通过实验现象分析触发电路的工作原理。16实验六 单相 PWM、SPWM 脉宽调制波形发生电路研究一、实验目的1、了解单相 PWM、SPWM 波形发生电路的工作原理。2、熟悉单相 PWM、SPWM 波形发生电路的一般特点。3、熟悉 DT03 单元的使用方法，为后续实验操作做准备。二、实验内容1、用示波器观察触发电路各测试点，记录各点波形，分析电路的工作原理。
27、三、实验设备与仪器1、 “触发电路挂箱” （DST01） DT03 单元2、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、电路组成：PWM、SPWM 波形发生电路面板布置见图 1-6，其中，P 、P为两路相位互差 180的 PWM 或 SPWM 波形输出端口；A 、A1、B 为同步信号引入图 1-6 单相 PWM、SPWM 波形发生器面板17端 M 为信 78 号输出供单相调功电路使用；PM 、PA 是给软开关实验中辅管脉冲输出端；IN1、IN2 为两路脉冲功率放大电路的输入端口，一般对应将P、P信号输出引入其端口，通过放大输出；图中给出了电路的原理示意图。DT03 单
28、元为多功能波形发生器电路，可以实现 PWM 波形发生、SPWM 波形发生以及单相调功电路的可控宽度脉冲列的产生等。电路中包含三角波发生器、正弦波发生器、直流电压给定、死去生成电路、软开关控制脉冲生成电路、调功控制脉冲生成电路以及脉冲功率放大电路。2、实验操作：1） 、PWM 波形检测：打开系统总电源，系统工作模式设置为“电力电子” 。依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关。将波形发生器单元“DT03”的开关“S1”拨向下，此时波形发生器为 PWM 波形发生器。调节给定电位器 RP2，用示波器分别对地观测“P+ ” 、 “P-”点波形，改变给定电压，观测波形变化情况，记录不同给定情况下的输出波形。参
29、考教材相关章节的内容，分析电路工作原理。实验完毕，依次断开挂箱电源开关、控制电路开关。2） 、SPWM 波形检测：依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关。将波形发生器单元“DT03”的开关“S1”拨向上，此时波形发生器为 SPWM 波形发生器。调节正弦波给定电位器“RP1” ，用示波器分别对地观测 “P+” 、 “P-”点波形，改变正弦波的电压和频率（调节“RP1 ”） ，观测波形变化情况，记录不同给定情况下的输出波形。参考教材相关章节的内容，分析电路工作原理。实验完毕，依次断开挂箱电源开关、控制电路开关。五、实验报告1、观察并记录 PWM 波形发生电路各测试点以及输出电压波形。2、分析 PWM
30、波形发生电路的工作原理。3、观察并记录 SPWM 波形发生电路各测试点以及输出电压波形。2、分析 SPWM 波形发生电路的工作原。18实验七 基本型三相 SPWM 脉宽调制波形发生电路的研究一、实验目的1、了解三相 SPWM 波形发生电路的工作原理。2、熟悉三相 SPWM 波形发生电路的一般特点。3、熟悉三相 SPWM 波形发生器的应用。二、实验内容1、用示波器观察触发电路各测试点，记录各点波形，分析电路的工作原理。三、实验设备与仪器1、 “触发电路挂箱”或“触发电路挂箱b” （DST02 ） DT05 单元2、 “给定单元挂箱（DSG01） ” 或“给定及调节器挂箱（DSG02） ” DG0
31、1 单元3、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、三相 SPWM 波形发生器组成：SPWM 波形发生器电路面板布置见图 1-7。左下方端子“Ukv ”为电压控图 1-7 SPWM 波形发生器面板19制端，用来控制调制信号电压幅值， “Ukf”为频率控制端，用来控制调制信号的频率。 “Tc”为三角波测试端， “Vc”为幅值测试端， “Fc”为频率测试端，对应左侧电位器为相应信号调整电位器。左上方数显表指示调制信号的频率，“TYPE”模式控制端，用来设置波形发生器的工作模式，该端接地为基本SPWM 工作模式，悬空为改进型（三次谐波注入）SPWM 工作模式。 “FR”
32、为相序控制端，悬空为正序，接地为逆序，使用时需要通过转向控制单元对其进行控制。 “封锁”端用来封锁输出脉冲信号。 “U、 V、W”为三相调制信号的测试端。 “UM1、UM2、VM1、VM2、WM1、WM2”为 SPWM 输出脉冲测试端。2、实验操作及波形测试：打开系统总电源，将系统工作模式设置为“电力电子” 。用导线连接给定单元“DG01”输出“Un*1”与波形发生单元“DT05 ”的频率控制端“UK F”和电压控制端“UK V”；两单元的信号地也要通过导线相连；依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关。将“DG01”单元的极性开关 S1 拨向正、阶跃开关拨向上方；“DT05”单元模式控制端“TYP
33、E”接信号地，此时波形发生器为基本型 SPWM 波形发生器。调节给定电位器 RP1（DG01） ，用示波器分别观测各测试点波形；改变给定电压，观测波形变化情况，记录不同给定情况下的输出波形。参考教材相关章节的内容，分析电路工作原理。实验完毕，依次断开挂箱电源开关、控制电路以系统总电源开关。五、实验报告1、观察并记录基本型三相 SPWM 波形发生电路各测试点输出波形。2、分析电路的工作特性及工作原理。20实验八 改进型三相 SPWM 脉宽调制波形发生电路的研究一、实验目的1、了解三相改进型 SPWM 波形发生电路的工作原理。2、熟悉三相改进型 SPWM 波形发生电路的一般特点。3、熟悉实验系统所
34、提供的三相 SPWM 波形发生器的应用。二、实验内容用示波器观察触发电路各测试点，记录各点波形，分析电路的工作原理。三、实验设备与仪器1、 “触发电路挂箱”或“触发电路挂箱b” （DST02 ） DT05 单元2、 “给定单元挂箱（DSG01） ” 或“给定及调节器挂箱（DSG02） ” DG01 单元3、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、三相改进型 SPWM 波形发生器的组成：SPWM 波形发生器电路面板布置见图 1-8，电路与基本型为同一单元，只是采用不同工作模式，在此不再重复介绍。图 1-8 SPWM 波形发生器面板212、验操作及波形测试：打开系统总
35、电源，将系统工作模式设置为“电力电子” 。用导线连接给定单元“DG01”输出“Un*2”与波形发生单元“DT05 ”的频率控制端“UK F”和电压控制端“UK V”；两单元的信号地也要通过导线相连；合上机柜电源，依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关。将“DG01”单元的极性开关 S1 拨向正、阶跃开关拨向上方；“DT05”单元模式控制端“TYPE”悬空，此时波形发生器为改进型 SPWM 波形发生器。调节给定电位器“DG01” “RP1”，用示波器分别对地观测各测试点波形（参考实验七） ；改变给定电压，观测波形变化情况，记录不同给定情况下的输出波形。参考教材相关章节的内容，分析电路工作原理。实验完
36、毕，依次断开挂箱电源开关、控制电路以及系统总电源开关。五、实验报告1、观察并记录改进型 SPWM 波形发生电路各测试点以及输出电压波形，分析电路的工作特性及工作原理。2、分析改进型 SPWM 波形发生器与基本型波形发生器的区别。22实验九 单相锯齿波移相触发电路的研究一、实验目的1、了解锯齿波移相触发电路 的工作原理。2、了解锯齿波移相触发电路 的一般特点。二、实验内容1、用示波器观察触发电路各测试点，记录各点波形，分析电路的工作原理。三、实验设备与仪器1、触发电路挂箱（DST01） DT02 单元 。2、 “电源及负载挂箱（DSP01） ” 或者“电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” D
37、P01 单元 。 3、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作图 1-9 集成锯齿波移相触发电路231、实验电路的组成：集成单相锯齿波移相触发电路的面板布置见图 1-9，图中给出了集成电路的内部原理示意图。集成电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏移电路、移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路组成。2、实验操作：打开系统总电源，系统工作模式设置为“电力电子” 。将主电源电压选择开关置于“3”位置，即将主电源相电压设定为 220V；取出主电路的一路输出“U”和输出中线“L01”连接到“DP01”单元隔离变压器的交流输入端“U”和“L01” ；“DP01”单元
38、的同步信号输出端“A ”和“B”连接到锯齿波移相触发电路（DT02）的同步信号输入端“A ”和“B” 。然后，依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关以及主电路。调节 DT02 单元的移相控制电位器“RP1”，用示波器分别观测触发器单元各测试点，并记录各点波形，参考教材相关章节的内容，分析电路工作原理。实验完毕，依次切断主电路、挂箱电源开关、控制电路以及系统总电源开关，最后拆除实验导线。五、实验报告1、观察并记录触发电路各测试点电压波形。2、分析触发电路的组成和工作原理。3、分析锯齿波触发电路与单结晶体管触发电路的区别。24实验十 三相锯齿波移相触发电路的研究一、实验目的1、了解三相锯齿波移相触发电
39、路的工作原理。2、进一步熟悉锯齿波移相触发电路的一般特点。3、熟悉三相锯齿波移相触发电路的应用。二、实验内容用示波器观察触发电路各测试点，记录各点波形，分析电路的工作原理。三、实验设备与仪器1、 “触发电路挂箱”或“触发电路挂箱a” （DST02） DT04 单元2、 “给定单元挂箱（DSG01） ” 或“给定及调节器挂箱（DSG02） ” DG01 单元3、三相同步变压器 DD05 单元4、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、实验电路的组成：“集成三相锯齿波移相触发电路”面板布置见图 1-10，电路以一片集成三相锯齿波移相触发电路芯片（TC787）为核心，辅
40、以少量外围器件构成。图中“Uk2 为移相控制输入端；“封锁”为输出脉冲封锁控制端； “a、b、c”为图 1-10 集成三相锯齿波移相触发电路25同步信号测试端，其对应左侧的电位器用来调整同步信号的相位；“u2、v2、w2”为三相锯齿波测试端；“G21-G26”为输出脉冲测试端；左下方三个电位器分别用来控制移相角初始偏置值和最大、最小逆变角。2、实验操作：打开系统总电源，系统工作模式设置为“电力电子” 。用导线连接给定单元“DG01”输出“Un*”触发单元“DT04”的输入端 “UK1”；两单元的信号地也要通过导线相连；用同步信号电缆连接“DD05”单元输出口“XST1”与“DT04”单元 GT
41、1 的同步信号输入口“XST” 。完成连线后，后依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关以及主电路。将“DG01”单元的给定极性开关拨向上，调节正给定电位器，用示波器分别观测各测试点，并记录各点波形，参考教材相关章节的内容，分析电路工作原理。实验完毕，依次断开主电路、挂箱电源、控制电路。五、实验报告1、观察并记录触发电路各测试点电压波形。2、结合教材及实验结果分析三相锯齿波移相触发电路的工作原理。26第二部分、电力电子变换技术实验一、AC-DC 变换技术实验一、单相半波可控整流电路一、实验目的1、掌握单相半波可控整流电路的基本组成。2、熟悉单相半波可控整流电路的基本工作特性。二、实验内容1、验证单相
42、半波可控整流电路的工作特性。三、实验设备与仪器1、 “电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” DE08、DE09 单元2、 “触发电路挂箱（DST01） DT01 单元3、 “电源及负载挂箱（DSP01） ” 或“电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” DP01、DP02 单元4、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、实验电路的组成：实验电路主要由触发电路、脉冲隔离、功率开关（晶闸管） 、电源及负载组成。实验系统提供了单结晶体管触发电路和集成单相锯齿波移相触发电路可供选择。实验指南以前者构成实验电路。主电路开关元件只有一个单向晶闸管，在交流电源的正半周波，触
43、发信号来临时，晶闸管满足条件开通，直到管子两端电位反向或者电路图 2-1 单相半波整流电路原理示意图27中的电流减小到晶闸管维持电流以下时管子关断。控制触发脉冲的相位，从而控制每个周期晶闸管开通的起始时刻。因为电路中只有一个开关管，所以只能完成半个周波范围内的相位控制，故此称其为半波可控整流电路。单相半波整流电路的原理示意见图 2-1。2、实验操作：打开系统总电源，系统工作模式设置为“电力电子” 。将主电源面板上的电压选择开关置于“3”位置，即主电源相电压输出设定为 220V。按 附图 1 完成实验接线。将 DT01 单元的控制电位器逆时针旋到头，经指导教师检查无误后，可上电开始实验。依次闭合
44、控制电路、挂箱上的电源开关、主电路；用示波器监测负载电阻两端的波形，顺时针缓慢调节 DT01 单元的控制电位器，观察并记录负载电压波形及变化情况；依次关闭系统主电路、挂箱上的电源开关、控制电路；改变电路的负载特性，在负载回路内串入大电感，重复以上操作，观察并记录相应波形；对比实验结果，参照教材相关内容，分析电路工作原理。实验完毕，依次关断系统主电路、挂箱电源开关、控制电路电源以及系统总电源。拆除实验导线，并整理实验器材。五、实验报告1、通过实验，掌握单相半波可控整流电路的工作原理和工作特性。2、拟定数据表格，分析实验数据。3、观察并绘制有关实验波形。（1） 、带电阻负载时的整流电压波形（2）
45、、带电阻串联大电感负载时的整流电压波形ud t28udt29实验二、单相全波可控整流电路一、实验目的1、掌握单相全波可控整流电路的基本组成和工作原理。2、熟悉单相半全波可控整流电路的基本特性。二、实验内容1、验证单相全波可控整流电路的工作特性。三、实验设备与仪器1、 “电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” DE08、DE09 单元2、 “触发电路挂箱（DST01） DT02 单元3、 “电源及负载挂箱（DSP01） ” 或“电力电子变换技术挂箱a（DSE03） ” DP01、DP02 单元4、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、实验电路的组成原理：实验电路
46、主要由触发电路、脉冲隔离、功率开关（晶闸管） 、电源及负载组成。主电路原理示意见图 2-2。单相全波可控整流电路又叫单相双半波可控整流电路，它采用带中心抽头的电源变压器配合两只晶闸管实现全波可控整流电路。就其输入输出特性而言与桥式全控整流电路类似，区别在于电源变压器的结构、晶闸管上的耐压以及整流电路的管压降大小。其电路自身特点决定了图 2-2 单相全波可控整流电路示意图30单相全波整流电路适合应用于低输出电压的场合。2、实验操作：打开系统总电源，系统工作模式设置为“电力电子” 。将主电源面板上的电压选择开关置于“3”位置，即主电源相电压输出设定为 220V。按 附图 2 完成实验接线。将 DT02 单元的控制电位器逆时针旋到头，经指导教师检查无误后，可上电开始实验。依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关、主电路；用示波器监测负载电阻两端的波形，顺时针缓慢调节 DT02 单元的控制电位器，观察并记录负载电压波形及变化情况，分析电路工作原理。实验完毕，依次关闭系统主电路、挂箱上的电源开关、控制电路以及系统总电源。五、实验报告1、通过实验，分析单相全波可控整流电路的工作原理和工作特性。2、拟定数据表格，分析实验数据。3、观察并绘制有关实验波形。（1） 、带电阻负载时的整流电压波形（2） 、带电阻串联大电感负载时的整流电压波形ud t
