第9章課程實(shí)訓(xùn)及實(shí)驗(yàn)9.1整流變壓器參數(shù)計(jì)算9.2平波電抗器參數(shù)計(jì)算9.3脈沖變壓器設(shè)計(jì)9.4課程設(shè)計(jì)及實(shí)習(xí)9.5實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一晶閘管的簡(jiǎn)易測(cè)試及導(dǎo)通關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二單相橋式半控整流電路的研究實(shí)驗(yàn)三三相橋式全控整流電路的研究實(shí)驗(yàn)四三相交流調(diào)壓電路的研究實(shí)驗(yàn)五GTR單相并聯(lián)逆變器的研究實(shí)驗(yàn)六IGBT斬波電路的研究9.1整流變壓器參數(shù)計(jì)算在晶閘管整流裝置中，滿足負(fù)載要求的交流電壓往往與電網(wǎng)電壓不一致，這就需要利用變壓器來(lái)進(jìn)行電壓匹配。另外，為降低或減少晶閘管變流裝置對(duì)電網(wǎng)和其它用電設(shè)備的干擾，也需要設(shè)置變壓器將晶閘管裝置和電網(wǎng)隔離。因此，在晶閘管整流裝置中一般都需要設(shè)置整流變壓器，它的參數(shù)計(jì)算是一個(gè)重要的問(wèn)題，對(duì)整流裝置的性能有著直接的影響。例如，主電路接線形式和負(fù)載要求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側(cè)的電壓只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化。如果交流側(cè)的電壓選得過(guò)高，則晶閘管裝置在運(yùn)行過(guò)程中控制角α就會(huì)過(guò)大，整個(gè)裝置的功率因數(shù)變壞，無(wú)功功率增加，在電源回路中電感上的壓降增大；此外，對(duì)應(yīng)晶閘管器件的額定電壓要求也高，裝置成本提高。如果交流側(cè)的電壓選得偏低，則可能即使控制角α=0°，整流輸出也達(dá)不到負(fù)載所要求的額定電壓，因而也就達(dá)不到負(fù)載所要求的功率。因此，必須根據(jù)負(fù)載的要求，合理計(jì)算整流變壓器的參數(shù)，以確保變流裝置安全、可靠運(yùn)行。9.1.1次級(jí)電壓U2欲精確計(jì)算整流變壓器次級(jí)電壓，就必須首先對(duì)主電路中影響U2值的各個(gè)因素加以考慮，它們是：（1）U2值的大小首先要保證滿足負(fù)載所要求的最大平均電壓Ud。（2）在分析整流電路工作原理時(shí)，我們?cè)?jīng)假設(shè)晶閘管是理想的開(kāi)關(guān)元件，導(dǎo)通時(shí)電阻為零，關(guān)斷時(shí)電阻為無(wú)窮大，但事實(shí)上，晶閘管并非是理想的半可控開(kāi)關(guān)器件，導(dǎo)通時(shí)有一定的管壓降，用UV表示。（3）變壓器漏抗的存在導(dǎo)致晶閘管整流裝置在換相過(guò)程中產(chǎn)生換相壓降，用ΔUx表示。（4）當(dāng)晶閘管整流裝置對(duì)直流電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，為改善電動(dòng)機(jī)的性能，保證流過(guò)電機(jī)的電流連續(xù)平滑，一般都需串接足夠大電感的平波電抗器。因平波電抗器具有一定的直流電阻，所以電流流經(jīng)該電阻會(huì)產(chǎn)生一定的電壓降。（5）晶閘管裝置供電的電動(dòng)機(jī)是恒速系統(tǒng)，在最大負(fù)載電流時(shí)，電機(jī)的端電壓除考慮電動(dòng)機(jī)的額定電壓UN外，還需要考慮電機(jī)電樞電阻的壓降，即電機(jī)的端電壓應(yīng)當(dāng)為電動(dòng)機(jī)的額定電壓UN和電樞電流在電樞電阻RD上壓降之和?？紤]到以上幾點(diǎn)，在選擇變壓器次級(jí)電壓U2的值時(shí)，應(yīng)當(dāng)取比理想情況下滿足負(fù)載要求的UN所要求的U2稍大的值。U2的具體數(shù)值可根據(jù)此情況下直流回路的電壓平衡方程求得。考慮到最嚴(yán)重的情況，回路的電壓平衡方程為（9-1）(1)ΔUxmax表示直流側(cè)電流最大時(shí)變壓器漏抗壓降的平均值。通過(guò)變換，變壓器的漏抗壓降平均值ΔUxmax可寫成式中：A——由表9-1選?。籆——由表9-1選?。籙2——變壓器次級(jí)的相電壓；uk%——變壓器的短路電壓百分比，100千伏安以下的變壓器取uk%=5，100～1000kVA的變壓器取uk%=5～8;Idmax/Id——負(fù)載的過(guò)載倍數(shù)，即最大過(guò)載電流與額定電流之比，其數(shù)值由運(yùn)行要求決定。(2)UPmax表示除了電動(dòng)機(jī)電樞電阻RD外，包括平波電抗器電阻在內(nèi)所有電阻RP上的壓降式中:γP=(INRP)/UN——對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定電流和電壓時(shí)電阻RP的標(biāo)么值。標(biāo)么值是指電阻RP對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)額定電流、額定電壓時(shí)的相對(duì)阻值，取這種值進(jìn)行計(jì)算可省去代入單位的麻煩，使計(jì)算簡(jiǎn)便。(3)UDmax表示恒速系統(tǒng)在電動(dòng)機(jī)最大過(guò)載電流IDmax時(shí)電機(jī)的端電壓，計(jì)算方法為式中 ——電動(dòng)機(jī)電樞電路總電阻RD的標(biāo)么值，對(duì)容量為15～150kW的電動(dòng)機(jī)，通常γD=0.08~0.04。(4)nUV表示主電路中電流經(jīng)過(guò)n個(gè)串聯(lián)晶閘管的管壓降之和。式（9-1）左端的Ud隨著主電路的接線形式和負(fù)載性質(zhì)的不同而不同，顯然逐個(gè)按主電路形式列寫比較繁瑣，這里給出考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)后的通式(9-5)式中, 表示當(dāng)控制角α=0°時(shí)，整流電壓平均值與變壓器次級(jí)相電壓有效值之比，此值可根據(jù)整流電路的接線形式查表9-1。 表示控制角為α?xí)r和α=0°時(shí)整流電壓平均值之比。根據(jù)接線形式可查表9-1。ε為電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)，根據(jù)規(guī)定，允許波動(dòng)＋5%～-10%，即ε=1.05～0.9。將式（9-2）、（9-3）、（9-4）及（9-5）代入式（9-1）可得該式即為變壓器次級(jí)電壓U2的精確表達(dá)式。在要求不太精確的情況下，變壓器次級(jí)電壓U2可簡(jiǎn)化為或式中的UN為電動(dòng)機(jī)的額定電壓，系數(shù)（1～1.2）或（1.2～1.5）是考慮到各種因素影響后的安全系數(shù)。9.1.2初級(jí)相電流I1和次級(jí)相電流I2

在忽略變壓器激磁電流的情況下，可根據(jù)變壓器的磁勢(shì)平衡方程寫出初級(jí)和次級(jí)電流的關(guān)系式為或式中，N1和N2為變壓器初級(jí)和次級(jí)繞組的匝數(shù),k=N1/N2為變壓器的變比。為簡(jiǎn)化分析，令N1=N2（即k=1），則由上式可見(jiàn)，對(duì)于普通電力變壓器而言，初、次級(jí)電流是有效值相等的正弦波電流。但對(duì)于整流變壓器來(lái)說(shuō)，通常初、次級(jí)電流的波形并非正弦波，在大電感負(fù)載的情況下，整流電流Id是平穩(wěn)的直流電，而變壓器的次級(jí)和初級(jí)繞組中的電流都具有矩形波的形狀。欲求得各種接線形式下變壓器初、次級(jí)電流的有效值，就要根據(jù)相應(yīng)接線形式下初、次級(jí)電流的波形求其有效值，從而可得到I2=KI2·IdI1=KI1·Id式中KI1和KI2分別為各種接線形式時(shí)變壓器初、次級(jí)電流有效值和負(fù)載電流平均值之比。現(xiàn)舉例說(shuō)明在特定接線形式下KI1及KI2的求法。

1．橋式接線形式這里以三相全控橋?yàn)槔渭?jí)繞組a相中的電流波形i2如圖9-1所示。顯然i2不是正弦周期波形，如果把i2分解成基波和各次諧波，它們都可以通過(guò)變壓器磁耦合反映到初級(jí)繞組中去。因此,初級(jí)繞組a相中具有和次級(jí)a相同形狀的電流波形i1（匝比k=1）。根據(jù)其波形很容易求出初級(jí)電流有效值為很明顯當(dāng)k=1時(shí)這正說(shuō)明，在匝比k=1的情況下，對(duì)于橋式線路，初級(jí)和次級(jí)電流有效值相等。圖9-1三相橋式連接時(shí)變壓器=繞組電流波形

2．半波接線方式這里以三相半波整流電路為例說(shuō)明半波接線方式I1和I2的計(jì)算。顯然，電流i2可以分解成直流分量 和交流分量i2N，因直流分量只能產(chǎn)生直流磁勢(shì)i2N2，無(wú)法經(jīng)變壓器的磁耦合影響到初級(jí)電流作相應(yīng)變化，故初級(jí)電流i1只能隨i2相應(yīng)變化，如圖9-2(b)所示。圖9-2三相半波連接時(shí)變壓器繞組電流波形(a)初級(jí)電流；(b)次級(jí)電流因此初級(jí)電流有效值為因此計(jì)算結(jié)果表明：（1）在三相半波接線情況下在k=1情況下（2）在k=1的情況下，初級(jí)電流有效值在數(shù)值上僅為次級(jí)電流有效值的81.6％。初級(jí)電流小的原因是初級(jí)電流比次級(jí)電流少了一個(gè)直流分量。按照類似的計(jì)算方法，可算得其它主回路接線方式時(shí)kI1和kI2的數(shù)值如表9-1中所示。9.1.3次級(jí)容量S2，初級(jí)容量S1以及平均計(jì)算容量S（視在容量）在計(jì)算得到變壓器次級(jí)相電壓有效值U2以及相電流有效值I2后，根據(jù)變壓器本身的相數(shù)m就可計(jì)算變壓器的容量，其值為平均計(jì)算容量式中，m1和m2為變壓器初、次級(jí)繞組的相數(shù)。對(duì)于不同的接線形式，m1和m2可查表9-1。表9-1不同電路中整流變壓器的參數(shù)值（電感負(fù)載）表9-2不同電路中整流變壓器的參數(shù)值（電阻負(fù)載）9.2平波電抗器參數(shù)計(jì)算9.2.1電動(dòng)機(jī)電樞電感LM和變壓器漏感LT的計(jì)算1．電動(dòng)機(jī)電樞電感LM電動(dòng)機(jī)電樞電感可按下式計(jì)算：

(9-9)式中：UN——電動(dòng)機(jī)額定電壓(V);

IN——電動(dòng)機(jī)額定電流(A);

nN——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）;p——電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù);kM——計(jì)算系數(shù)。對(duì)有補(bǔ)償電機(jī)，kM=8～12；對(duì)快速無(wú)補(bǔ)償電機(jī),kM=6～8。2．整流變壓器漏感整流變壓器漏感折算到次級(jí)繞組后，每相漏感LT可按下式計(jì)算：(9-10)式中：U2——變壓器次級(jí)相電壓有效值（V）；Id——晶閘管裝置直流側(cè)的額定負(fù)載電流（平均值）（A）;uk%——變壓器的短路比，100kVA以下的變壓器取uk%=5，100～1000kVA的變壓器取uk%=5～10；

kTL——與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)，查表9-3的序號(hào)3。表9-3計(jì)算電感量時(shí)的有關(guān)參數(shù)9.2.2限制輸出電流脈動(dòng)的電感量Lm的計(jì)算由于晶閘管整流裝置的輸出電壓是脈動(dòng)的，因而輸出電流也是脈動(dòng)的，它可以分解為一個(gè)恒定的直流分量和一個(gè)交流分量，衡量輸出負(fù)載電流交流分量大小的電流脈動(dòng)系數(shù)si可以定義為(9-11)式中：IdM——輸出電流最低頻率的交流分量幅值（A）；Id——輸出脈動(dòng)電流平均值（A）。通常，負(fù)載需要的僅是直流分量，而交流分量會(huì)引起有害后果。對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載，過(guò)大的交流分量會(huì)使電動(dòng)機(jī)換向惡化并增加附加損耗。為使晶閘管—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能正?？煽康毓ぷ鳎瑢?duì)si有一定的要求。在三相整流電路中，一般要求si＜5～10%；在單相整流電路中，要求si＜20%。僅靠電動(dòng)機(jī)自身電感量不能滿足對(duì)si的要求，必須在輸出電路中串接平波電抗器Lm，使輸出電壓中的交流分量基本上降落在電抗器上，以減少輸出電流中的交流分量，使負(fù)載能夠獲得較為恒定的電壓和電流。整流輸出電壓中交流分量是隨控制角α的變化而改變的。分析結(jié)果表明，對(duì)于常用整流電路，其輸出電流的最低諧波頻率為fd(Hz)，最大脈動(dòng)均產(chǎn)生于α=90°處。最低諧波頻率的電壓幅值UdM與變壓器次級(jí)為星形接法時(shí)相電壓有效值U2之比即UdM/U2示于表9-3的序號(hào)1中。限制電流脈動(dòng)，滿足一定si要求的電感量Lm可按下式計(jì)算(9-12)式中：UdM/U2——最低諧波頻率的電壓幅值與交流側(cè)相電壓之比；fd——輸出電流的最低諧波頻率（Hz）；si——根據(jù)運(yùn)行要求給出；Id——額定負(fù)載電流平均值（A）。按式（9-12）計(jì)算出的電感量是指整流回路應(yīng)具備的總電感量，實(shí)際串接的平波電抗器的電感量Lmα為還應(yīng)指出，在具體計(jì)算時(shí)，對(duì)于三相橋式系統(tǒng)，因變壓器兩相串聯(lián)導(dǎo)電，故要用2LT代入上式進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于雙反星形電路，則取LT/2代入上式計(jì)算。9.2.3使輸出電流連續(xù)的臨界電感量Ll的計(jì)算當(dāng)晶閘管的控制角α較大，負(fù)載電流小到一定程度時(shí)，會(huì)使輸出電流不連續(xù)，這將導(dǎo)致晶閘管的導(dǎo)通角θ減小，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變軟，運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，必須在輸出回路中串入電抗器Ll。若要求變流器在某一最小輸出電流Idmin時(shí)仍能維持電流連續(xù)，則電抗器電感量Ll可按下式計(jì)算式中,kl、U2、Idmin含義同式（9-14）。同樣，實(shí)際臨界電感量Llα亦應(yīng)從式(9-14)所求得的Ll中扣除LM和LT，即在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)不可逆整流電路，可以只串接一只電抗器，使它在額定負(fù)載電流Id時(shí)的電感量不小于Lmα，在最小負(fù)載電流Idmin時(shí)的電感量不小于Llα。通常，總是Llα＞Lmα。當(dāng)設(shè)計(jì)的電抗器不能同時(shí)滿足這兩種情況時(shí)，可以調(diào)節(jié)電抗器的空氣隙。氣隙增大，大電流時(shí)電抗器不易飽和，對(duì)限制電流脈動(dòng)有利；氣隙減小，則小電流時(shí)電抗器的電抗值增大，對(duì)維持電流連續(xù)有利。這種電感量隨負(fù)載電流增大而減小的電抗器稱為擺動(dòng)電抗器。若計(jì)算出的Llα和Lmα相差不大，即要求電感量不隨負(fù)載電流而變，這種電抗器稱為線性電抗器；Llα和Lmα合并統(tǒng)稱為平波電抗器。由于平波電抗器工作時(shí)有直流電流流過(guò)，故設(shè)計(jì)電抗器的結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮直流勵(lì)磁的存在。

例9-1已知晶閘管三相全控橋式整流電路供電給ZZK—32型快速無(wú)補(bǔ)償直流電動(dòng)機(jī)，其額定容量PN=6kW，UN=220V，IN=32A，nN=1350r/min，磁極對(duì)數(shù)p=2。變壓器次級(jí)相電壓U2=127V，短路比uk%=5。整流器輸出額定電流ID=35.5A，要求額定電流時(shí)si≤0.05,在5%額定電流時(shí)能保證電流連續(xù)。試計(jì)算平波電抗器的電感量。

解（1）求電動(dòng)機(jī)電樞電感LM。式中，對(duì)于快速無(wú)補(bǔ)償電機(jī)，kM=8。(2)求變壓器漏電感LT。式中kTL的值由表9-3查得。（3）求限制輸出電流脈動(dòng)的電感量Lmα。式中UdM/U2的值由表9-3查得。（4）使輸出電流連續(xù)的臨界電感量Llα平波電抗器的額定電流為1.1×35.5=39A，1.1為安全系數(shù)。根據(jù)以上計(jì)算，Llα＞Lmα，故取其中較大者，即電抗器電感量應(yīng)大于38mH，且為鐵心氣隙可調(diào)的擺動(dòng)電抗器。9.3脈沖變壓器設(shè)計(jì)9.3.1脈沖變壓器設(shè)計(jì)的基本原則圖9-3脈沖變壓器的磁化曲線當(dāng)周期性向變壓器施加單向脈沖時(shí)，鐵心的平均導(dǎo)磁率為可見(jiàn)，向變壓器施加單向脈沖時(shí)，鐵心導(dǎo)磁率μcp總是比施加的交變電壓低，并且剩磁Br越高，μcp就越低，變壓器鐵心得不到充分利用。為了提高變壓器的利用率，希望脈沖變壓器鐵心材料的剩磁Br要低，最大磁密度Bm和導(dǎo)磁率要高。因此，應(yīng)盡量選用較好的磁性材料，如次冷軋硅鋼片、坡莫合金、鐵淦氧體，鐵心的截面要選得大一點(diǎn)。采用附加位移繞組的方法可以減小脈沖變壓器的尺寸，該繞組的作用是使鐵心磁化的原始工作點(diǎn)沿著磁化曲線移到負(fù)的最大磁密點(diǎn)上。由于增加了鐵心中磁密的變化范圍，故可減少變壓器的匝數(shù)和磁路截面。但在位移繞組回路中必須串入足夠大的電阻，使在兩個(gè)脈沖間隔期變壓器的去磁過(guò)程不致被滯后。如果用一只變壓器產(chǎn)生兩個(gè)相位相反的脈沖，則變壓器鐵心就利用得比較好了，因?yàn)樵谶@種情況下和采用位移繞組一樣，鐵心的交變磁化將沿著整個(gè)回線進(jìn)行。但這種線路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反相寄生脈沖，此脈沖在基本脈沖終止的瞬間產(chǎn)生，影響到反相一組。在固定不變的情況下，可將此寄生脈沖限制在某一允許值范圍內(nèi)。但在可控變流器的控制角要求快速變化的情況下，產(chǎn)生寄生脈沖是不允許的，它將使可控變流器提前導(dǎo)通。特別要指出的是，設(shè)計(jì)脈沖變壓器時(shí)不能使鐵心磁感應(yīng)強(qiáng)度B達(dá)到其極限值Bs，因?yàn)榇藭r(shí)鐵心飽和，將會(huì)出現(xiàn)極大的激磁電流。通常取Bm≤(0.8～0.85)Bs。如傳遞的是寬度小于T/2（T為脈沖周期）的矩形波，Bm≤Br/3。為了盡量減小剩磁Br，必要時(shí)脈沖變壓器的鐵心可留一定的氣隙。9.3.2基本關(guān)系和計(jì)算方法1.激磁電流I0與原邊匝數(shù)N1的關(guān)系當(dāng)脈沖變壓器的原邊加上矩形脈沖時(shí)，原邊繞組就產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度Hm，該磁場(chǎng)強(qiáng)度可由下式表示：Hm·lc=N1·I0式中：Hm——鐵心不飽和時(shí)的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度;

lC——鐵心磁路的平均長(zhǎng)度;

N1——原邊繞組匝數(shù);

I0——原邊繞組激磁電流。

I0=（0.15～0.5）I1，I1為脈沖變壓器副邊繞組折合到原邊的電流。當(dāng)I1較小時(shí)，也可取I0=（0.6～1.0）I1。變壓器的鐵心材料和結(jié)構(gòu)確定后，Hm和lc就為已知，這時(shí)只要合理選擇激磁電流I0，就可求得原邊繞組匝數(shù)N1?？梢?jiàn)，I0的選擇是脈沖變壓器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。I0選得過(guò)大，會(huì)增大觸發(fā)電路末級(jí)晶體管的負(fù)擔(dān)，并引起變壓器發(fā)熱；I0選得過(guò)小，又會(huì)使原邊繞組匝數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致漏抗增加，使傳遞特性變壞。對(duì)于一般脈沖變壓器，希望N1≤300匝。2.鐵心截面積和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系由磁路分析可知，鐵心截面積和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系如下式中：S——鐵心磁路的截面積;U1——加在原邊繞組上的矩形波脈沖電壓值;τ——矩形波脈沖電壓寬度;N1——原邊繞組的匝數(shù);Bm——鐵心未飽和時(shí)的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度;Br——鐵心剩磁的磁感應(yīng)強(qiáng)度。3.脈沖變壓器主要參數(shù)的計(jì)算方法設(shè)計(jì)計(jì)算前，下列數(shù)據(jù)均為已知：輸入矩形波脈沖的幅值U1；脈沖寬度τ；工作周期T；輸出脈沖要求的幅值U2；負(fù)載電阻Rfz。計(jì)算的步驟和方法如下：1)確定變比k=U1/U2和原、副邊繞組的電流變比副邊繞組電流I2=U2/Rfz;原邊繞組電流I1=I2/k。2)選擇鐵心材料及型式若輸入脈沖的頻率f=1/T，則f≤100Hz時(shí)選用熱軋硅鋼片;f≤1000Hz時(shí)選用冷軋硅鋼片;f≥1000Hz時(shí)選用坡莫合金或鐵淦氧材料。鐵心可做成“E”字型或鐵淦氧磁環(huán)。尺寸根據(jù)輸出功率大小確定，詳見(jiàn)表9-4、表9-5。3)計(jì)算原、副邊繞組匝數(shù)N1、N2預(yù)選I0、Hm、lc若N1＞300匝，則可適當(dāng)增加I0或重選鐵心尺寸再預(yù)算：4)確定鐵心厚度鐵心截面積S為則鐵心厚度式中:a——鐵心寬度；kc——選片系數(shù)（0.9～0.95）。通常b=(1.3～1.5)a。如果b尺寸過(guò)大，則表明鐵心尺寸偏小，應(yīng)改用大一號(hào)鐵心。表9-4E型鐵心尺寸表表9-5環(huán)型鐵心尺寸表5)確定繞組導(dǎo)線截面積和直徑導(dǎo)線尺寸根據(jù)電流有效值選?。簩?dǎo)線截面積導(dǎo)線直徑式中：Ief——電流有效值；j——電流密度，可取2.5A/mm2。原邊繞組電流有效值為副邊繞組電流有效值為由于電流為脈沖形式，因而導(dǎo)線發(fā)熱不嚴(yán)重。但在鐵心窗口尺寸許可的條件下，截面可以選得大些，以減小變壓器的內(nèi)阻壓降。6)計(jì)算與校核輸出級(jí)晶體管功耗晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其耗散功率為式中：Uces——晶體管飽和壓降；τ——脈沖寬度；T——脈沖周期；I=I1＋I(xiàn)0——通過(guò)原邊繞組總電流。根據(jù)Pc可選擇合適的輸出級(jí)晶體管或校核已選用的晶體管是否滿足要求。9.3.3設(shè)計(jì)舉例在一個(gè)脈沖觸發(fā)電路中，已知脈沖周期T=11ms，脈沖寬度τ=1.1ms，原邊脈沖電壓U1=12V，副邊脈沖電壓U2=8V，副邊最小負(fù)載電阻Rfz=50Ω，試設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖變壓器。

1．確定原、副邊電流及變比K

2．選鐵心材料及確定鐵心尺寸選用冷軋硅鋼片，其Bs=12000Gs，Br=4760Gs。采用Bm=0.8Bs，故Bm=0.8×12000=9600Gs。冷軋硅鋼片的導(dǎo)磁率μ=8000，于是因1奧斯特=0.8A/cm，故1.2奧斯特=1.2×0.8=0.96A/cm。選用磁路長(zhǎng)度lc=7.2cm，a=1.0cm，取于是3．確定鐵心厚度因?yàn)楣蔮=1.26<1.5a=1.5,說(shuō)明鐵心合適。4.確定導(dǎo)線截面積根據(jù)2.5A/mm2計(jì)算時(shí)，原繞組導(dǎo)線截面積為副繞組導(dǎo)線截面積為5．選觸發(fā)器的輸出晶體管設(shè)Uces=2V，則可據(jù)此選晶體管。9.4課程設(shè)計(jì)及實(shí)習(xí)1.課程設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)題目為三相橋式全控整流電路主電路參數(shù)設(shè)計(jì)及電路的實(shí)際調(diào)試。2.主電路參數(shù)計(jì)算1)整流變壓器參數(shù)計(jì)算根據(jù)9.1節(jié)所提供的設(shè)計(jì)方法分別計(jì)算變壓器次級(jí)相電壓U2、次級(jí)電流I2和初級(jí)相電流I1，變壓器初級(jí)容量S1、次級(jí)容量S2和平均計(jì)算容量S。已知他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)：UN=230V、IN=3.5A、nN=1500r/min;勵(lì)磁回路參數(shù)：UfN=220V、IfN=0.35A。電機(jī)的過(guò)載能力為2)晶閘管參數(shù)的選擇合理地選擇晶閘管，可以在保證晶閘管裝置可靠運(yùn)行的前提下降低成本，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在采用普通型（KP型）晶閘管的整流電路中，應(yīng)正確選擇晶閘管的額定電壓與額定電流參數(shù)。這些參數(shù)的選擇主要與整流電路的型式，電流、電壓與負(fù)載電壓、電流的大小，負(fù)載的性質(zhì)以及晶閘管的控制角度α的大小有關(guān)。由于在工程實(shí)際中，各種因素差別較大，因此要精確計(jì)算晶閘管電流值是較為復(fù)雜的。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，以下均以α=0°來(lái)計(jì)算晶閘管的電流值。但在有些整流電路中，若晶閘管長(zhǎng)期工作在控制角α較大的情況下，則應(yīng)參閱有關(guān)資料，修改波形系數(shù)，按實(shí)際情況選擇晶閘管元件。一般來(lái)說(shuō)，晶閘管的參數(shù)計(jì)算及選用原則如下：·計(jì)算每個(gè)支路中晶閘管元件實(shí)際承受的正、反向工作峰值電壓。·計(jì)算每個(gè)支路中晶閘管元件實(shí)際流過(guò)的電流有效值和平均值?！じ鶕?jù)整流裝置的用途、結(jié)構(gòu)、使用場(chǎng)合及特殊要求等確定電壓和電流的儲(chǔ)備系數(shù)。·根據(jù)各元件的制造廠家提供的元件參數(shù)并綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)選用晶閘管元件。(1)三相橋式全控整流電路晶閘管額定電壓UVN的選擇。由理論分析可得，當(dāng)可控整流電路接成三相全控電路形式時(shí)，每個(gè)晶閘管所承受的正、反向電壓均為整流變壓器次級(jí)線電壓的峰值，即式中：U2φ——整流變壓器次級(jí)相電壓；Um——晶閘管承受的正、反向最大電壓。晶閘管額定電壓必須大于元件在電路中實(shí)際承受的最大電壓Um，考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和操作過(guò)電壓等因素，還要放寬2～3倍的安全系數(shù)，即按下式選?。篣VN=(2~3)Um（9-17）式中系數(shù)(2～3)的取值應(yīng)視運(yùn)行條件、元件質(zhì)量和對(duì)可靠性的要求程度而定，通常對(duì)要求高可靠性的裝置取值較大。不同整流電路中，晶閘管承受的最大峰值電壓Um不同，如表9-6所示。表9-6整流元件的最大峰值電壓Um和通態(tài)平均電流的計(jì)算系數(shù)Kfb

(2)三相橋式全控整流電路晶閘管額定平均電流IVV和電流有效值IV的選擇。為使晶閘管元件不因過(guò)熱而損壞，需要按電流的有效值來(lái)計(jì)算其電流額定值，即必須使元件的額定電流有效值大于流過(guò)元件實(shí)際電流的最大有效值。由理論分析可知，晶閘管流過(guò)正弦半波電流的有效值IV和額定值IVV(通態(tài)平均電流)的關(guān)系當(dāng)α=0°時(shí)為(9-18)在各種不同型式的整流電路中，流經(jīng)整流元件的實(shí)際電流有效值等于波形系數(shù)kf與元件電流平均值的乘積，而元件電流平均值為Id/kb（式中ID為整流電路負(fù)載電流的平均值，即整流輸出的直流平均值；kb為共陰極或共陽(yáng)極電路的支路數(shù)）?？紤]（1.5～2）倍的電流有效值安全系數(shù)后，式(9-18)可以寫為(9-19)式中計(jì)算系數(shù)kfb=kf/1.57kb。當(dāng)α=0°時(shí)，不同整流電路、不同負(fù)載性質(zhì)的kfb值示于表9-6中。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載等級(jí)，根據(jù)一般晶閘管元件的熱時(shí)間常數(shù)，通常取負(fù)載循環(huán)中熱沖擊最嚴(yán)重的15min內(nèi)的有效值作為流過(guò)晶閘管的直流電流的額定值。即（9-20）式中：J——負(fù)載循環(huán)曲線中，熱沖擊最嚴(yán)重的15min內(nèi)的電流“階梯”數(shù)；Δtk——各級(jí)電流的持續(xù)時(shí)間（min)；IdT——流過(guò)每個(gè)晶閘管的平均電流。

例9-2某晶閘管三相橋式整流電路供電給ZZ-91型直流電動(dòng)機(jī)，其額定值為UN=220V，IN=287A，PN=55kW，要求負(fù)載短路時(shí)過(guò)載倍數(shù)為1.5；電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)為0.9；直流輸出電路串接平波電抗器；已知整流變壓器次級(jí)相電壓為U2=132V。試計(jì)算晶閘管的額定電壓和額定電流并選擇晶閘管。

解（1）計(jì)算晶閘管額定電壓UVN。查表9-6，對(duì)于三相橋式全控橋式電路，晶閘管承受的最大峰值電壓按式（9-17）計(jì)算的晶閘管額定電壓為取800V。（2）計(jì)算晶閘管的額定平均電流IVV。查表9-6,系數(shù)kfb=0.368，式中Id=1.5×IN，按式（9-19）計(jì)算的晶閘管額定電流為取300A。選擇KP300-8型晶閘管，共六只。3)晶閘管過(guò)電壓保護(hù)與一般半導(dǎo)體元件相同，晶閘管元件的主要弱點(diǎn)是過(guò)電壓、過(guò)電流的承受能力差。當(dāng)施加在元件兩端的電壓超過(guò)其正向轉(zhuǎn)折或反向擊穿電壓時(shí)，即使時(shí)間很短也會(huì)導(dǎo)致元件損壞或使元件發(fā)生不應(yīng)有的轉(zhuǎn)折導(dǎo)通，造成事故或使元件性能降低，留下隱患。過(guò)電壓保護(hù)的目的是使元件在任何情況下不致受到超過(guò)元件所能承受的電壓的侵害,因此必須采取有效措施消除和抑制可能產(chǎn)生的各種過(guò)電壓。整流器中產(chǎn)生過(guò)電壓的原因有外因和內(nèi)因兩種。前者主要來(lái)自系統(tǒng)中的通斷過(guò)程和雷擊，后者是指由晶閘管元件的周期通斷(換相)過(guò)程(即晶閘管載流子積蓄效應(yīng))引起的過(guò)電壓。正常工作時(shí)，晶閘管承受的最大峰值電壓Um如表9-6所示，超過(guò)此峰值的電壓即為過(guò)電壓。在整流裝置中，任何偶然出現(xiàn)的過(guò)電壓均不應(yīng)超過(guò)元件的不重復(fù)峰值電壓Udm，而任何周期性出現(xiàn)的過(guò)電壓則應(yīng)小于元件的重復(fù)峰值電壓Urm。這兩種過(guò)電壓都是經(jīng)常發(fā)生和不可避免的，因此在變流電路中，必須采用各種有效保護(hù)措施，以抑制各種暫態(tài)過(guò)電壓，保護(hù)晶閘管元件不受損壞。抑制暫態(tài)過(guò)電壓的方法一般有三種：①用電阻消耗過(guò)電壓的能量；②用非線性元件限制過(guò)電壓的幅值；③用儲(chǔ)能元件吸收過(guò)電壓的能量。若以過(guò)電壓保護(hù)裝置的部位來(lái)分，還有交流側(cè)保護(hù)和直流側(cè)保護(hù)兩種抑制暫態(tài)電壓的方法。(1)交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)有三種方法：采用避雷器、RC過(guò)電壓抑制電路和非線性元件。避雷器用以保護(hù)由大氣雷擊所產(chǎn)生的過(guò)電壓，主要用于保護(hù)變壓器。因這種過(guò)電壓能量較大，持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)，一般采用閥型避雷器。RC過(guò)電壓抑制電路通常并聯(lián)在變壓器次級(jí)（元件側(cè)），以吸收變壓器鐵心磁場(chǎng)釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場(chǎng)能而儲(chǔ)存起來(lái)。串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中消耗一部分能量并且抑制RC回路可能產(chǎn)生的振蕩。當(dāng)整流器容量較大時(shí)，RC電路也可接在變壓器的電源側(cè)，如圖9-4所示。圖9-4阻容過(guò)電壓保護(hù)電路的接法單相整流電路RC參數(shù)的計(jì)算公式為電容Ca的耐壓電阻Ra的功率為式中：STM——變壓器每相平均計(jì)算容量（VA）；U2——變壓器次級(jí)相電壓有效值（V）；i0%——?jiǎng)?lì)磁電流百分?jǐn)?shù)，當(dāng)STM≤幾百伏安時(shí)，i0%=10，當(dāng)STM≥1000伏安時(shí)，i0%=3～5；uk——變壓器的短路比，當(dāng)變壓器容量為10～1000kVA時(shí)，uk%=5～10；IC，UCa——當(dāng)Ra正常工作時(shí)電流電壓的有效值（A，V）。表9-7變壓器阻容裝置不同接法時(shí)電阻和電容的數(shù)值

例9-3三相橋式晶閘管整流電路，已知三相整流變壓器的平均計(jì)算容量為50kVA，次級(jí)繞組為星形接法，相電壓為200V，變壓器短路比百分?jǐn)?shù)uk%=5，勵(lì)磁電流百分?jǐn)?shù)i0%=8，采用三角形接法的阻容保護(hù)裝置以減小電容量。試計(jì)算阻容保護(hù)元件的參數(shù)。

解變壓器每平均計(jì)算容量為(1)電容器的計(jì)算。因阻容保護(hù)為三角形接法，Ca為星形接法計(jì)算值的1/3，按式(9-21)可得取Ca=8μF。電容器Ca的耐壓值為取630V，選擇CZJ型交流密封紙介電容。（2）電阻值的計(jì)算。因?yàn)槭侨切谓臃ǎ杀?-8知，Ra應(yīng)為星形接法時(shí)的三倍，按式(9-23)可得考慮到所取電容Ca值已大于計(jì)算值，故電阻Ra可適當(dāng)取小些，取Ra=12Ω。正常工作時(shí)，RC支路始終有交流電流流過(guò)，過(guò)電壓總是短暫的，所以可按長(zhǎng)期發(fā)熱來(lái)確定電阻的功率。RC支路電流Ic近似為電阻Ra的功率為故選用RxYc-500W-12Ω被釉繞線電阻。對(duì)于大容量的晶閘管裝置，三相RC保護(hù)電路的體積較大；在一般RC電路，因電容所儲(chǔ)存能量將在晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)釋放，從而增大了晶閘管開(kāi)通時(shí)的di/dt值，工作中的發(fā)熱量也較大。為此，可采用整流式RC吸收電路，它雖然多了一個(gè)三相整流橋，但是只用一個(gè)電容器，因只承受直流電壓而可用體積小、容量大的電解電容，從而減小了RC電路的體積。整流式RC電路的接線方式及計(jì)算公式如表9-8所示。表9-8交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)用整流式阻容電路及計(jì)算公式當(dāng)發(fā)生雷擊或從電網(wǎng)侵入更高的浪涌電壓時(shí)，僅用阻容保護(hù)是不夠的，此時(shí)過(guò)電壓仍可能超過(guò)元件所能承受的電壓值，因此必須同時(shí)設(shè)置非線性元件保護(hù)。非線性元件有與穩(wěn)壓管相近似的伏安特性，可以把浪涌過(guò)電壓抑制在晶閘管元件允許的范圍。常用的非線性元件有硒堆和金屬氧化物壓敏電阻。有關(guān)非線性元件抑制過(guò)電壓的具體電路和實(shí)現(xiàn)方法請(qǐng)讀者查閱有關(guān)資料。(2)直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)。整流器直流側(cè)斷開(kāi)時(shí)，如出現(xiàn)直流側(cè)快速開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或橋臂快速熔斷等情況，則也會(huì)在A、B之間產(chǎn)生過(guò)電壓，如圖9-5所示。前者因變壓器儲(chǔ)能的釋放產(chǎn)生過(guò)電壓，后者則由于直流電抗器儲(chǔ)能的釋放產(chǎn)生過(guò)電壓，都可使晶閘管元件損壞。當(dāng)直流端處在短路情況下斷開(kāi)直流電路時(shí)，產(chǎn)生的浪涌峰值電壓特別嚴(yán)重，所以對(duì)直流側(cè)過(guò)電壓必須采取措施加以抑制。圖9-5直流側(cè)快速開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或快速熔斷引起的過(guò)電壓圖9-6用非線性元件抑制直流側(cè)過(guò)電壓(3)晶閘管換相過(guò)電壓的保護(hù)。通常是在晶閘管元件兩端并聯(lián)RC電路，如圖9-7所示。圖9-7（a)為常用電路，多用于中小容量整流電路。串聯(lián)電阻R的作用一是阻尼LC回路的振蕩，二是限制晶閘管開(kāi)通瞬間的損耗且可減小電流上升率di/dt。電容C的選擇可按下式計(jì)算：C=(2~4)IVV×10-3(μF)電容C的耐壓應(yīng)大于正常工作時(shí)晶閘管兩端電壓峰值的1.5倍。電阻R一般取R=10～30Ω，對(duì)于整流管取下限值，對(duì)于晶閘管取上限值，其功率應(yīng)滿足下式：PR≥1.75fCU2m×10-6

表9-9與晶閘管并聯(lián)的阻容電路經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖9-7換相過(guò)電壓保護(hù)電路4)晶閘管過(guò)電流保護(hù)及電流上升率、電壓上升率的限制(1)過(guò)電流保護(hù)。變流裝置發(fā)生過(guò)電流的原因歸納起來(lái)有如下幾方面：·外部短路，如直流輸出端發(fā)生短路；·內(nèi)部短路，如整流橋主臂中某一元件被擊穿而發(fā)生的短路；·可逆系統(tǒng)中產(chǎn)生換流失敗和環(huán)流過(guò)大；·生產(chǎn)機(jī)械發(fā)生過(guò)載或堵轉(zhuǎn)等。晶閘管元件承受過(guò)電流的能力也很低，若過(guò)電流數(shù)值較大而切斷電路的時(shí)間又稍長(zhǎng)，則晶閘管元件因熱容量小就會(huì)產(chǎn)生熱擊穿而損環(huán)。因此，必須設(shè)置過(guò)流保護(hù)，其目的在于一旦變流電路出現(xiàn)過(guò)電流，就要把它限制在元件允許的范圍內(nèi)，在晶閘管被損壞前就迅速切斷過(guò)電流，并斷開(kāi)橋臂中的故障元件，以保護(hù)其它元件。晶閘管變流裝置可能采用的過(guò)流保護(hù)措施有交流斷路器、進(jìn)線電抗器、靈敏過(guò)電流繼電器、短路器、電流反饋控制電路、直流快速開(kāi)關(guān)及快速熔斷器等，現(xiàn)分別作簡(jiǎn)要說(shuō)明。交流斷路器串接在整流變壓器的初級(jí)，當(dāng)整流電路的過(guò)電流超過(guò)其整定值時(shí)動(dòng)作，切斷變壓器初級(jí)側(cè)交流電路，使變壓器退出運(yùn)行。斷路器全部動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，約為100～200ms，晶閘管元件不能在這樣長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)承受過(guò)電流，故它只能作為變流裝置的后備保護(hù)。交流斷路器的選配原則是：①其額定電流和電壓不小于安裝處的額定值；②其斷流能力大于安裝處的短路電流。進(jìn)線電抗器串接在變流裝置的交流進(jìn)線側(cè)以限制過(guò)電流，它的缺點(diǎn)是在過(guò)載時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的壓降，增加線路損耗。靈敏過(guò)電流繼電器安裝在直流側(cè)或經(jīng)電流互感器接在交流側(cè)，當(dāng)電路發(fā)生過(guò)電流時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)交流側(cè)電源開(kāi)關(guān)。其動(dòng)作時(shí)間約為100～200ms，所以只有當(dāng)短路電流不大或?qū)^(guò)電流由機(jī)械過(guò)載引起時(shí)才能起到保護(hù)作用，對(duì)數(shù)值較大、作用時(shí)間短的短路電流不起保護(hù)作用。短路器并接在變壓器的次級(jí)側(cè)，動(dòng)作時(shí)使變壓器次級(jí)側(cè)短接，避免故障電流流過(guò)整流元件，從而起到保護(hù)作用。其動(dòng)作時(shí)間快，約為2～3ms，缺點(diǎn)是短路電流對(duì)變壓器有沖擊，減少變壓器的使用壽命，目前已較少采用。在交流側(cè)設(shè)置電流檢測(cè)電路，當(dāng)檢測(cè)出過(guò)電流信號(hào)時(shí)，利用它去控制觸發(fā)器，使觸發(fā)脈沖封鎖或把脈沖迅速移到逆變區(qū)，從而使整流電壓減小，抑制過(guò)電流。其作用時(shí)間低于10ms，特點(diǎn)是動(dòng)作快、無(wú)過(guò)電壓。它適用于直流側(cè)外部短路以及當(dāng)元件被擊穿后對(duì)其它尚好的元件進(jìn)行保護(hù)。直流快速開(kāi)關(guān)多用于大中容量以及逆變器的過(guò)電流保護(hù)，以切斷直流側(cè)短路電流，但不能保護(hù)內(nèi)部短路故障。直流快速開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間約為2ms，全部分?jǐn)嚯娏鞯臅r(shí)間不超過(guò)30ms，是目前較好的直流側(cè)過(guò)電流保護(hù)裝置。其選用的原則是：①開(kāi)關(guān)的額定電流、電壓不小于變流裝置的額定值；②分?jǐn)嚯娏髂芰Υ笥谧兞髌鞯耐獠慷搪冯娏髦?；③在開(kāi)關(guān)的保護(hù)范圍內(nèi)，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)小于快速熔斷器的熔斷時(shí)間?？焖偃蹟嗥?簡(jiǎn)稱快熔)是一種最簡(jiǎn)單、有效而應(yīng)用最普通的過(guò)電流保護(hù)元件，其斷流時(shí)間一般小于10ms。國(guó)產(chǎn)快熔的主要參數(shù)如表9-10所示，目前國(guó)產(chǎn)快熔的形式有大容量插入式RTK、保護(hù)整流二極管用RSO型和保護(hù)晶閘管用RS3型以及小容量螺旋型RLS等。表9-10快速熔斷器的參數(shù)表9-11快速熔斷器時(shí)間/電流特性表9-12熔斷器接入方式與特點(diǎn)表9-13整流電路形式與系數(shù)kc的關(guān)系快熔的選用原則如下：·額定電壓的選擇?？烊垲~定電壓URN不小于線路正常工作電壓的方均根值?！ゎ~定電流的選擇。快熔的額定電流IRN應(yīng)按它所保護(hù)的元件實(shí)際流過(guò)的電流IR（方均根值）來(lái)選擇，而不是根據(jù)元件的標(biāo)稱額定電流IVV值來(lái)確定。一般可按下式計(jì)算：式中：ki——電流裕度系數(shù)，取ki=1.1～1.5；ka——環(huán)境溫度系數(shù)，取ka=1～1.2；IR——實(shí)際流過(guò)快速熔斷器的電流有效值。在確定快熔額定電流時(shí)要注意兩點(diǎn)情況：①在同一整流臂中若有多個(gè)元件并聯(lián)時(shí)，要考慮電流不均衡系數(shù)，快熔應(yīng)按在支路中流過(guò)最大可能電流的條件來(lái)選擇；②要考慮整流柜內(nèi)的環(huán)境溫度，一般要比柜外高，有時(shí)可相差10℃?？烊塾幸欢ǖ脑试S通過(guò)的能量I2t值，元件也具有承受一定I2t值的能力。為了使快熔能可靠地保護(hù)元件，要求快熔的(I2t)R值在任何情況下都小于元件的I2TSMt值。其關(guān)系為式中：(I2t)R——快熔的允許能量值，可由產(chǎn)品說(shuō)明書中查得；I2TSMt——元件的浪涌峰值電流的有效值，可由元件手冊(cè)中查得；t——元件承受浪涌電流的半周時(shí)間，在50Hz情況下t=1/100s。例9-4三相橋式全控整流電路，晶閘管為KP300型，直流輸出電流為Id=250A，交流電壓為380V，計(jì)算橋臂中與晶閘管串聯(lián)的快熔參數(shù)。

解(1)因工作時(shí)電壓為380V，取URN=500V。(2)流過(guò)快熔的電流有效值IR為快熔的額定電流計(jì)算選取IRN=300A。(3)驗(yàn)算I2t值。從有關(guān)手冊(cè)中查知RS3型500V/300A快熔的(I2t)R=135000A2s，KP300型晶閘管的浪涌電流峰值ITSM=5650A，其有效值為所以故關(guān)系成立。(2)電流上升率di/dt的限制。晶閘管在導(dǎo)通的初瞬，電流主要集中在靠近門極的陰極表面較小區(qū)域，局部電流密度很大，然后隨著時(shí)間的增長(zhǎng)才逐步擴(kuò)大到整個(gè)陰極面，此過(guò)程約需幾微秒到幾十秒。若導(dǎo)通時(shí)電流上升率di/dt太大，會(huì)引起門極附近過(guò)熱，導(dǎo)致PN結(jié)擊穿使元件損壞，因此必須把di/dt限制在最大允許的范圍內(nèi)。產(chǎn)生di/dt過(guò)大的可能原因有：在晶閘管換相過(guò)程中對(duì)導(dǎo)通元件產(chǎn)生的di/dt，由于晶閘管在換相過(guò)程中相當(dāng)于交流側(cè)線電壓短路，因交流側(cè)阻容保護(hù)的電容放電造成di/dt過(guò)大；晶閘管換相時(shí)因直流側(cè)整流電壓突然增高，對(duì)阻容保護(hù)電容進(jìn)行充電造成di/dt過(guò)大；與晶閘管并聯(lián)的阻容保護(hù)電容在元件導(dǎo)通瞬間釋放儲(chǔ)能造成di/dt過(guò)大。圖9-8所示為限制di/dt過(guò)大的措施。圖9-8產(chǎn)生di/dt的情況及抑制措施圖9-9換相等效電路在晶閘管陽(yáng)極回路串入電感LS，LS的數(shù)值可用圖9-9所示的換相過(guò)程等效電路來(lái)計(jì)算。該圖中，設(shè)已觸發(fā)V2而V1尚未關(guān)斷，u為交流電源線電壓，由圖9-9可得式中：Um——交流電壓u的峰值(V)；di/dt——晶閘管通態(tài)電流臨界上升率。(3)電壓上升率du/dt的限制。處在阻斷狀態(tài)下晶閘管的J2結(jié)面相當(dāng)于一個(gè)結(jié)電容，當(dāng)加到晶閘管上的正向電壓上升率du/dt過(guò)大時(shí)，會(huì)使流過(guò)J2結(jié)面的充電電流過(guò)大，起了觸發(fā)電流的作用，造成晶閘管誤導(dǎo)通，從而引起較大的浪涌電流，損壞快熔或晶閘管。因此，對(duì)du/dt也必須加以限制，使之小于晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率。對(duì)于交流側(cè)產(chǎn)生的du/dt，可采用帶有整流變壓器和交流側(cè)阻容保護(hù)的變流裝置，如圖9-4所示。變壓器漏感LT和交流側(cè)RC吸收電路組成了濾波環(huán)節(jié)，使由交流電網(wǎng)侵入的前沿陡、幅值大的過(guò)電壓有較大衰減，并使作用于晶閘管的正向電壓上升率du/dt大為減小。在無(wú)整流變壓器供電的情況下，則應(yīng)在電源輸入端串聯(lián)在數(shù)值上相當(dāng)于變壓器漏感的進(jìn)線電感LT(如圖9-10所示)，以抑制du/dt，同時(shí)還可起到限制短路電流的作用。對(duì)進(jìn)線電感LT可進(jìn)行如下近似計(jì)算：式中：U2，I2——交流側(cè)的相電壓和相電流；f——電源頻率；

uk%——與晶閘管裝置容量相等的整流變壓器的短路比。圖9-10串入進(jìn)線電感LT限制du/dt在晶閘管導(dǎo)通換相瞬間，兩相晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，在換相重疊角γ期間相當(dāng)于線電壓被短路，因而在輸出電壓波形上出現(xiàn)一個(gè)缺口，當(dāng)加在晶閘管上的電壓變化率du/dt為正時(shí)，有可能造成晶閘管誤導(dǎo)通。防止du/dt過(guò)大造成誤導(dǎo)通的方法是在每個(gè)橋臂串接一個(gè)空心電抗器LS，如圖9-8所示。利用R、C、LS串聯(lián)電路的濾波特性，使加在晶閘管上的電壓波形缺口變平，降低du/dt的數(shù)值。應(yīng)當(dāng)指出，目前晶閘管保護(hù)裝置的參數(shù)定量計(jì)算還缺乏成熟和統(tǒng)一的方法，有待于進(jìn)一步科學(xué)實(shí)驗(yàn)和論證。3.電路設(shè)計(jì)1)主電路變壓器電路采用三相全控橋式整流電路，注意整流變壓器應(yīng)接成△／Y。2)觸發(fā)電路及分析（1）可采用矩齒波觸發(fā)電路或集成觸發(fā)器觸發(fā)電路，分析觸發(fā)電路中各主要點(diǎn)的波形。（2）分析同步變壓器的選擇原則。（3）說(shuō)明各觸發(fā)脈沖之間的關(guān)系，畫出波形圖。4.電路調(diào)試電路調(diào)試步驟參考9.5節(jié)實(shí)驗(yàn)三所介紹的步驟進(jìn)行。5.實(shí)習(xí)報(bào)告1)設(shè)計(jì)及實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容(1)分析主電路和控制電路的工作原理。(2)主電路分別帶電阻性、大電感性負(fù)載時(shí)，求主電路輸出電壓、電流的平均值；畫出輸出電壓、電流波形。(3)確定觸發(fā)電路形式，畫出電路中各主要點(diǎn)的波形。(4)寫出調(diào)試步驟。(5)將調(diào)試中各點(diǎn)的波形與理論分析做比較，分析其不同之處。(6)繪出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。(7)寫出實(shí)習(xí)的心得體會(huì)，提出意見(jiàn)及建議。2)設(shè)計(jì)及實(shí)習(xí)線路繪制(1)在三號(hào)圖紙上繪制標(biāo)準(zhǔn)圖紙。(2)所用電氣、電子元件的符號(hào)均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)。手工繪畫時(shí)，如果是典型元件，如熔斷器、電動(dòng)機(jī)等，最好用電工模板繪制(也可用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行繪畫)。(3)圖中線條要求規(guī)范。參照有關(guān)教材中的范圖和元件符號(hào)，粗實(shí)線、細(xì)實(shí)線、虛線嚴(yán)格分清繪出。(4)圖紙布局要?jiǎng)蚍Q合理。主電路和控制電路可以分開(kāi)繪制。(5)圖紙右下角應(yīng)按工程制圖要求繪制標(biāo)題欄，其格式如下：9.5實(shí)驗(yàn)電力電子實(shí)驗(yàn)是電力電子變流技術(shù)課程的重要組成部分，是該門課程的輔助內(nèi)容。由于教材中各電路的原理已闡述詳盡，故在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中著重介紹實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)來(lái)分析研究實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的各種問(wèn)題，得出相應(yīng)的結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。所有實(shí)驗(yàn)是根據(jù)由北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院電子廠生產(chǎn)的“JZB-Ⅰ、JZB-Ⅱ型電力電子變流技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置”而編寫的。所列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，各?？筛鶕?jù)大綱要求和具體條件選做，有些實(shí)驗(yàn)可由教師進(jìn)行演示。實(shí)驗(yàn)一晶閘管的簡(jiǎn)易測(cè)試及導(dǎo)通關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握晶閘管的簡(jiǎn)易測(cè)試方法。(2)驗(yàn)證晶閘管的導(dǎo)通條件及判斷方法。2.實(shí)驗(yàn)線路圖9-11晶閘管導(dǎo)通關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)線路3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備(1)晶閘管導(dǎo)通關(guān)斷實(shí)驗(yàn)板一塊。(2)30V直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)，萬(wàn)用表一塊。(3)晶閘管（好、壞）各一支。4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1)鑒別晶閘管好壞用萬(wàn)用表R×1kΩ電阻擋測(cè)量?jī)芍痪чl管的陽(yáng)極(A)與陰極(K)之間、門極(G)與陽(yáng)極(A)之間的正、反向電阻。用萬(wàn)用表R×10Ω電阻擋測(cè)量?jī)芍痪чl管的門極(G)與(K)陰極之間的正、反向電阻，將所測(cè)得數(shù)據(jù)填入表9-14，并鑒別被測(cè)晶閘管好壞。2)晶閘管的導(dǎo)通條件(1）實(shí)驗(yàn)線路如圖9-11所示，將開(kāi)關(guān)S1、S2處于斷開(kāi)狀態(tài)。(2）加30V正向陽(yáng)極電壓，門極開(kāi)路或接-3.5V電壓，觀察晶閘管是否導(dǎo)通，燈泡是否亮。(3）加30V反向陽(yáng)極電壓，門極開(kāi)路或接-3.5V(+3.5V)電壓，觀察晶閘管是否導(dǎo)通，燈泡是否亮。(4）陽(yáng)極、門極都加正向電壓，觀察晶閘管是否導(dǎo)通，燈泡是否亮。(5）燈亮后去掉門極電壓，觀察燈泡是否繼續(xù)亮；再在門極加-3.5V的反向門極電壓，觀察燈泡是否繼續(xù)亮。(6）將以上結(jié)果填入表9-15中。3)晶閘管關(guān)斷條件實(shí)驗(yàn)(1）實(shí)驗(yàn)線路如圖9-11所示，將開(kāi)關(guān)S1、S2處于斷開(kāi)狀態(tài)。(2）陽(yáng)極、門極都加正向電壓，使晶閘管導(dǎo)通，燈泡亮。斷開(kāi)控制極電壓，觀察燈泡是否亮。斷開(kāi)陽(yáng)極電壓，觀察燈泡是否亮。(3）重新使晶閘管導(dǎo)通，燈泡亮。而后閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)門極電壓，然后接通S2，看燈泡是否熄滅。(4）在1、2端換接上0.22μF/50V的電容再重復(fù)步驟(3），觀察燈泡是否熄滅。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表9-14晶閘管好壞的判斷（電阻單位歐姆）表9-15晶閘管導(dǎo)通條件（陽(yáng)極A與陰極K之間為30V電壓）6.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1)總結(jié)晶閘管導(dǎo)通的條件和晶閘管關(guān)斷條件。(2)總結(jié)簡(jiǎn)易判斷晶閘管好壞的方法。實(shí)驗(yàn)二單相橋式半控整流電路的研究1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及電路中各元件的作用。(2)熟悉觸發(fā)電路中各點(diǎn)的波形及脈沖移動(dòng)的方法。(3)對(duì)電阻負(fù)載、電感負(fù)載的工作情況及波形進(jìn)行全面的分析。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備有JZB-Ⅱ型電力電子變流技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置、滑線變阻器或燈板、電抗器、示波器和萬(wàn)用表。3.實(shí)驗(yàn)線路1)實(shí)驗(yàn)原理圖主電路及觸發(fā)電路如圖9-12所示。圖9-12單相半控橋式整流電路實(shí)驗(yàn)原理圖及觸發(fā)電路圖4.實(shí)驗(yàn)步驟1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(1）熟悉電力電子實(shí)驗(yàn)柜，找出單結(jié)晶體管觸發(fā)電路所在位置。(2）找出測(cè)試點(diǎn)與測(cè)量插孔之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2)晶閘管觸發(fā)電路的測(cè)試接通單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的電源，即同步變壓器TB的A相副邊電源，如圖9-12所示。用示波器逐一觀察觸發(fā)電路中整流輸出點(diǎn)A、削波點(diǎn)B、鋸齒點(diǎn)C、單結(jié)晶體管輸出點(diǎn)D及脈沖變壓器輸出脈沖波形,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表9-16。3)電阻負(fù)載(1）按圖9-13接好主電路，在兩個(gè)晶閘管的門極接上觸發(fā)脈沖，并在主電路的輸出端接上電阻負(fù)載。(2）用示波器逐一觀察負(fù)載兩端電壓ud、晶閘管兩端電壓uV及整流二極管兩端的電壓uVD波形,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表9-17中。(3）調(diào)節(jié)移相電位器RP，用示波器觀察并記錄不同α角時(shí)的ud、uV、id的波形;測(cè)量電源電壓U2及負(fù)載電壓Ud的數(shù)值，驗(yàn)證Ud＝0.9U2(1+cosα)/2的關(guān)系，并將測(cè)量的結(jié)果記錄于表9-17中。(4）用雙蹤示波器觀察ud與脈沖電壓ug之間的相位系。圖9-13單相半控橋式整流實(shí)驗(yàn)接線圖4)電阻電感負(fù)載(1）切斷電源，在主電路輸出端換接上電阻電感負(fù)載（將電阻與一個(gè)電抗器串聯(lián)）。(2）不接續(xù)流二極管，接通電源，用示波器觀察不同導(dǎo)通角時(shí)ud、uV、id的波形，同時(shí)測(cè)量U2及Ud的數(shù)值，并與Ud＝0.9U2(1+cosα)/2進(jìn)行比較分析，將測(cè)量的結(jié)果記錄于表9-17中。(3）接上續(xù)流二極管（可在實(shí)驗(yàn)柜中的六個(gè)整流二極管中任選一個(gè)），重復(fù)上述步驟。表9-16單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中各點(diǎn)的波形接線注意：(1）示波器在同時(shí)使用兩探頭測(cè)量時(shí)，必須將兩探頭的地線端接在電路的同一電位點(diǎn)上，否則會(huì)因兩探頭地線造成被測(cè)電路短路事故。(2）主電路的電源和觸發(fā)電路的電源必須都用同一相電源，建議都使用A相電源。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表9-17主電路各元件電流、電壓波形6.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1)分析實(shí)驗(yàn)記錄中的波形與理論分析的波形是否一致。(2)分析總結(jié)導(dǎo)通角α與負(fù)載電壓U2的關(guān)系是否滿足Ud＝0.9U2(1+cosα)/2，該關(guān)系與負(fù)載的性質(zhì)是否有關(guān)系。(3)分析續(xù)流二極管對(duì)負(fù)載電壓、電流波形有何影響，它的作用是什么。實(shí)驗(yàn)三三相橋式全控整流電路的研究1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉三相橋式電路的接線，觀察電阻負(fù)載、電阻電感負(fù)載及反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)輸出電壓、電流的波形。(2)理想觸發(fā)器定相原理，掌握測(cè)試晶閘管整流裝置的步驟和方法。2.實(shí)驗(yàn)電路圖9-14三相橋式全控整流實(shí)驗(yàn)主電路圖9-15三相橋式全控整流實(shí)驗(yàn)控制電路3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備有JZB-Ⅱ型電力電子變流技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置、直流電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組、三相整流變壓器、電抗器、滑線變阻器、燈板、雙蹤示波器以及萬(wàn)用表。4.實(shí)驗(yàn)原理三相全控橋式整流電路輸出電壓Ud＝2.33U2cosα,負(fù)載額定電壓為220V時(shí)，U2選110V較為合適。在采用圖9-14所示的編號(hào)時(shí)，晶閘管導(dǎo)通按V6→V1→V2→V3→V4→V5→V6順序循環(huán)。為保證每一瞬間兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，本實(shí)驗(yàn)采用了鋸齒波同步的雙脈沖觸發(fā)電路，其雙脈沖電路的接線見(jiàn)圖9-16。圖9-16雙脈沖電路的接線圖脈沖發(fā)出順序按1＃、2＃、3＃、4＃、5＃、6＃、1＃循環(huán)，間隔為60°，每個(gè)觸發(fā)電路在一周內(nèi)發(fā)兩個(gè)脈沖,間隔也為60°。由鋸齒波同步觸發(fā)電路可知，在同步電壓負(fù)半周時(shí)形成鋸齒波，因此要求同步電壓uV與被觸發(fā)晶閘管陽(yáng)極電壓在相位上相差180°，這樣可以得出晶閘管元件觸發(fā)電路的同步電壓，如表9-18所示。表9-18晶閘管元件觸發(fā)電路的同步電壓

5.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備(1）熟悉實(shí)驗(yàn)裝置的電路結(jié)構(gòu)，找出本實(shí)驗(yàn)使用的直流電源、同步變壓器、鋸齒波同步觸發(fā)電路和晶閘管主電路,檢查一下實(shí)驗(yàn)設(shè)備是否齊全。(2）測(cè)定交流電源的相序。(3）確定主變壓器與同步變壓器的極性，并將主變壓器接成D,yn11，同步變壓器接成D,yn11,yn5聯(lián)結(jié)組,如圖9-15所示。(4）按圖9-15將觸發(fā)電路接好，X、Y端暫不接脈沖信號(hào)。(5）合上S，接通各直流電源，逐個(gè)檢查每塊觸發(fā)板工作是否正常，然后用雙蹤示波器依次測(cè)量相鄰兩塊觸發(fā)板的鋸齒波電壓波形，調(diào)節(jié)斜率電位器Rp，使鋸齒波的斜率一致，間隔為60°，見(jiàn)圖9-17。這種調(diào)試方法稱為鋸齒波排隊(duì)法。(6）測(cè)量觸發(fā)板的輸出脈沖，由于Y端未接，觸發(fā)板輸出為單脈沖，用雙蹤示波器測(cè)量相鄰兩塊觸發(fā)板的輸出脈沖，看是否相隔60°，如不是，可稍調(diào)斜率電位器RP來(lái)實(shí)現(xiàn)脈沖對(duì)稱。脈沖排隊(duì)的波形見(jiàn)圖9-18。(7）按圖9-16將各觸發(fā)板X、Y端聯(lián)起來(lái)，使其輸出雙脈沖，用雙蹤示波器觀察雙脈沖的波形，見(jiàn)圖9-19。圖9-17鋸齒波排隊(duì)電路圖9-18單脈沖排隊(duì)波形圖9-19雙脈沖排隊(duì)波形2)電阻負(fù)載(1）觸發(fā)電路正常后，把控制電壓旋鈕調(diào)到零，然后調(diào)節(jié)Up，使α＝120°。仔細(xì)檢查線路無(wú)誤后，按圖9-14接好主電路并接通電源。調(diào)節(jié)控制電壓Uc，觀察輸出電壓ud的波形，并將α＝30°、60°、90°時(shí)輸出電壓ud、晶閘管V1兩端電壓uV1的波形以及ud、Uc的數(shù)值記錄于表9-19中。表9-19電阻負(fù)載實(shí)驗(yàn)記錄(2）去掉一只晶閘管的脈沖，觀察輸出電壓ud的波形及不觸發(fā)的晶閘管兩端的電壓波形，比較不觸發(fā)的晶閘管兩端電壓與正常觸發(fā)的晶閘管兩端電壓有什么不同，將結(jié)果記錄于表9-20中，分析這些波形。表9-20電阻負(fù)載線路不正常時(shí)的實(shí)驗(yàn)記錄

3)電阻電感負(fù)載(1）按停止按鈕，切斷主電路，在輸出端換上電阻電感負(fù)載。然后按啟動(dòng)按鈕接通主電路電源，記錄α＝30°、60°、90°時(shí)輸出電壓ud、電流id、電抗器兩端電壓uLd的波形于表9-21中。表9-21電阻電感負(fù)載實(shí)驗(yàn)記錄(2）改變Rd的數(shù)值，觀察輸出電流Id的脈動(dòng)情況，并記錄Rd阻值最大與最小時(shí)id波形于表9-22中。表9-22反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載實(shí)驗(yàn)記錄4)反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載(1）按停止按鈕，切斷電源，在輸出端換接上電動(dòng)機(jī)負(fù)載。(2）接通主電路電源，帶上一定負(fù)載，調(diào)控制電壓旋鈕，使Ud由零逐漸上升到額定值，用示波器觀察并記錄不同α角時(shí)輸出電壓Ud、電流id及電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓um的波形，記錄Uz（直流發(fā)電機(jī)輸出電壓）與Ud的數(shù)值，驗(yàn)證Ud＝f(Uz)關(guān)系。(3）斷開(kāi)電源，接入平波電抗器Ld，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄不同α角時(shí)輸出電壓ud、電流id及電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓um的波形，記錄Uz與Ud的數(shù)值，驗(yàn)證Ud＝f(Uz)關(guān)系。將以上結(jié)果記錄入表9-22中。(4）直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)。切斷電源，使控制電壓Uc電位器旋鈕調(diào)到零位，使直流發(fā)電機(jī)空載。接通電源，逐漸調(diào)節(jié)控制電壓，使輸出電壓Ud為額定值，記錄電動(dòng)機(jī)電流Id及轉(zhuǎn)速n，再逐漸增加負(fù)載到額定值，中間記錄n點(diǎn)，做出機(jī)械特性n=f(Id)曲線。將結(jié)果記錄入表9-23中。表9-23直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)記錄6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表9-19~表9-23。7.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求(1)分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，回答實(shí)驗(yàn)中提出的問(wèn)題。(2)整理實(shí)驗(yàn)中記錄的波形。(3)總結(jié)調(diào)試三相橋式整流電路的步驟和方法。(4)畫出電阻負(fù)載時(shí)的輸入-輸出特性Ud=f(Uc)關(guān)系曲線。(5)繪出電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性n=f(Id)曲線。實(shí)驗(yàn)四三相交流調(diào)壓電路的研究1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉三相交流調(diào)壓電路的工作原理。(2)了解三相三線制和三相四線制交流調(diào)壓電路在電阻負(fù)載、電阻電感負(fù)載時(shí)輸出電壓、電流的波形及移相特性。圖9-20三相交流調(diào)壓電路2.實(shí)驗(yàn)電路3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備有變阻器、電抗器、雙蹤示波器和萬(wàn)用表。4.實(shí)驗(yàn)原理星形帶中線的三相交流調(diào)壓電路實(shí)際上就是三個(gè)單相交流調(diào)壓電路的組合，其工作原理和波形均與單相交流調(diào)壓相同。對(duì)三相三線制交流調(diào)壓電路，由于沒(méi)有中線，每相電流必須與另一相構(gòu)成回路。與三相全控橋一樣，三相三線制調(diào)壓電路應(yīng)采用寬脈沖或雙窄脈沖觸發(fā)。與三相整流電路不同的是，控制角α=0°為相應(yīng)相電壓過(guò)零點(diǎn)，而不是自然換相點(diǎn)。在采用鋸齒波同步的觸發(fā)電路時(shí)，為滿足小α角時(shí)的移相要求，同步電壓應(yīng)超前相應(yīng)的主電路電源電壓30°。5.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟(1)按圖9-20把電路接好（暫不接負(fù)載）,閉合S，按啟動(dòng)按鈕，主電路接通電源。用示波器檢查同步電壓是否對(duì)應(yīng)超前主電路電源電壓30°（即u+a超前uV30°）。(2)切斷主電路電源，按星形帶中線的三相交流調(diào)壓電路接上電阻負(fù)載，并按啟動(dòng)按鈕接通主電路，用示波器觀察α=0°、30°、60°、90°、120°、150°時(shí)的波形，并把波形和輸出電壓有效值記錄于表9-24中。表9-24電阻負(fù)載時(shí)三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)記錄(3)切斷主電路電源，在星形帶中線的三相交流調(diào)壓電路中換接上電阻電感負(fù)載，再接通主電路。調(diào)變阻器（三相一起調(diào)），使阻抗角φ≈60°，用示波器觀察α=0°、30°、60°、120°時(shí)的波形，并將輸出電壓u、電流i的波形和輸出電壓有效值記錄于表9-25中。表9-25電阻電感負(fù)載時(shí)三相交流調(diào)壓電路實(shí)驗(yàn)記錄(4)按停止按鈕，切斷主電路，斷開(kāi)負(fù)載中線，做三相三線交流調(diào)壓實(shí)驗(yàn)，其步驟與(2)、(3)相同，并將波形和數(shù)值分別記錄于表9-24和表9-25中。6.實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)討論分析三相三線制交流調(diào)壓電路中如何確定觸發(fā)電路的同步電壓。(2)整理記錄波形，作不同接線方法、不同負(fù)載時(shí)U=f(α)曲線。(3)將兩種接線方式的輸出電壓、電流波形進(jìn)行分析比較。實(shí)驗(yàn)五GTR單相并聯(lián)逆變器的研究

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉由GTR組成的單相并聯(lián)逆變器電路及其工作原理，了解各元件的作用。(2)觀察控制電路及負(fù)載波形。2.實(shí)驗(yàn)電路圖9-21GTR單相并聯(lián)逆變電路3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括雙蹤示波器、萬(wàn)用表、頻率計(jì)、直流電流表、燈板和350V以上電容等元件。4.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理如圖9-21所示，交替導(dǎo)通與關(guān)斷V1、V2就能在逆變變壓器的二次側(cè)得到交變電壓，其頻率取決于V1、V2交替通斷的頻率，調(diào)節(jié)Rp就能使負(fù)載得到頻率可調(diào)的交變電壓。5.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟