1、實驗一SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性的實驗一、實驗?zāi)康?1)掌握各種電力電子器件的動作特性。(2)掌握對于各設(shè)備的觸發(fā)信號的請求。二、實驗所需的背帶及附件序列號型號備考1DJK01電源控制面板此控制面板包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2DJK06規(guī)定及實驗設(shè)備這個背帶包含幾個模塊，如“二極管”。3DJK07新設(shè)備特性試驗4DJK09單相調(diào)壓和可變負(fù)載5萬用表自帶三、實驗線路和原理將電力電子設(shè)備(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT種)和負(fù)載電阻r串聯(lián)連接在直流電源的兩端，向DJK06上的規(guī)定的新設(shè)備提供觸發(fā)電壓信號，將規(guī)定的電壓從零調(diào)整到設(shè)備的觸發(fā)導(dǎo)通，以上直

2、流電壓和電流校正可從DJK01電源控制畫面獲得，5種電力電子設(shè)備都在DJK07掛機，直流電源從電源控制面板的輸出連接DJK09上的單相調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器輸出連接DJK09上的整流和濾波電路，調(diào)節(jié)器輸出連接DJK09上的濾波電路實驗線路的具體接線如下圖所示四、實驗內(nèi)容(1)晶閘管(SCR )特性試驗。(2)可關(guān)閉晶閘管(GTO )的特性實驗。(3)功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET )特性試驗。(4)高功率晶體管(GTR )的特性實驗。(5)絕緣雙極晶體管(IGBT )特性試驗。五、實驗方法(1)如圖3-26那樣進(jìn)行布線時，首先，將晶閘管(SCR )與主電路連接，在實驗開始時，將DJK06上的規(guī)定的卷R

3、P1逆時針旋轉(zhuǎn)到最后，將S1旋轉(zhuǎn)到正規(guī)定側(cè)，將S2旋轉(zhuǎn)到規(guī)定側(cè)，將S2旋轉(zhuǎn)到規(guī)定側(cè)，DJK06的電源緩慢調(diào)節(jié)電壓校正的讀數(shù)，直流電壓上升到40V時，停止單相穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)(以后的其他實驗中，請勿調(diào)節(jié))。 調(diào)節(jié)給定卷RP1并逐步增加給定的電壓，并監(jiān)視電壓校正、電流校正的讀取值，當(dāng)電壓校正表明接近于0 (表明管道完全導(dǎo)通)時，停止調(diào)節(jié)，并描述給定的電壓Ug調(diào)節(jié)中的電路電流Id和裝置的管道電壓降Uv超時空要塞0.81.742.703.34.67身份證0.050.040.030.020.01紫外線95-80-60-4524(2)按下控制面板上的“停止”按鈕，將晶閘管切換為可關(guān)閉晶閘管(GTO )，重復(fù)上

4、述步驟，記錄數(shù)據(jù)。超時空要塞03.513.613.643.76身份證-0.05-0.05-0.04-0.03-0.01紫外線9483665531(3)按下控制面板上的“停止”按鈕，切換成功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET )，重復(fù)上述步驟，記錄數(shù)據(jù)。超時空要塞04.794.844.945.01身份證-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01紫外線9275663524(4)按下控制面板上的“停止”按鈕，切換到高功率晶體管(GTR )，重復(fù)上述步驟，記錄數(shù)據(jù)。超時空要塞00.140.150.160.17身份證-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01紫外線9573563622(5)按下

5、控制面板上的“停止”按鈕，切換到絕緣雙極晶體管(IGBT )，重復(fù)上述步驟，記錄數(shù)據(jù)。超時空要塞05.035.065.115.19身份證-0.05-0.04-0.03-0.02-0.01紫外線9770574523六、實驗報告所得到的數(shù)據(jù)繪制了每個設(shè)備的輸出特性。圖1可控硅SCR輸出特性圖GTO輸出特性圖GTO輸出特性圖MOSFET輸出特性圖5的IGBT輸出特性七、注意事項(1)雙跟蹤示波器有兩個探針，可以同時觀測兩個信號，但由于這兩個探針的接地線與示波器的殼體連接，所以兩個探針的接地線不能同時與同一電路的不同電位的兩點連接因此，為了保證測量的順利進(jìn)行，將一個探針的接地線拆開，或者絕緣，只使用一

6、個接地線，從根本上就可以解決這個問題。 在需要同時觀察兩個信號的情況下，必須在被測量電路上發(fā)現(xiàn)這兩個信號的共同點，將探針的接地線連接到此處，將探針分別連接到被測量信號，否則無法在示波器上同時觀察兩個信號。(2)保證管道的功率損耗(即，功率器件的管道壓降與器件流動電流的乘積)小于8W，以便功率器件在實驗中避免功率損耗。(3)為了使GTR特性試驗更典型，將其電流抑制在0.4A以下。(4)本實驗完成器件伏安特性的實驗項目，老師可以根據(jù)自己的實際需要調(diào)整實驗項目，如增加測量器件的導(dǎo)通時間等實驗項目。八、實驗體會不同的電力電子器件由于其制造工藝上的差異，其開關(guān)過程有一定的差異，通過分析其工作特性曲線，G

7、TR和GTO是雙極電流驅(qū)動器件，具有電導(dǎo)調(diào)制效果，流通能力強，但開關(guān)速度低，需要的驅(qū)動功率功率MOSFET是單極型電壓驅(qū)動器件，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小。 IGBT綜合了GTR和MOSFET的優(yōu)點，具有良好的特性。實驗2鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的實驗一、實驗?zāi)康?1)加深對鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理和各元件作用的理解。(2)掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。二、實驗所需的背帶及附件三、實驗線路和原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的原理圖請參照DJK03-1吊具介紹中鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的原理圖。 鋸齒同步移相觸發(fā)由電路由同步檢測、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成、脈沖

8、放大等環(huán)節(jié)組成，其工作原理可參照DJK03-1配件介紹部分和電力電子技術(shù)教材中的相關(guān)內(nèi)容。四、實驗內(nèi)容(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點波形的觀察與分析。五、思考題(1)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路有哪些特點？a :鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成(2)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍與什么樣的殘奧儀表有關(guān)？a :與電容器C1、電位計RP1、電位計RP2、電位計RP3等殘奧儀表有關(guān)。六、實驗方法(將DJK01電源控制面板的電源選擇開關(guān)置于“直流調(diào)速”側(cè)，將輸出線電壓置于200V (不置于“交流調(diào)速”側(cè)。 DJK03

9、-1的通常動作電源電壓為220V10%，“交流調(diào)速”側(cè)輸出的線電壓即輸入電壓超過其標(biāo)準(zhǔn)動作范圍時，吊墜的壽命會減少，也會導(dǎo)致吊墜損壞。 在“DZSZ-1型電機及自動控制試驗裝置”中使用時，操作控制面板左側(cè)的調(diào)節(jié)器，將輸出的線路電壓調(diào)整到220V左右，然后訪問帶部)，將200V交流電壓用2根導(dǎo)線連接到DJK03-1的“外置220V”端同時觀察同步電壓和“1”點的電壓波形，了解形成“1”點波形的原因。觀察“1”、“2”點的電壓波形，了解鋸齒波寬與“1”點的電壓波形的關(guān)系。調(diào)節(jié)電位器RP1，觀察“2”點鋸齒波的斜率變化。觀察“3”“6”點的電壓波形和輸出電壓的波形，記錄各波形的振幅和寬度，比較“3”

10、點的電壓U3和“6”點的電壓U6的對應(yīng)關(guān)系。(2)調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的移相范圍使控制電壓Uct為0 (將電位器RP2按時間校正旋轉(zhuǎn))，用示波器觀察同步電壓信號和“6”點U6的波形，調(diào)節(jié)偏移電壓Ub (即調(diào)節(jié)RP3電位器)，使=170。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路調(diào)節(jié)Uct (即電位器RP2)使得=60，觀察并記錄U1U6以及輸出“g，k”脈沖電壓的波形，表示其振幅和寬度，記錄在下表中(可以用示波器直接讀取，讀取時可以用示波器的“vU1U2U3U4U5U6振幅(v )0.480.340.110.340.80.038寬度(毫秒)2020207.2510七、實驗報告(1)整理、描繪實驗中記錄的各點的波形，繪制其

11、大小和寬度。a :數(shù)據(jù)請參照表格。(2)總結(jié)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍的調(diào)試方法，如果在Uct=0的條件下要求=90，怎么調(diào)整？a :調(diào)節(jié)a:RP3音量就可以了。八、注意事項(1)雙跟蹤示波器有兩個探針，可以同時觀測兩個信號，但由于這兩個探針的接地線與示波器的殼體連接，所以兩個探針的接地線不能同時與同一電路的不同電位的兩點連接因此，為了保證測量的順利進(jìn)行，將一個探針的接地線拆開，或者絕緣，只使用一個接地線，從根本上就可以解決這個問題。 在需要同時觀察兩個信號的情況下，必須在被測量電路上發(fā)現(xiàn)這兩個信號的共同點，將探針的接地線連接到此處，將探針分別連接到被測量信號，否則無法在示波器上同時觀察

12、兩個信號。(2)由于正弦觸發(fā)電路的特殊性，我們相移電路的調(diào)節(jié)范圍很小，需要將調(diào)節(jié)到反相區(qū)，除了調(diào)節(jié)RP1，還需要調(diào)節(jié)RP2電位計。(3)由于電容影響脈沖“g”、“k”的輸出端，因此在觀察輸出脈沖的電壓波形時，需要將輸出端“g”和“k”分別與晶閘管的柵極和陰極連接(或者，也可以用約100左右的電阻值的電阻與“g”、“k”連接)九、實驗體會鋸齒波同步移相觸發(fā)電路1、2由同步檢測、鋸齒波形成、移相控制、脈沖放大等環(huán)節(jié)構(gòu)成，通過本實驗了解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理和各要素的作用，基本掌握了鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。實驗三單相半波控制整流電路的實驗一、實驗?zāi)康?1)掌握單觸發(fā)晶體管觸發(fā)電路

13、的調(diào)試步驟和方法。(2)掌握單相半波控制整流電路的電阻負(fù)載及電阻感應(yīng)性負(fù)載時的動作。(3)了解回流二極管的作用。二、實驗所需的背帶及附件序列號型號備考1DJK01電源控制面板此控制面板包含“三相電源輸出”、“勵磁電源”等幾個模塊。2DJK02三相變流電橋這個吊墜包含“晶閘管”和“電感”等幾個模塊。3DJK03晶閘管觸發(fā)電路實驗此垂墜包含“單觸發(fā)晶體管觸發(fā)電路”模塊。4DJK06規(guī)定負(fù)荷吸收電路這個背帶包含“二極管”和“開關(guān)”等幾個模塊。5DK04滑動電阻器串聯(lián)形式：0.65A、2k并聯(lián)形式：1.3A，500 6雙跡示波器自帶7萬用表自帶三、實驗線路和原理關(guān)于單觸發(fā)晶體管觸發(fā)電路的工作原理和電路

14、圖，將在1-3節(jié)進(jìn)行說明。 將DJK03掛件的單觸發(fā)晶體管觸發(fā)電路的輸出端“g”和“k”連接到DJK02掛件面板的后橋中任一個晶閘管的柵極和陰極，關(guān)閉相應(yīng)觸發(fā)脈沖的按鈕開關(guān)(防止誤觸發(fā))，圖中的r負(fù)載二極管VD1和開關(guān)S1都可以選擇DJK06掛件，電感L d可以選擇DJK02面板，100mH、200mH、700mH 3個等級，但是在本實驗中選擇了700mh。 直流電壓修正及直流電流修正由DJK02吊墜得到。圖3-3單相半波控制整流電路四、實驗內(nèi)容(1)單觸發(fā)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。(2)單觸發(fā)晶體管觸發(fā)電路各點的電壓波形的觀察和記錄。(3)單相半波整流電路的帶電阻性負(fù)荷時的U d /U 2=f(

15、)特性的測定。(4)單相半波整流電路帶電阻感應(yīng)性負(fù)荷時的回流二極管作用的觀察。五、思考題(1)單結(jié)晶體管的觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中電容C1的數(shù)值有什么關(guān)系？a :在1梯形波的周期內(nèi)，V6可能會多次導(dǎo)通、截止，但對晶閘管的觸發(fā)是第一個輸出脈沖起作用。 電容器C1的充電時間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP1改變C1的充電時間，以控制最初的尖峰脈沖的出現(xiàn)定時，實現(xiàn)脈沖的移相控制。六、實驗方法(1)單觸發(fā)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試將DJK01電源控制面板的電源選擇開關(guān)接通到“直流調(diào)速”側(cè)，將輸出線電壓設(shè)為200V，將200V交流電壓通過2根導(dǎo)線連接到DJK03的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，接通DJK03電源開關(guān)， 用跟蹤示波器觀察單線晶體管的觸發(fā)，調(diào)節(jié)移相電位RP1，觀察鋸齒波的周期變化和輸出脈沖波形的移相范圍是否可以在30 170的范圍內(nèi)移動。(2)單相半波控制整流電路的電阻負(fù)載觸發(fā)電路的調(diào)試正常