實驗八 直流斬波電路實驗
1．實驗目的
（1）加深理解斬波器電路的工作原理。
（2）掌握斬波器主電路、觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。
（3）熟悉斬波器電路各點的電壓波形。
2．預習要求
（1）閱讀教材中有關(guān)斬波器的內(nèi)容，弄清脈寬可調(diào)斬波器的工作原理。
（2）學習實驗指導書中有關(guān)斬波器及其觸發(fā)電路的內(nèi)容，掌握斬波器及其觸發(fā)電路的工作原理及調(diào)試方法。
3．實驗器材
（1）DJDK-1型電力電子技術(shù)及電機控制實驗裝置；
（2）DJK01、DJK05、DJK06、D42等掛箱；
（3）雙蹤示波器；
（4）萬用表。
4．實驗內(nèi)容
（1）直流斬波器觸發(fā)電路調(diào)試。
（2）直流斬波器接電阻性負載。
（3）直流斬波器接電阻電感性負載（選做）。
5．實驗電路
本實驗采用脈寬可調(diào)的晶閘管斬波器，主電路如圖3-15所示。其中VT1為主晶閘管，VT2為輔助晶閘管, C和L1構(gòu)成振蕩電路,它們與VD2、VD1、L2組成VT1的換流關(guān)斷電路。當接通電源時，C經(jīng)L1、VD1、L2及負載充電至+Ud0，此時VT1、VT2均不導通，當主脈沖到來時，VT1導通，電源電壓將通過該晶閘管加到負載上。當輔助脈沖到來時，VT2導通，C通過VT2、L1放電，然后反向充電，其電容的極性從+Ud0變?yōu)?Ud0，當充電電流下降到零時，VT2自行關(guān)斷，此時VT1繼續(xù)導通。VT2關(guān)斷后，電容C通過VD1及VT1反向放電，流過VT1的電流開始減小，當流過VT1的反向放電電流與負載電流相同的時候，VT1關(guān)斷；此時，電容C繼續(xù)通過VD1、L2、VD2放電，然后經(jīng)L1、VD1、L2及負載充電至+Ud0，電源停止輸出電流，等待下一個周期的觸發(fā)脈沖到來。VD3為續(xù)流二極管，為反電勢負載提供放電回路。

圖3-15 斬波主電路原理圖                圖3-16 斬波電路實驗接線圖
從以上斬波器工作過程可知，控制VT2脈沖出現(xiàn)的時刻即可調(diào)節(jié)輸出電壓的脈寬, 從而可達到調(diào)節(jié)輸出直流電壓的目的。VT1、VT2的觸發(fā)脈沖間隔由觸發(fā)電路確定，斬波器觸發(fā)電路原理可參考實驗指導書。斬波電路實驗接線如圖3-16所示，電阻R用D42三相可調(diào)電阻，用其中一個900Ω的電阻；勵磁電源和直流電壓、電流表均在控制屏上。
6．實驗內(nèi)容及步驟
(1)斬波器觸發(fā)電路調(diào)試
調(diào)節(jié)DJK05面板上的電位器RP1、RP2，RP1調(diào)節(jié)鋸齒波的上下電平位置，而RP2為調(diào)節(jié)鋸齒波的頻率。先調(diào)節(jié)RP2，將頻率調(diào)節(jié)到200Hz∼300Hz之間，然后在保證三角波不失真的情況下，調(diào)節(jié)RP1為三角波提供一個偏置電壓（接近電源電壓），使斬波主電路工作的時候有一定的起始直流電壓，供晶閘管一定的維持電流，保證系統(tǒng)能可靠工作，將DJK06上的給定接入，觀察觸發(fā)電路的第二點波形，增加給定，使占空比從0.3調(diào)到0.9。
(2)斬波器帶電阻性負載
a) 按圖3-25實驗線路接線，直流電源由電源控制屏上的勵磁電源提供，接斬波主電路（要注意極性），斬波器主電路接電阻負載，將觸發(fā)電路的輸出“G1”、“K1”、“G2”、“K2”分別接至VT1、VT2的門極和陰極。
b) 用示波器觀察并記錄觸發(fā)電路的“G1”、“K1”、“G2”、“K2”、波形，并記錄輸出電壓Ud及晶閘管兩端電壓UVT1的波形，注意觀測各波形間的相對相位關(guān)系。
c) 調(diào)節(jié)DJK06上的“給定”值，觀察在不同τ（即主脈沖和輔助脈沖的間隔時間）時Ud的波形，并記錄相應的Ud和τ，從而畫出Ud=f(τ/T)的關(guān)系曲線，其中τ/T為占空比。
（3）斬波器帶電阻電感性負載（選做）
要完成該實驗，需加一電感。關(guān)斷主電源后，將負載改接成電阻電感性負載，重復上述電阻性負載時的實驗步驟。
7．注意事項
（1）觸發(fā)電路調(diào)試好后，才能接主電路實驗。
（2）將DJK06上的“給定”與DJK05的公共端相連，以使電路正常工作。
（3）負載電流不要超過0.5A，否則容易造成電路失控現(xiàn)象。
（4）當斬波器出現(xiàn)失控現(xiàn)象時，請首先檢查觸發(fā)電路參數(shù)設(shè)置是否正確，確保無誤后將直流電源的開關(guān)重新打開。
8．實驗報告要求
（1）整理并畫出實驗中記錄下的各點波形，畫出不同負載下Ud=f(τ/T)的關(guān)系曲線。
（2）討論、分析實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。

電力電子實驗指導書