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电力电子技术硬件开发

电力电子技术实验指导书

实验一单结晶体管触发电路及示波器使用 班级学号姓名 同组人员 实验任务 一.实验目的 1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。 2.掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 3.详细学习万用表及示波器的使用方法。 二.实验设备及仪器 1.教学实验台主控制屏 2.NMCL—33组件 3.NMCL—05E组件 4.MEL—03A组件 5.双踪示波器(自备) 6.万用表(自备) 7. 电脑、投影仪 三.实验线路及原理 将NMCL—05E面板左上角的同步电压输入接SMCL-02的U、V输出端,触发电路选择单结晶体管触发电路,如图1所示。 图1单结晶体管触发电路图 四.注意事项 双踪示波器有两个探头,可以同时测量两个信号,但这两个探头的地线都与示波器的外

壳相连接,所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上,否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此,在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘,只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时,必须在电路上找到这两个被测信号的公共点,将探头的地线接上,两个探头各接至信号处,即能在示波器上同时观察到两个信号,而不致发生意外。 五.实验内容 1.实验预习 (1)画出晶闸管的电气符号图并标明各个端子的名称。 (2)简述晶闸管导通的条件。 (3)示波器在使用两个探针进行测量时需要注意的问题。 2. 晶闸管特性测试 请用万用表测试晶闸管各管脚之间的阻值,填写至下表。 + A K G - A K G 3.单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察 按照实验接线图正确接线,但由单结晶体管触发电路连至晶闸管VT1的脉冲U GK不接(将NMCL—05E面板中G、K接线端悬空),而将触发电路“2”端与脉冲输出“K”端相连,以便观察脉冲的移相范围。 合上主电源,即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮。这时候NMCL—05E内部的同步变压器原边接有220V,副边输出分别为60V(单结晶触发电路)、30V(正弦波触发电路)、7V(锯齿波触发电路),通过直键开关选择。 合上NMCL—05E面板的右下角船形开关,用示波器观察触发电路单相半波整流输出(“1”),梯形电压(“3”),梯形电压(“4”),电容充放电电压(“5”)及单结晶体管输出电压(“6”)和脉冲输出(“G”、“K”)等波形,并绘制在下图相应位置。

电力电子技术知识点

(供学生平时课程学习、复习用,●为重点) 第一章绪论 1.电力电子技术:信息电子技术----信息处理,包括:模拟电子技术、数字电子技术 电力电子技术----电力的变换与控制 2. ●电力电子技术是实现电能转换和控制,能进行电压电流的变换、频率的变换及相 数的变换。 第二章电力电子器件 1.电力电子器件分类:不可控器件:电力二极管 可控器件:全控器件----门极可关断晶闸管GTO电力晶体管GTR 场效应管电力PMOSFET绝缘栅双极晶体管IGBT及其他器件 ☆半控器件----晶闸管●阳极A阴极K 门极G 2.晶闸管 1)●导通:当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触电电流的情况晶闸管才能开通。 ●关断:外加电压和外电路作用是流过晶闸管的电流降到接近于零 ●导通条件:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流 ●维持导通条件:阳极电流大于维持电流 当晶闸管承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。 当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才会开通。 当晶闸管导通,门极失去作用。 ●主要参数:额定电压、额定电流的计算,元件选择 第三章 ●整流电路 1.电路分类:单相----单相半波可控整流电路单相整流电路、桥式(全控、半控)、单相全波可控整流电路单相桥式(全控、半控)整流电路 三相----半波、●桥式(●全控、半控) 2.负载:电阻、电感、●电感+电阻、电容、●反电势 3.电路结构不同、负载不同●输出波形不同●电压计算公式不同

单相电路 1.●变压器的作用:变压、隔离、抑制高次谐波(三相、原副边星/三角形接法) 2.●不同负载下,整流输出电压波形特点 1)电阻电压、电流波形相同 2)电感电压电流不相同、电流不连续,存在续流问题 3)反电势停止导电角 3.●二极管的续流作用 1)防止整流输出电压下降 2)防止失控 4.●保持电流连续●串续流电抗器,●计算公式 5.电压、电流波形绘制,电压、电流参数计算公式 三相电路 1.共阴极接法、共阳极接法 2.触发角ā的确定 3.宽脉冲、双窄脉冲 4.●电压、电流波形绘制●电压、电流参数计算公式 5.变压器漏抗对整流电流的影响●换相重叠角产生原因计算方法 6.整流电路的谐波和功率因数 ●逆变电路 1.●逆变条件●电路极性●逆变波形 2.●逆变失败原因器件触发电路交流电源换向裕量 3.●防止逆变失败的措施 4.●最小逆变角的确定 触发电路 1.●触发电路组成 2.工作原理 3.触发电路定相 第四章逆变电路

基于Matlab的电力电子技术课程设计报告

《电力电子技术》 课程设计报告 题目:基于Matlab的电力电子技术 仿真分析 专业:电气工程及其自动化 班级:电气2班 学号:Z01114007 姓名:吴奇 指导教师:过希文 安徽大学电气工程与自动化学院 2015年 1 月7 日

中文题目 基于Matlab 的电力电子技术仿真分析 一、设计目的 (1)加深理解《电力电子技术》课程的基本理论; (2)掌握电力电子电路的一般设计方法,具备初步的独立设计能力; (3)学习Matlab 仿真软件及各模块参数的确定。 二、设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕: (1)根据设计题目要求的指标,通过查阅有关资料分析其工作原理,设计电路原理图; (2)利用MATLAB 仿真软件绘制主电路结构模型图,设置相应的参数。 (3)用示波器模块观察和记录电源电压、控制信号、负载电压、电流的波形图。 三、设计内容 (1)设计一个降压变换器(Buck Chopper ),其输入电压为200V ,负载为阻感性带反电动势负载,电阻为2欧,电感为5mH ,反电动势为80V 。开关管采用IGBT ,驱动信号频率为1000Hz ,仿真时间设置为0.02s ,观察不同占空比下(25%、50%、75%)的驱动信号、负载电流、负载电压波形,并计算相应的电压、电流平均值。 然后,将负载反电动势改变为160V ,观察电流断续时的工作波形。(最大步长为5e-6,相对容忍率为1e-3,仿真解法器采用ode23tb ) (2)设计一个采用双极性调制的三相桥式逆变电路,主电路直流电源200V ,经由6只MOSFET 组成的桥式逆变电路与三相阻感性负载相连接,负载电阻为1欧,电感为5mH ,三角波频率为1000Hz ,调制度为0.7,试观察输入信号(载波、调制波)、与直流侧假想中点N ‘的三相电压Uun ’、Uvn ’、Uwn ’,输出线电压UV 以及负载侧相电压Uun 的波形。 四、设计方案 实验1:降压变换器 dc-dc 变流电路可以将直流电变成另一固定电压或可调电压的直流电,包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。其中,直接直流变流电路又称为斩波电路,功能是将直流电变为另一直流电。本次实验主要是在Matlab 中设计一个降压斩波电路并仿真在所给条件下的波形和数值与理论计算相对比。降压斩波电路原理图如下所示,该电路使用一个全控型器件V ,这里用IGBT ,也可采用其他器件,例如晶闸管,若采用晶闸管,还需设置使晶闸管关断的辅助电路。为在V 关断时给负载中电感电流提供通道,设置了续流二极管VD 。斩波电路主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等,后两种情况下负载中均会出现反电动势,图中用m E 表示。若无反电动势,只需令0m E ,以下的分析和表达式中均适用。

电力电子技术实验

《电力电子技术》实验指导书 指导教师:王跃鹏李向丽 燕山大学电气工程学院 应用电子实验室 二零零四年七月

实验一 锯齿波同步移相触发电路实验 一、实验目的 1、加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 2、掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。 二、实验内容 1、锯齿波同步触发电路的调试。 2、锯齿波同步触发电路各点波形观察、分析。 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大、锯齿波形成、同步移相等环节组成。 四、实验设备及仪器 1、MCL-Ⅲ型交流调速系统实验台 2、MCL-32组件 3、MCL-31组件 4、MCL-05组件 5、双踪示波器 五、实验方法 1、将MCL-05面板上左上角的同步电压接入MCL-32的U 、V 端,并将MCL-31的“g U ”和“地”端分别接入MCL-05的“ct U ”和“7”端,“触发电路选择”拨向“锯齿波”。 2、合上主电路电源开关,并打开MCL-05面板右下角的电源开关,用示波器观察各观测孔的电压波形,示波器的地线接于“7”端。 同时观测“1”、“2”孔的波形,了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。 观察“3”~“5”孔波形,调节RP1,使3”的锯齿波刚出现平顶,记下各波形的幅值与宽度。 六、实验报告 整理,描绘实验中记录的各点波形。

实验二 单相桥式全控整流电路实验 一、实验目的 1、了解单相桥式全控整流电路的工作原理。 2、研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、阻感负载时的工作特点。 二、实验内容 1、单相桥式全控整流电路供给电阻负载。 2、单相桥式全控整流电路供给阻感负载。 三、实验线路及原理 单相桥式全控整流电路的实验线路如图2-1所示,其工作原理可参见“《电力电子技术》(第四版,王兆安、黄俊编)”教材。 四、实验设备及仪器 1、MCL-Ⅲ型交流调速系统实验台 2、MCL-32组件 3、MCL-31组件 4、MCL-05组件 5、双踪示波器 五、实验方法 1、单相桥式全控整流电路供给电阻负载。 按照图2-1接线,接上电阻负载(采用MEL-03上的两只900Ω的电阻并联),并将负载电阻调至最大,短接平波电抗器。合上主电路电源,调节给定电压g u 的大小,观察不同α角时的整流电路的输出电压波形)(t f u d =,以及晶闸管的端电压波形)(t f u T =。 2、单相桥式全控整流电路供给阻感负载。 按照图2-1接线,接上阻感负载(电感选择700mH ,电阻采用MEL-03上的两只900Ω的电阻并联),并将负载电阻调至最大。合上主电路电源,调节给定电压g u 的大小,观察不同α角时的整流电路的输出电压波形)(t f u d =,以及晶闸管的端电压波形 )(t f u T =。 六、实验报告

电力电子技术实验指导书最新版

电力电子技术实验指导书 第一章概述 一、电力电子技术实验内容与基本实验方法 电力电子技术是20世纪后半叶诞生和发展的一门新技术,广泛应用于工业领域、交通运输、电力系统、通讯系统、计算机系统、能源系统及家电、科研领域。 电力电子技术课程既是一门技术基础课程,也是一门实用性很强的应用型课程,因此实验在教学中占有十分重要的位置。 电力电子技术实验课的主要内容为:电力电子器件的特性研究,重点是开关特性的研究;电力电子变换电路的研究,包括:三相桥式全控整流电路(AC/DC 变换)、SPWM逆变电路(DC/AC变换)、直流斩波电路(DC/DC变换)、单相交流调压电路(AC/AC变换)四大类基本变流电路。 电力电子技术实验借助于现代化的测试仪器与仪表,使学生在实验的同时熟悉各种仪器的使用,以进一步提高实验技能。 波形测试方法是电力电子技术实验中基本的、常用的实验方法,电力电子器件的开关特性依据波形测试而确定器件的工作状态及相应的参数;电力电子变换电路依据波形测试来分析电路中各种物理量的关系,确定电路的工作状态,判断各个器件的正常与否。因此,掌握不同器件、不同电路的波形测试方法,可以使学生进一步掌握电力电子电路的工作原理以及工程实践的方法。

本讲义参考理论课的内容顺序编排而成,按照学生掌握知识的规律循序渐进,旨在加强学生实验基本技能的训练、实现方法的掌握;培养和提高学生的工程设计与应用能力。 由于编者水平有限,难免有疏漏之处,恳请各位读者提出批评与改进意见。 二、实验挂箱介绍与使用方法 (一)MCL—07挂箱电力电子器件的特性及驱动电路 MCL—07挂箱由GTR驱动电路、MOSFET驱动电路、IGBT驱动电路、PWM 发生器、主电路等部分组成。 1、GTR驱动电路:内含光电耦合器、比较器、贝克箝位电路、GTR功率器件、串并联缓冲电路、保护电路等。可对光耦特性(延迟时间、上升时间、下降时间),贝克电路对GTR导通关断特性的影响,不同的串、并联电路对GTR开关特性的影响以及保护电路的工作原理进行分析和研究。 2、MOSFET驱动电路:内含高速光耦、比较器、推挽电路、MOSFET功率器件等。可以对高速光耦、推挽驱动电路、MOSFET的开启电压、导通电阻R ON、跨导g m、反相输出特性、转移特性、开关特性进行研究。 3、IGBT电路驱动:采用富士IGBT专用驱动芯片EXB841,线路典型,外扩保护电路。可对EXB841的驱动电路各点波形以及IGBT的开关特性进行研究。 本挂箱的特点: (1)线路典型,有助于对基本概念的理解,力求通过实验,使学生对自关断器件的特性有比较深刻的理解。

模电数电及电力电子技术知识点

集成运算放大电路 输入级采用高性能的恒流源差动放大电路 要求输入阻抗高、差摸放大倍数大、共模抑制比高、差摸输入电压及共模输入电压范围大且静态电流小 作用减少零点漂移和抑制共模干扰信号 中间级采用共射放大电路 作用提供较高的电压增益 输入级要求其输出电压范围尽可能宽、输出电阻小以便有较强的带负载能力且非线性失真小 采用准互补输出级 偏置电路确定合适的静态工作点 采用准互补输出级 综合高差摸放大倍数、高共模抑制比、高输入阻抗、高输出电压、低输出阻抗的双端输入单端输出的差动放大器交直流反馈的判断电容隔直通交直流:短路交流:开路 串并联反馈的判断输入信号与反馈信号同时加在一个输入端上的是并联,反之 电压电流反馈的判断反馈电路直接从输出端引出的是电压反馈从负载电阻RL的靠近 “地”端引出的是电流反馈 直流脉宽调制PWM变换器 将固定电压的直流电源变换成大小可调的直流电源的DC-DC变换器又称直流斩波器。 它能从固定输入的直流电压产生出经过斩波的负载电。负载电压受斩波器工作率的控制。变 更工作率的方法与脉冲宽度调制(斩波频率f=1/T不变,改变导通时间t on)和频率调制(导 通时间t on或关断时间t off不变,改变斩波周期T即斩波频率f=1/T)两种。 斩波器的基本回落方式有升压(斩波器所产生的输出电压高于输入电压)和降压两种,改变回落元件的连接就可改换回路的方式。 用晶闸管作为开关的斩波器,由于晶闸管无自关断能力,它在直流回路里工作是,必须有一套使其关断的(强迫)换相(流)电路。晶闸管的换流方式有:电源换流、负载换流和 强迫换流。 负载换流缺点主要是电骡的揩振频率与L和C的大小有关,随着负载与频率的变化,换流的裕量也随之改变。 为了可靠换流,换流脉冲的幅值应足以消去晶闸管中的电流,脉冲的宽度应保证大于晶闸管的关断时间。 晶闸管斩波器的缺点是需要庞大的强迫换流电脑,是设备体积增大和损耗增加;而且斩波开关频率也低,致使斩波器电流的脉动幅度大,电源揩波也大,往往需加滤波器。 直流PWM变换器分不可逆、可逆输出两大类。前者输出只有一种极性的电压,而后者可输出正或负极性电压。如果在一个斩波周期中输出电压正、负相间的称为双极式可逆PWM 变换器;如果在一个斩波周期中输出电压只有一种极性电压的称为单极式可逆PWM变换 器。 双极式可逆PWM变换器的输出电压Uab在一个周期正、负相间。单机式可逆PWM变换器只在一个阶段中输出某一极限的脉冲电压+Uab或—Uab,在另一阶段中Uab=0. 无制动作用的不可逆输出PWM变换器电流始终是一个方向,因此不能产生制动作用,电动机只能作单象限运行,又称为受限式脉宽调制电路。 受限单极式可逆PWM变换器与单极式可逆PWM变换器的不同是避免了上下两个开关直通的可能性。 双极式脉宽调制器由三角波振荡器、电压比较器构成,单极式脉宽调制器由两只运算放

电力电子技术课程设计报告

课程设计说明书 设计题目:单相交流调压技术 专业班级: 2009级电气工程及其自动化 姓名:王昊 学号: 0915140068 指导教师:褚晓锐 2011年12月23日 (提交报告时间)

一.课程设计题目:单项交流调压技术的工程应用 二.课程设计日期: 2011年12月19日 三.课程设计目的: “电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上,对课程所学理论知识的深化和提高。因此,要求学生能综合应用所学知识,设计出具有电压可调功能的直流电源系统,能够较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌整流电路设计的基本方法。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力;培养分析、总结及撰写技术报告的能力。 四.课程设计要求: :按课程设计指导书提供的课题,根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计,课程设计说明书应包括以下内容: 1、方案的经济技术论证。 2、主电路设计。 3、通过计算选择整流器件的具体型号。 4、确定变压器变比及容量。 5、确定平波电抗器。 7、触发电路设计或选择。 8、课程设计总结。 9、完成4000字左右说明书,有系统电气原理图,内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。 设计技术参数工作量工作计划 1、单相交流220V电源。 2、交流输出电压U d 在0~220V连续可调。 3、交输出电2000W。1、方案的经济技术论证。 2、主电路设计。 3、通过计算选择整流器件的 具体型号。 第一周: 周一:收集资料。 周二~三:方案论证。 周四:主电路设计。

4、触发电路设计。 5、绘制主电路图。 周五:理论计算。 第二周: 周一:选择器件的具体型号 周二~三:触发电路设计。。 周四~五:总结并撰写说明书。 五.课程设计内容: 设计方案图及论证 将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流-交流变换过程,凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。对单相交流电的电压进行调节的电路。用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。与自耦变压器调压方法相比,交流调压电路控制方便,调节速度快,装置的重量轻、体积小,有色金属消耗也少。结构原理简单。该方案是由变压器、触发电路、整流器、以及一些电路构成的,为一台电阻炉提供电源。输入的电压为单相交流220V ,经电路变换后,为连续可调的交流电。 各部分电路作用 220V 交流输入部分作用:为电路提供电源,主要是市电输入。 调压环节的作用:将交流220V 电源经过变压器、整流器等电路转换为连续可调的交 220V 交流输入 调压环节 输出连续可调的交流电 触发电路

电力电子技术实验-打印的

电力电子技术实验-打印的-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

实验一单结晶体管触发电路实验 一、实验目的 (1) 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。 (2) 掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 序号型号备注 1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出” 等几个模块。 2 DJK0 3 晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电 路”等模块。 3 双踪示波器自备 图1-8 单结晶体管触发电路原理图 由同步变压器副边输出60V的交流同步电压,经VD1半波整流,再经稳压管V1、V2进行削波,从而得到梯形波电压,其过零点与电源电压的过零点同步,梯形波通过R7及等效可变电阻V5向电容C1充电,当充电电压达到单结晶体管的峰值电压Up时,单结晶体管V6导通,电容通过脉冲变压器原边放电,脉冲变压器副边输出脉冲。同时由于放电时间常数很小,C1两端的电压很快下降到单节晶体管的谷点电压Uv使V6关断,C1再次充电,周而复始,在电容c1两端呈现锯齿波形,在脉冲变压器副边输出尖脉冲。在一个梯形波周期内,V6可能导通、关断多次,但对晶闸管的触发只有第一个输出脉冲起作用。电容C1的充电时间常数由等效电阻等决定,调节RP1改变C1的充电时间,控制第一个尖脉冲的出现时刻,实现脉冲的移相控制。单结晶体管触发电路的个点波形略。 四、实验内容 (1) 单结晶体管触发电路的调试。

(2) 单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。 五、思考题 (1) 单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中 C1 的数值有什么关系 答:在一个梯形波周期内,V6可能导通、关断多次,但对晶闸管的触发只有 第一个输出脉冲起作用。电容C1的充电时间常数由等效电阻等决定,调节RP1 改变C1的充电时间,控制第一个尖脉冲的出现时刻,实现脉冲的移相控制。(2) 单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180° 答:能 六、实验方法 (1) 单结晶体管触发电路的观测 将 DJK01 电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧 , 使输出线 电压为 200V (不能打到“交流调速”侧工作,因为 DJK03 的正常工作电源电压为220V ± 10% ,而“交流调速”侧输出的线电压为 240V 。如果输入电压超出其标准工作范围,挂件的使用寿命将减少,甚至会导致挂件的损坏。在“ DZSZ-1 型电机及自动控制实验装置”上使用时,通过操作控制屏左侧的自藕调压器,将输出的线电压调到 220V 左右,然后才能将电源接入挂件),用两根导线将 200V 交流电压接到 DJK03 的“外接220V ”端,按下“启动”按钮,打开 DJK03 电源开关,这时挂件中所有的触发电路都开始工作,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路,经半波整流后“ 1 ”点的波形,经稳压管削波得到“ 2 ”点的波形,调节移相电位器 RP1 ,观察“ 4 ”点锯齿波的周期变化及“ 5 ”点的触发脉冲波形;最后观测输出的“ G 、K ”触发电压波形,其能否在30° ~ 170° 范围内移相 (2) 单结晶体管触发电路各点波形的记录

电力电子技术仿真实验指导书

《电力电子技术实验》指导书 合肥师范学院电子信息工程学院

实验一电力电子器件 仿真过程: 进入MATLAB环境,点击工具栏中的Simulink选项。进入所需的仿真环境,如图所示。点击File/New/Model新建一个仿真平台。点击左边的器件分类,找到Simulink和SimPowerSystems,分别在他们的下拉选项中找到所需的器件,用鼠标左键点击所需的元件不放,然后直接拉到Model平台中。 图 实验一的具体过程: 第一步:打开仿真环境新建一个仿真平台,根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。

提取出来的器件模型如图所示: 图 第二步,元件的复制跟粘贴。有时候相同的模块在仿真中需要多次用到,这时按照常规的方法可以进行复制跟粘贴,可以用一个虚线框复制整个仿真模型。还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标,选中的模块上会出现一个小“+”好,继续按住鼠标和Ctrl键不动,移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模块,同时该模块名后会自动加“1”,因为在同一仿真模型中,不允许出现两个名字相同的模块。 第三步,把元件的位置调整好,准备进行连接线,具体做法是移动鼠标到一个器件的连接点上,会出现一个“十字”形的光标,按住鼠标左键不放,一直到你所要连接另一个器件的连接点上,放开左键,这样线就连好了,如果想要连接分支线,可以要在需要分支的地方按住Ctrl键,然后按住鼠标左键就可以拉出一根分支线了。 在连接示波器时会发现示波器只有一个接线端子,这时可以参照下面示波器的参数调整的方法进行增加端子。在调整元件位置的时候,有时你会遇到有些元件需要改变方向才更方便于连接线,这时可以选中要改变方向的模块,使用Format菜单下的Flip block 和Rotate

电力电子技术重点王兆安第五版打印版

第1章绪论 1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。 2 电力变换的种类 (1)交流变直流AC-DC:整流 (2)直流变交流DC-AC:逆变 (3)直流变直流DC-DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制 3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。 第2章电力电子器件 1 电力电子器件与主电路的关系 (1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。 2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。 3 电力电子系统基本组成与工作原理 (1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。 (2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。 (4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。 4 电力电子器件的分类 根据控制信号所控制的程度分类 (1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。 (2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT。 (3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。 根据驱动信号的性质分类 (1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR、GTO、GTR。(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET、IGBT。 根据器件内部载流子参与导电的情况分类 (1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。如MOSFET。 (2)双极型器件:由电子和空穴两种载流子参数导电的器件。如SCR、GTO、GTR。(3)复合型器件:有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。如IGBT。 5 半控型器件—晶闸管SCR 将器件N1、P2半导体取倾斜截面,则晶闸管变成V1-PNP 和V2-NPN两个晶体管。 晶闸管的导通工作原理 (1)当AK间加正向电压A E,晶闸管不能导通,主要是中间存在反向PN结。 (2)当GK间加正向电压G E,NPN晶体管基极存在驱动电流G I,NPN晶体管导通,产生集电极电流2c I。 (3)集电极电流2c I构成PNP的基极驱动电流,PNP导通,进一步放大产生PNP集电极电流1c I。 (4)1c I与G I构成NPN的驱动电流,继续上述过程,形成强烈的负反馈,这样NPN和PNP两个晶体管完全饱和,晶闸管导通。 2.3.1.4.3 晶闸管是半控型器件的原因 (1)晶闸管导通后撤掉外部门极电流G I,但是NPN基极仍然存在电流,由PNP集电极电流1c I供给,电流已经形成强烈正反馈,因此晶闸管继续维持导通。 (2)因此,晶闸管的门极电流只能触发控制其导通而不能控制其关断。 2.3.1.4.4 晶闸管的关断工作原理 满足下面条件,晶闸管才能关断: (1)去掉AK间正向电压; (2)AK间加反向电压; (3)设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。 2.3.2.1.1 晶闸管正常工作时的静态特性 (1)当晶闸管承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。 (2)当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。 (3)晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,不论门极触发电流是否还存在,晶闸管都保持导通。 (4)若要使已导通的晶闸管关断,只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。 2.4.1.1 GTO的结构 (1)GTO与普通晶闸管的相同点:是PNPN四层半导体结构,外部引出阳极、阴极和门极。 (2)GTO与普通晶闸管的不同点:GTO是一种多元的功率集成器件,其内部包含数十个甚至数百个供阳极的小GTO元,这些GTO元的阴极和门极在器件内部并联在一起,正是这种特殊结构才能实现门极关断作用。 2.4.1.2 GTO的静态特性 (1)当GTO承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。 (2)当GTO承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情

电力电子课设报告

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文) 课程名称:电力电子技术 设计题目:可逆直流PWM驱动电源的设计 院系:电气工程系 班级:0706111 设计者:王勃 学号:1070610602 指导教师:李久胜 设计时间:2010年11月 哈尔滨工业大学教务处

哈尔滨工业大学课程设计任务书

H型单极性同频可逆直流PWM驱动电源的设计 技术指标:被控直流永磁电动机参数:额定电压20V,额定电流1A,额定转 速2000rpm。驱动系统的调速范围:大于1:100。驱动系统应具有软启动功能,软启动时间约为2s。详细设计要求见附录2. 1.整体方案设计 本文设计的H型单极性同频可逆直流PWM驱动电源由四部分组成:主电路,H 型单极模式同频可逆PWM控制电路,IPM接口电路及稳压电源。同时具有软启动功能,软启动时间为2s左右。控制原理如图1所示: 功率转换电路 图1 直流PWM驱动电源的控制原理框图 脉宽调制电路以SG3525为核心,产生频率为5KHz的方波控制信号,占空比可调。经用门电路实现的脉冲分配电路,转换成两列对称互补的驱动信号,同时具有5us的死区时间,该信号驱动H型功率转换电路中的开关器件,控制直流永磁电动机。稳压电源采用LM2575-ADJ系列开关稳压集成电路,通过调整电位器,使其稳定输出15V直流电源。 2.主电路设计 2.1主电路设计要求 直流PWM驱动电源的主电路图如图2所示。此部分电路的设计包括整流电路和H桥可逆斩波电路。二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。四只功率器件构成H 桥,根据脉冲占空比的不同,在直流电机上可得到不同的直流电压。 主电路部分的设计要求如下: 1)整流部分采用4 个二极管集成在一起的整流桥模块。 2)斩波部分H 桥不采用分立元件,而是选用IPM(智能功率模块)PS21564来实现。该模块的主电路为三相逆变桥,在本设计中只采用其中U、V 两相即可。

电力电子技术实验(课程教案)

课程教案 课程名称:电力电子技术实验 任课教师:张振飞 所属院部:电气与信息工程学院 教学班级:电气1501-1504班、自动化1501-1504自动化卓越1501 教学时间:2017-2018学年第一学期 湖南工学院

课程基本信息

1 P 实验一、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 一、本次课主要内容 1、晶闸管(SCR)特性实验。 2、可关断晶闸管(GTO)特性实验(选做)。 3、功率场效应管(MOSFET)特性实验。 4、大功率晶体管(GTR)特性实验(选做)。 5、绝缘双极性晶体管(IGBT)特性实验。 二、教学目的与要求 1、掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。 2、掌握各器件对触发信号的要求。 三、教学重点难点 1、重点是掌握各种电力电子器件的工作特性测试方法。 2、难点是各器件对触发信号的要求。 四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论、演示、实际操作等。 五、作业与习题布置 撰写实验报告

2 P 一、实验目的 1、掌握各种电力电子器件的工作特性。 2、掌握各器件对触发信号的要求。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载 电阻R串联后接至直流电源的两端,由DJK06上的给定为新器件提供触 发电压信号,给定电压从零开始调节,直至器件触发导通,从而可测得 在上述过程中器件的V/A特性;图中的电阻R用DJK09 上的可调电阻负 载,将两个90Ω的电阻接成串联形式,最大可通过电流为1.3A;直流电 压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得,五种电力电子器件均在DJK07 挂箱上;直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器,然后 调压器输出接DJK09上整流及滤波电路,从而得到一个输出可以由调压 器调节的直流电压源。 实验线路的具体接线如下图所示:

电力电子技术课程重点知识点总结

1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT,以及这些元件的应用范围、基本特性。 2.解释什么是整流、什么是逆变。 3.解释PN结的特性,以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。 4.肖特基二极管的结构,和普通二极管有什么不同 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。 6.如何选配二极管(选用二极管时考虑的电压电流裕量) 7.单相半波可控整流的输出电压计算(P44) 8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪 9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化(P45) 10.单相桥式全控整流电路中,元件承受的最大正向电压和反向电压。 11.保证电流连续所需电感量计算。 12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压(思考题,书上没答案,自己试着算) 13.什么是自然换相点,为什么会有自然换相点。 14.会画三相桥式全控整流电路电路图,波形图(P56、57、P58、P59、P60,对比着记忆),以及这些管子的导通顺序。

15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。 16.为什么会有换相重叠角换相压降和换相重叠角计算。 17.什么是无源逆变什么是有源逆变 18.逆变产生的条件。 19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定公式。 做题:P95:1 3 5 13 16 17,重点会做 27 28,非常重要。 20.四种换流方式,实现的原理。 21.电压型、电流型逆变电路有什么区别这两个图要会画。 22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路,以及这两种电路的输出电压计算。 24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点 做题,P138 2 3题,非常重要。 25.什么是PWM,SPWM。 26.什么是同步调制什么是异步调制什么是载波比,如何计算 27.载波频率过大过小有什么影响 28.会画同步调制单相PWM波形。 29.软开关技术实现原理。

电力电子技术课程设计报告

电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计 学院:电子与电气工程学院 年级专业:2015级电气工程及其自动化 姓名: 学号: 指导教师:高婷婷,林建华 成绩:

摘要 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路,不仅用于一般工业,也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统,能源系统及其他领域,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用,因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 关键词:电力电子,三相,整流

目录 1 设计的目的和意义………………………………………1 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) ?3.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.1三相全控整流电路图原理分析 (2) ?3.1.2整流变压器的设计 (2) ?3.1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3.2.1变压器二次侧过压保护 (4) ?3.2.2 晶闸管的过压保护………………………………………………4 3.2.3 晶闸管的过流保护………………………………………………5 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.1三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6)

4.2仿真结果及其分析……………………………………………7 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9)

1 设计的目的和意义 本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续,通过设计实践,进一步学习掌握《电力电子技术》,更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练,培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识,同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求 三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻 感性负载。 1.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围,并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时,负载两端电压和电流,晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时,负载两端 d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。 3 设计方案 3.1三相全控整流电路设计

浙大电力电子技术实验在线课后复习

您的本次作业分数为:98分单选题 1.【全部章节】三相桥式全控整流电路电感性负载实验中,关于整流电压ud描述正确的是? ? A 一个周期内,整流电压ud由6个波头组成 ? B 触发角为30°时,整流电压ud会出现瞬时值为零的点 ? C 移相范围是60° ? D 触发角为60°时,整流电压ud平均值为零 ? 单选题 2.【全部章节】自关断器件及其驱动与保护电路实验中,PWM信号占空比与直流电动机电枢电压及转速关系是? ? A 占空比越大,电枢电压越大,转速越小 ? B 占空比越大,电枢电压越小,转速越大 ? C 占空比越大,电枢电压越大,转速越大

? D 占空比越小,电枢电压越大,转速越大 ? 单选题 3.【全部章节】单相桥式半控整流电路实验中,能够用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路波形?为什么? ? A 能 ? B 不能,因为示波器两个探头地线必须接在等电位的位置上 ? C 不能,因为示波器量程不足以观察整流电路波形 ? D 不能,因为示波器无法同时观察低压与高压信号 ? 单选题 4.【全部章节】关于锯齿波同步移相触发器描述错误的是

? A 多个触发器联合使用可以提供间隔60°的双窄脉冲? B 可以提供强触发脉冲 ? C 有同步检测环节,用于保证触发电路与主电路的同步? D 移相范围为30°到150° ? 单选题 5.【全部章节】关于“单管整流”现象的描述,错误的是? A 输出电流为单向脉冲波,含有很大的直流分量 ? B “单管整流”会危害电机、大电感性质的负载 ? C 此时电路中只有一个晶闸管导通 ? D 只在负载功率因数角小于触发角时出现 ?

电力电子技术实验指导书

景德镇陶瓷学院 机械电子工程学院 电子电子技术 实验指导书 专业:自动化 实验室:A1栋408 二零一五年六月制 实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电 路实验 一.实验目的 1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。 2.掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 3.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。 4.了解续流二极管的作用。

二.实验内容 1.单结晶体管触发电路的调试。 2.单结晶体管触发电路各点波形的观察。 3.单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。 4.单相半波整流电路带电阻—电感性负载时,续流二极管作用的观察。 三.实验线路及原理 将单结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门阴极,即可构成如图4-1所示的实验线路。 四.实验设备及仪器 1.MCL系列教学实验台主控制屏 2.MCL—18组件(适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件(适合MCL—Ⅲ) 3.MCL—33(A)组件或MCL—53组件(适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ)4.MCL—05组件或MCL—05A组件 5.MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器 6.二踪示波器 7.万用表 五.注意事项 1.双踪示波器有两个探头,可以同时测量两个信号,但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接,所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上,否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此,在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘,只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时,必须在电路上找到这两个被测信号的公共点,将探头的地线接上,两个探头各接至信号处,即能在示波器上同时观察到两个信号,而不致发生意外。 2.为保护整流元件不受损坏,需注意实验步骤:

电力电子技术课程设计报告

电力电子技术课程设计 报告书 专业班级:16电气2班 姓名:王浩淞 学号:2016330301054 指导教师:雷美珍

目录 1、webench电路设计 1.1设计任务要求 输入电压为(8V-10V),输出电压为5V,负载电流为1A 1.2设计方案分析 图1.3.1主电路原理图 图1.3.2元器件参数 图1.3.3额定负载时工作值

图1.3.4输出电流和系统效率间的关系 如图1.3.4所示,在输出电流相同的情况下,输入电压越小,系统的稳态效率越高,因此提高效率的最直接方式就是降低系统的输入电压,其次在输入电压相同的情况下,我们可以调节输出电压的大小,使系统效率达到最大,例如当输入电压为9.0V时,根据图像输出电流为0.40A的时候效率最高。第二种方法是改变元器件的参数,通过使用DCR(直流电阻)小的电感元件来实现输出纹波电压降低。 1.3主芯片介绍 TPS561201和TPS561208采用SOT-23封装,是一款简单易用的1A同步降压转换器。这些器件经过优化,可以在最少的外部元件数量下工作,并且还经过优化以实现低待机电流。这些开关模式电源(SMPS)器件采用D-CAP2模式控制,可提供快速瞬态响应,并支持低等效串联电阻(ESR)输出电容,如特种聚合物和超低ESR陶瓷电容,无需外部补偿元件。TPS561201以脉冲跳跃模式工作,在轻负载操作期间保持高效率。TPS561201和TPS561208采用6引脚1.6×2.9(mm)SOT(DDC)封装,工作在-40°C至125°C的结温范围内。 1.4电气仿真结果分析

图1.4.1启动仿真图1.4.2稳态仿真 图1.4.3暂态仿真图1.4.4 负载暂态仿真 二、基于电力系统工具箱的电力电子电路仿真 2.1 设计要求和方案分析 本课程设计主要应用了MATLAB软件及其组件之一Simulink,进行系统的设计与仿真系统主要包括:Boost升压斩波主电路部分、PWM控制部分和负载。Boost升压斩波主电路部分拖动带反电动势的电阻,模拟显示中的一般负载,若实际负载中没有反电动势,只需令其为零即可。负载为主电路部分提供脉冲信号,控制全控器件IGBT的导通和关断,实现整个系统的运行。在Simulink中完成各个功能模块的绘制后,即可进行仿真和调试,用Simulink 提供的示波器观察波形,进行相应的电压和电流等的计算,最后进行总结,完成整个Boost 变换器的研究与设计。 2.2 simulink仿真模型分析 电路设计好后主电路中的电感电容值已确定,此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。电路设计好后主电路中的电感电容值已确定,此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。占空比越大,Boost Chopper的输出电压值

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