1、景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院電子電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書專業(yè)：自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室：A1棟408二零一五年六月制實(shí)驗(yàn)一 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。2掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。3對(duì)單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及電阻電感負(fù)載時(shí)工作情況作全面分析。4了解續(xù)流二極管的作用。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試。2單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的觀察。3單相半波整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)特性的測(cè)定。4單相半波整流電路帶電阻電感性負(fù)載時(shí)，續(xù)流二極管作用的觀察。三實(shí)驗(yàn)線路及原理將單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸出端“G”“K”端接至晶閘管VT1

2、的門陰極，即可構(gòu)成如圖4-1所示的實(shí)驗(yàn)線路。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2MCL18組件（適合MCL）或MCL31組件（適合MCL）3MCL33（A）組件或MCL53組件（適合MCL、）4MCL05組件或MCL05A組件5MEL03三相可調(diào)電阻器或自配滑線變阻器6二蹤示波器7萬(wàn)用表五注意事項(xiàng)1雙蹤示波器有兩個(gè)探頭，可以同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)，但這兩個(gè)探頭的地線都與示波器的外殼相連接，所以兩個(gè)探頭的地線不能同時(shí)接在某一電路的不同兩點(diǎn)上，否則將使這兩點(diǎn)通過(guò)示波器發(fā)生電氣短路。為此，在實(shí)驗(yàn)中可將其中一根探頭的地線取下或外包以絕緣，只使用其中一根地線。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩個(gè)信號(hào)時(shí)，必須在電路上

3、找到這兩個(gè)被測(cè)信號(hào)的公共點(diǎn)，將探頭的地線接上，兩個(gè)探頭各接至信號(hào)處，即能在示波器上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)，而不致發(fā)生意外。2為保護(hù)整流元件不受損壞，需注意實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在主電路不接通電源時(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時(shí)，接通主電路電源，然后逐漸加大Uct，使整流電路投入工作。（3）正確選擇負(fù)載電阻或電感，須注意防止過(guò)流。在不能確定的情況下，盡可能選擇較大的電阻或電感，然后根據(jù)電流值來(lái)調(diào)整。（4）晶閘管具有一定的維持電流IH，只有流過(guò)晶閘管的電流大于IH，晶閘管才可靠導(dǎo)通。實(shí)驗(yàn)中，若負(fù)載電流太小，可能出現(xiàn)晶閘管時(shí)通時(shí)斷，所以實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持負(fù)載電流不小于100mA。（5）

4、本實(shí)驗(yàn)中，因用MCL05組件中單結(jié)晶觸發(fā)電路控制晶閘管，注意須斷開MCL33（MCL53組件)的內(nèi)部觸發(fā)脈沖。六實(shí)驗(yàn)方法1單結(jié)晶體管觸發(fā)電路調(diào)試及各點(diǎn)波形的觀察將MCL05（或MCL05A，以下均同）面板左上角的同步電壓輸入接MCL18的U、V輸出端（如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，則同步電壓輸入直接與主控制屏的U、V輸出端相連），“觸發(fā)電路選擇”撥至“單結(jié)晶”。按照實(shí)驗(yàn)接線圖正確接線，但由單結(jié)晶體管觸發(fā)電路連至晶閘管VT1的脈沖UGK不接（將MCL05面板中G、K接線端懸空），而將觸發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端相連，以便觀察脈沖的移相范圍。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電源，即按下主控制屏綠色

5、“閉合”開關(guān)按鈕，這時(shí)候主控制屏U、V、W端有電壓輸出，大小通過(guò)三相調(diào)壓器調(diào)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)Uuv=220V，這時(shí)候MCL05內(nèi)部的同步變壓器原邊接有220V，原邊輸出分別為60V（單結(jié)晶觸發(fā)電路）、30V（正弦波觸發(fā)電路）、7V（鋸齒波觸發(fā)電路），通過(guò)直鍵開關(guān)選擇。注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。以下均同合上MCL05面板的右下角船形開關(guān)，用示波器觀察觸發(fā)電路單相半波整流輸出（“1”），梯形電壓（“3”），鋸齒波電壓（“4”）及單結(jié)晶體管輸出電壓（“5”、“6”）和脈沖輸出（“G”、“K”）等波形。調(diào)節(jié)移相可調(diào)電位器RP，觀察輸出脈沖的移相范圍能否在30

6、6;180°范圍內(nèi)移。注：由于在以上操作中，脈沖輸出未接晶閘管的控制極和陰極，所以在用示波器觀察觸發(fā)電路各點(diǎn)波形時(shí)，特別是觀察脈沖的移相范圍時(shí)，可用導(dǎo)線把觸發(fā)電路的地端（“2”）和脈沖輸出“K”端相連。但一旦脈沖輸出接至晶閘管，則不可把觸發(fā)電路和脈沖輸出相連，否則造成短路事故，燒毀觸發(fā)電路。采用正弦波觸發(fā)電路、鋸齒波觸發(fā)電路或其它觸發(fā)電路，同樣需要注意，謹(jǐn)慎操作。2單相半波可控整流電路帶電阻性負(fù)載斷開觸發(fā)電路“2”端與脈沖輸出“K”端的連接，“G”、“K”分別接至MCL33（或MCL53）的VT1晶閘管的控制極和陰極，注意不可接錯(cuò)。負(fù)載Rd接可調(diào)電阻（可把MEL03的900電阻盤并聯(lián)

7、，即最大電阻為450，電流達(dá)0.8A），并調(diào)至阻值最大。合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓至Uuv=220V，調(diào)節(jié)脈沖移相電位器RP，分別用示波器觀察a=30°、60°、90°、120°時(shí)負(fù)載電壓Ud，晶閘管VT1的陽(yáng)極、陰極電壓波形UVt。并測(cè)定Ud及電源電壓U2，驗(yàn)證 U2,ud30°60°90°120°UdU23單相半波可控整流電路帶電阻電感性負(fù)載，無(wú)續(xù)流二極管串入平波電抗器，在不同阻抗角（改變Rd數(shù)值）情況下，觀察并記錄a=30O、60O、90O、120O時(shí)的Ud、id及Uvt的波形。注意調(diào)節(jié)Rd時(shí)，需要監(jiān)視

8、負(fù)載電流，防止電流超過(guò)Rd允許的最大電流及晶閘管允許的額定電流。4單相半波可控整流電路帶電阻，電感性負(fù)載，有續(xù)流二極管。接入續(xù)流二極管，重復(fù)“3”的實(shí)驗(yàn)步驟。七實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1畫出觸發(fā)電路在=90°時(shí)的各點(diǎn)波形。2畫出電阻性負(fù)載，=90°時(shí)，Ud=f（t），Uvt=f（t），id=f（t）波形。3分別畫出電阻、電感性負(fù)載，當(dāng)電阻較大和較小時(shí)，Ud=f（t）、UVT=f（t），id=f（t）的波形（=90°）。4畫出電阻性負(fù)載時(shí)Ud/U2=f（a）曲線，并與進(jìn)行比較。5分析續(xù)流二極管的作用。八思考1本實(shí)驗(yàn)中能否用雙蹤示波器同時(shí)觀察觸發(fā)電路與整流電路的波形？為什么？2為何要

9、觀察觸發(fā)電路第一個(gè)輸出脈沖的位置？3本實(shí)驗(yàn)電路中如何考慮觸發(fā)電路與整流電路的同步問(wèn)題？實(shí)驗(yàn)二 正弦波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉正弦波同步觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。2掌握正弦波同步觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1正弦波同步觸發(fā)電路的調(diào)試。2正弦波同步觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的觀察。三實(shí)驗(yàn)線路及原理電路分脈沖形成，同步移相，脈沖放大等環(huán)節(jié)，具體工作原理可參見“電力電子技術(shù)”有關(guān)教材。 四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2MCL18組件（適合MCL）或MCL31組件（適合MCL）3MCL05組件4二蹤示波器5萬(wàn)用表五實(shí)驗(yàn)方法1將MCL05面板上左上角的同步電壓輸入端接MC

10、L18的U、V端（如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，則同步電壓輸入直接與主控制屏的U、V輸出端相連），將“觸發(fā)電路選擇”撥至“正弦波”位置。2三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v，并打開MCL05面板右下角的電源開關(guān)。用示波器觀察各觀察孔的電壓波形，測(cè)量觸發(fā)電路輸出脈沖的幅度和寬度，示波器的地線接于“8”端。注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。3確定脈沖的初始相位。當(dāng)Uct=0時(shí)，要求a接近于180O。調(diào)節(jié)Ub（調(diào)RP）使U3波形與圖4-3b中的U1波形相同，這時(shí)正好有脈沖輸出，a接近180O。4保持Ub不變，調(diào)節(jié)MCL-18的給定電

11、位器RP1，逐漸增大Uct，用示波器觀察U1及輸出脈沖UGK的波形，注意Uct增加時(shí)脈沖的移動(dòng)情況，并估計(jì)移相范圍。5調(diào)節(jié)Uct使a=60O，觀察并記錄面板上觀察孔“1”“7”及輸出脈沖電壓波形。 （a）a180O （b）a接近180O圖4-3 初始相位的確定六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫出a=60O時(shí)，觀察孔“1”“7”及輸出脈沖電壓波形。2指出Uct增加時(shí)，a應(yīng)如何變化？移相范圍大約等于多少度？指出同步電壓的那一段為脈沖移相范圍。七注意事項(xiàng)參照實(shí)驗(yàn)一的注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)三 單相橋式半控整流電路實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究單相橋式半控整流電路在電阻負(fù)載，電阻電感性負(fù)載及反電勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作。2熟悉MCL05組件鋸齒波觸發(fā)

12、電路的工作。3進(jìn)一步掌握雙蹤示波器在電力電子線路實(shí)驗(yàn)中的使用特點(diǎn)與方法。二實(shí)驗(yàn)線路及原理見圖4-6。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1單相橋式半控整流電路供電給電阻性負(fù)載。2單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載（帶續(xù)流二極管）。3單相橋式半控整流電路供電給反電勢(shì)負(fù)載（帶續(xù)流二極管）。4單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載（斷開續(xù)流二極管）。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2MCL18組件（適合MCL)或MCL31組件（適合MCL）。3MCL33組件或MCL53組件（適合MCL、）4MCL05組件或MCL05A組件5MEL03三相可調(diào)電阻器或自配滑線變阻器。6MEL02三相芯式變壓器。7二蹤示

13、波器8萬(wàn)用電表五注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)前必須先了解晶閘管的電流額定值（本裝置為5A），并根據(jù)額定值與整流電路形式計(jì)算出負(fù)載電阻的最小允許值。2為保護(hù)整流元件不受損壞，晶閘管整流電路的正確操作步驟（1）在主電路不接通電源時(shí)，調(diào)試觸發(fā)電路，使之正常工作。（2）在控制電壓Uct=0時(shí)，接通主電源。然后逐漸增大Uct，使整流電路投入工作。（3）斷開整流電路時(shí)，應(yīng)先把Uct降到零，使整流電路無(wú)輸出，然后切斷總電源。3注意示波器的使用。4MCL33（或MCL53組件）的內(nèi)部脈沖需斷開。5接反電勢(shì)負(fù)載時(shí)，需要注意直流電動(dòng)機(jī)必須先加勵(lì)磁六實(shí)驗(yàn)方法1將MCL05（或MCL05A，以下均同）面板左上角的同步電壓輸入接MC

14、L18的U、V輸出端（如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，則同步電壓輸入直接與主控制屏的U、V輸出端相連）， “觸發(fā)電路選擇”撥向“鋸齒波”。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v，并打開MCL05面板右下角的電源開關(guān)。觀察MCL05鋸齒波觸發(fā)電路中各點(diǎn)波形是否正確，確定其輸出脈沖可調(diào)的移相范圍。并調(diào)節(jié)偏移電阻RP2，使Uct=0時(shí)，=150°。注意觀察波形時(shí)，須斷開MEL-02和MCL-33（或MCL53組件）的連接線。注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。以下均同2單相橋式晶閘管半控整流電路供電給電阻性負(fù)載：連接MEL-02和

15、MCL-33（或MCL53組件）。（a）把開關(guān)S2合向左側(cè)連上負(fù)載電阻Rd（可選擇900電阻并聯(lián)，最大電流為0.8A），并調(diào)節(jié)電阻負(fù)載至最大。MCL-18（或MCL型主控制屏，以下均同）的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出Uuv=220V。調(diào)節(jié)MCL-18的給定電位器RP1，使=90°，測(cè)取此時(shí)整流電路的輸出電壓Ud=f（t），輸出電流id=f（t）以及晶閘管端電壓UVT=f（t）波形，并測(cè)定交流輸入電壓U2、整流輸出電壓Ud，驗(yàn)證。若輸出電壓的波形不對(duì)稱，可分別調(diào)整鋸齒波觸發(fā)電路中RP1，RP3電位器。（b）采用類似

16、方法，分別測(cè)取=60°，=30°時(shí)的Ud、id、Uvt波形。3單相橋式半控整流電路供電給電阻電感性負(fù)載（a）把開關(guān)S1合向左側(cè)接上續(xù)流二極管，把開關(guān)S2合向右側(cè)接上平波電抗器，短接直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組A1A2。MCL-18的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出使Uuv=220V。（b）調(diào)節(jié)Uct，使=90°，測(cè)取輸出電壓Ud=f（t），電感上的電流iL=f（t），整流電路輸出電流id=f（t）以及續(xù)流二極管電流iVD=f（t）波形，并分析三者的關(guān)系。調(diào)節(jié)電阻Rd，觀察id波形如何變化，注意防止過(guò)流。（c）調(diào)

17、節(jié)Uct，使分別等于60°、90°時(shí)，測(cè)取Ud，iL，id，iVD波形。（d）斷開續(xù)流二極管，觀察Ud=f（t），id=f（t）。突然切斷觸發(fā)電路，觀察失控現(xiàn)象并記錄Ud波形。若不發(fā)生失控現(xiàn)象，可調(diào)節(jié)電阻Rd。4單相橋式半控整流電路接反電勢(shì)負(fù)載(1).斷開主電路，改接直流電動(dòng)機(jī)作為反電勢(shì)負(fù)載（斷開直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組A1A2的短接線。）短接平波電抗器，短接負(fù)載電阻Rd。MCL-18的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。，合上主電源，調(diào)節(jié)主控制屏輸出使Uuv=220V。調(diào)節(jié)Uct ，用示波器觀察并記錄不同a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，記錄相應(yīng)的U2和Ud的波形。（可測(cè)取=60°，90°兩