自关断器件及其驱动与保护电路实验报告
断路控制回路实验报告
断路控制回路实验报告1. 实验目的熟悉断路控制回路的原理、结构和工作过程，掌握搭建和调试断路控制回路的方法。
2. 实验器材- 直流电源- 稳压器- 电阻（适当准备）- 开关- 示波器- 多用表- 电阻箱3. 实验原理断路控制回路是一种用来控制电路中的断开和合上的过程的回路。
它由一系列开关和电阻组成，通过控制这些开关的状态，实现电路的断开和合上。
通过断路控制回路，可以实现对电路的开关控制，从而达到应用的需求。
4. 实验步骤4.1 搭建电路根据实验原理，搭建断路控制回路电路。
根据实验要求，合理选择电阻，并连接电源和稳压器。
4.2 连接示波器和多用表将示波器和多用表连接到电路中，用于观察和测量电路中信号的变化。
4.3 断开和合上电路通过操作开关，断开和合上电路。
观察示波器和多用表上的电压和电流变化。
4.4 调试电路根据实验要求，调整电路中的电阻和开关的状态，观察电路的变化情况。
记录电路在不同状态下的电压和电流数值。
5. 实验结果和分析5.1 观察电路变化情况通过实验，观察到在断开和合上电路的过程中，电路中的电压和电流发生了变化。
在断开电路的时候，示波器上的波形出现空白，电流为零。
在合上电路的时候，电流和电压逐渐回到正常值。
5.2 实验数据分析根据实验数据，可以计算出电路的电阻和电流的变化速率，进一步分析电路中的变化情况。
6. 实验总结通过本次实验，我们了解了断路控制回路的原理和工作过程，掌握了搭建和调试断路控制回路的方法。
实验结果和数据分析表明，断路控制回路可以实现对电路的开关控制，从而达到应用的需求。
在实验过程中，我们还发现了一些问题，例如电路中的异常波形和电流突变等，这些问题需要进一步分析和解决。
通过本次实验，我们对断路控制回路有了更深入的理解，为以后的实验和应用打下了基础。
参考文献[1] 实验电路原理与技术. 清华大学出版社, 2010.[2] 断路控制回路实验. 电子科技出版社, 2008.。
电力电子技术课程教学大纲
《电力电子技术》课程教学大纲课程类别：专业基础课程性质：必修英文名称：Power Electronic Technology总学时：64讲授学时：48 实验学时：16学分：3.5先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术适用专业：自动化开课单位：信息工程学院自动化教研室一、课程简介《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业本科生的一门专业基础课，是一门理论与应用相结合，实践性很强的课程。
它包括电力电子器件、电力电子变流技术以及以微电子技术和计算机为代表的控制技术三大组成部分。
本课程的目的和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标，培养学生的分析问题和解决问题的能力，为《运动控制》等后续课程以及从事与电气工程有关的技术工作和科学研究打下一定的基础。
二、教学内容及基本要求0 绪论（2学时）教学内容：0.1电力电子技术的定义0.2电力电子技术的发展历史(自学)0.3电力电子技术的内涵及其相关工业0.4电力电子技术所研究的基本问题0.5电力电子技术的主要内容0.6本课程的学习方法及考核方法教学要求：1.理解电力电子技术的定义，电力电子技术所研究的基本问题。
2.了解电力电子学科的发展历史、电力电子技术的内涵及其相关工业、电力电子技术的主要内容以本课程的学习方法及考核方法。
授课方式：讲授+自学第一章：电力电子器件（10 学时）教学内容：1.1电力电子器件概述1.2不可控器件——电力二极管1.3半控型器件——晶闸管1.4典型全控型器件1.5其他新型电力电子器件1.6电力电子器件的驱动1.7电力电子器件的保护1.8电力电子器件的串联和并联使用教学要求：1.掌握各种电力电子器件的基本特性、应用场合和使用方法。
2.理解各种全控型器件、半控型器件的工作原理和主要参数选择依据.3.了解典型触发、驱动和缓冲电路的组成、工作原理和特点。
电力电子器件及其驱动电路实验报告
电力电子器件及其驱动电路实验报告一、引言电力电子器件的使用已经成为现代电力系统中不可或缺的一部分。
电力电子器件主要应用于交流调制、直流传输、发电机控制、照明系统、电机控制等领域。
因此，针对电力电子器件及其驱动电路的实验研究显得尤为重要。
本报告将介绍我们所设计和构建的电力电子器件及其驱动电路的实验，并阐述实验过程中所用到的材料和方法，同时给出相关实验结果和结论。
二、材料和方法本实验所用到的器材和材料如下：1.三相桥式整流电路；2.IGBT（绝缘栅双极型晶体管）；3.隔离型驱动电路；4.直流电源；5.电容；6.电感；7.示波器；8.信号发生器。
实验过程如下：1.首先将电容和电感串联。
2.将IGBT与串联的电容和电感并联，形成一个单臂桥式逆变电路。
3.将上述电路与隔离型驱动电路相连。
4.将三相桥式整流电路连接到隔离型驱动电路的输出端。
5.将信号发生器连接到隔离型驱动电路的输入端，并设定不同的频率，并在示波器上观察输出波形。
6.调整逆变电路的PWM信号，使输出波形变为纯正弦波。
三、实验结果与分析在实验过程中，我们通过改变信号发生器的频率来观察在不同频率下的输出波形。
实验结果表明，当信号发生器的频率在低频率时，输出是一个方波，当频率逐渐升高时，输出波形逐渐接近纯正弦波。
同时，我们在实验过程中发现，当逆变电路的PWM信号调整为一定的占空比时，输出波形能够变为纯正弦波。
由此可以得出，逆变电路的PWM信号占空比是影响输出波形的一个重要因素。
通过测量和分析我们得出，隔离型驱动电路能够有效的控制电力电子器件的开关状态，并降低逆变电路的损耗。
同时，逆变电路的PWM信号占空比是影响输出波形的一个关键因素。
四、结论本次实验我们成功地设计与构建了一个单臂桥式逆变电路，并通过实验验证了隔离型驱动电路的有效性以及PWM信号占空比对输出波形的影响。
实验结果表明，电力电子器件及其驱动电路的设计和优化对于优化电力系统的性能具有重要意义，并有望推动电力系统在未来的发展方向上得以进一步优化。
电气实验
实验五 全控型电力电子器件特性与驱动实验一、实验目的1．熟悉MOSFET 和IGBT 主要参数与开关特性的测量方法2．掌握MOSEET 对驱动电路的要求和一个实用驱动电路的工作原理与调试方法 3．掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。
二、实验内容1．MOSFET 主要参数：开启阀值电压V GS(th)，跨导g FS ，导通电阻R ds ，输出特性I D =f （Vsd ）等的测试。
2．驱动电路的输入、输出延时时间测试。
3．电阻与电阻-电感性质载时，MOSFET 开关特性测试。
4．有与没有反偏压时MOSFET 的开关过程比较。
5．MOSFET 栅-源漏电流测试。
6．IGBT 主要参数测试。
7．EXB840性能测试。
8．IGBT 开关特性测试。
9．EXB840过流保护性能测试。
三、实验设备和仪器1．电力电子及电气传动主控制屏 2．MCL-07 3．数字双踪示波器 4．MEL-06四、实验步骤1．MOSFET 主要参数测试 （1）开启阀值电压V GS(th)测试 开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流I D =1mA)的最小栅源电压。
按图5-1接线，并将主回路电位器RP 左旋到底，使Vgs=0。
接通主回路开关S ，将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流I D =1mA 时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS （th ）。
V GS （th ）= V图5-1开启阀值电压V GS(th)测试电路注意：每步实验完成后需断开所有开关，确保线路改接时不带电。
（2）跨导g FS 测试双极型晶体管（GTR ）通常用h FE （β）表示其增益，功率MOSFET 器件以跨导g FS 表示其增益。
跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即g FS =△I D /△V GS 。
典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流（4A ）和V DS =6.8V 下测得，受条件限制，实验中只能测到0.5A 电流值。
基本保护电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解和掌握基本保护电路的组成、原理和作用。
2. 学习和分析不同类型保护电路的工作特性及其在实际应用中的优缺点。
3. 提高对电力系统保护设备的认识，增强故障诊断和处理能力。
二、实验原理基本保护电路是电力系统保护的重要组成部分，其主要作用是在发生故障时迅速切断故障电路，保护电力设备不受损坏，并保证电力系统的安全稳定运行。
本实验涉及的保护电路包括：1. 过电流保护电路：当电路中电流超过额定值时，保护装置会动作，切断故障电路。
2. 过电压保护电路：当电路中电压超过额定值时，保护装置会动作，切断故障电路。
3. 差动保护电路：通过检测电路两端电流差值，判断电路是否存在故障，实现快速保护。
三、实验内容1. 过电流保护电路实验：- 实验原理：利用电流互感器检测电路电流，通过比较电流大小与设定值，实现过电流保护。
- 实验步骤：1. 按照实验电路图连接电路。
2. 调整电流互感器，使电流与设定值相等。
3. 分别接入不同电流，观察保护装置的动作情况。
2. 过电压保护电路实验：- 实验原理：利用电压互感器检测电路电压，通过比较电压大小与设定值，实现过电压保护。
- 实验步骤：1. 按照实验电路图连接电路。
2. 调整电压互感器，使电压与设定值相等。
3. 分别接入不同电压，观察保护装置的动作情况。
3. 差动保护电路实验：- 实验原理：通过检测电路两端电流差值，判断电路是否存在故障，实现快速保护。
- 实验步骤：1. 按照实验电路图连接电路。
2. 调整电流互感器，使电流差值与设定值相等。
3. 分别接入不同电流，观察保护装置的动作情况。
四、实验结果与分析1. 过电流保护电路实验结果：- 当电流超过设定值时，保护装置能够及时动作，切断故障电路，保护电力设备。
- 实验结果表明，过电流保护电路能够有效防止过电流故障对电力设备造成损害。
2. 过电压保护电路实验结果：- 当电压超过设定值时，保护装置能够及时动作，切断故障电路，保护电力设备。
电力电子技术实验报告答案(仅供参考)
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)第三章电力电子技术实验本章节介绍电力电子技术基础的实验内容，其中包括单相、三相整流及有源逆变电路，直流斩波电路原理，单相、三相交流调压电路，单相并联逆变电路，晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率三极管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极性晶体管(IGBT)等新器件的特性及驱动与保护电路实验。
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电路中各元件的作用。
(2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。
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、预习要求阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。
六、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?(2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°?七、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DJK03-1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DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1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当α＝30o、60o、90o、120o时，将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来，并与图1-9的各波形进行比较。
中断控制电路制作实习报告
实习报告：中断控制电路制作一、实习背景随着科技的不断发展，电子产品日益普及，中断控制电路在实际应用中具有重要意义。
本次实习旨在了解中断控制电路的原理，掌握其制作方法，并在此基础上进行实际操作，提高动手能力。
二、实习目的1. 学习中断控制电路的基本原理，了解其在电子产品中的应用。
2. 掌握中断控制电路的制作方法，提高实际操作能力。
3. 培养严谨的工作态度和团队协作精神。
三、实习内容1. 中断控制电路原理学习：了解中断控制电路的基本组成、工作原理及功能。
2. 电路设计：根据实际需求，设计合适的中断控制电路。
3. 电路制作：根据设计方案，进行电路板焊接、调试及验证。
4. 电路测试：对制作的中断控制电路进行性能测试，确保其满足设计要求。
四、实习过程1. 原理学习：在实习前期，我们学习了中断控制电路的基本原理。
中断控制电路主要由控制芯片、触发器、比较器、输出驱动等部分组成。
当输入信号发生变化时，比较器将输入信号与设定值进行比较，若满足条件，则触发器翻转，从而改变输出驱动的电平状态，实现中断控制。
2. 电路设计：针对本次实习的要求，我们设计了一个简单的中断控制电路。
电路主要由控制芯片、触发器、比较器、输出驱动等部分组成。
其中，控制芯片选用CD40106，触发器选用CD4026，比较器选用LM393，输出驱动选用继电器。
3. 电路制作：根据设计方案，我们进行了电路板的焊接。
首先，焊接控制芯片、触发器、比较器等元器件；其次，连接电源、输入信号及输出驱动部分；最后，进行电路调试，确保各部分正常工作。
4. 电路测试：对制作的中断控制电路进行性能测试。
测试过程中，输入信号发生变化，观察输出驱动的电平状态及继电器的动作情况。
经测试，制作的中断控制电路满足设计要求，具备良好的性能。
五、实习收获通过本次实习，我们掌握了中断控制电路的基本原理和制作方法，提高了实际操作能力。
同时，培养了严谨的工作态度和团队协作精神。
在今后的学习和工作中，我们将不断努力，充分发挥所学知识，为电子产品的设计和制作贡献自己的力量。
电力电子在线作业答案
单选题1。
关于三相桥式全控整流电路的实验操作，描述正确的是:• A 按照原理图接线,然后打开主电源，再检查晶闸管脉冲是否正常• B 不能用示波器观察触发脉冲• C 正常情况下，应有间隔均匀，相互间隔120°，幅度相同的双脉冲• D 可以用示波器观察来检查相序是否正确单选题2.交流调压电路控制方式中，谐波含量最少的是：• A 通断控制• B 相位控制• C 斩波控制• D 反馈控制单选题3.锯齿波同步移相触发电路实验中，3号点电压与5号点电压描述正确的是？• A 3号点电压与5号点电压波形相同• B 3号点电压上升使VT1导通时，5号点电压出现下降沿• C 出现下降沿后，5号点电压不会再次上升• D VT1导通时,3号点电压持续上升单选题4。
三相桥式全控整流电路电感性负载实验中，直流平均电压为零时触发角为多少度？• A 30°• B 60°• C 90°• D 120°单选题5。
关于单相桥式半控整流电路直流侧电压ud波形描述正确的是？• A ud会出现负值• B ud是否出现负值由触发角大小决定• C 电感性负载，触发脉冲丢失，则ud变为零• D 电感性负载，触发脉冲丢失,则ud半周期为正弦，半周期为零。
单选题6。
单相交流调压电路实验中，如何改变电阻电感性负载的阻抗角？• A 改变单相交流调压电路的触发角• B 改变输入电压源的频率• C 改变负载电阻的大小• D 改变输入电压的大小单选题7.用于观察管压降、负载电压等波形的实验设备是• A 三相芯式变压器• B 滑线变阻器• C 示波器• D 异步电机单选题8。
关于逆变角的说法，错误的是• A 逆变角与整流角之和为180°• B 电路工作在整流状态时，逆变角大于零，小于90°• C 电路工作在逆变状态时，逆变角大于零,小于90°• D 逆变角不能等于零单选题9。
三相桥式全控整流电路实验中，关于主电路三相电源的相序说法正确的是• A 三相电源相序可以随意确定• B 三相电源中，A相必须对应，B、C相可以随意确定• C 三相电源中，B相必须对应，A、C相可以随意确定• D 三相电源相序不可以随意确定单选题10.单相交流调压电路，在正常范围内，输出电压与触发角的关系为：• A 触发角越大，输出电压越高• B 触发角越小，输出电压越高• C 随着触发角增大，输出电压先增大后减小• D 随着触发角增大，输出电压先减小后增大单选题11。
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实验报告
课程名称：电力电子技术 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称：自关断器件及其驱动与保护电路 实验类型：操作 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
一、实验目的和要求（必填）
(1) 加深理解各种自关断器件对驱动与保护电路的要求。
(2) 熟悉各种自关断器件的驱动与保护电路的结构和特点。
(3) 掌握由自关断器件构成的直流斩波电路。
二、实验内容和原理（必填）
a.实验内容
(1) 自关断器件及其驱动、保护电路的研究(可根据需要选择一种或几种自关断器件)。
(2) 自关断器件构成的直流斩波调速系统实验。
b.实验原理
本实验分别由GTO 、GTR 、MOSFET 、IGBT 等自关断器件构成直流电动机斩波调速电路，通过控制自关断器件的驱动信号占空比，改变斩波器输出电压脉宽，从而改变直流电动机电枢电压，实现调压调速。
通过本实验可对上述自关断器件及其驱动与保护电路有比较深刻的理解。
下图为自关断器件实验接线原理图，图中直流主电源由主控制屏上的二极管接成单相桥式整流电路，经电容滤波(LB)后得到。
实验线路接线时，应从滤波电路的正极性3端出发，经电流保护电路(BH)、自关断器件及保护电路、直流电动机电枢回路、直流电流表，回到滤波电路的负极性4端，从而构成实验主电路。
接线时应注意以下要求：
(1)过流保护电路(BH)的主回路电流应保证从1端流入，2端流出。
(2)PWM 发生电路的输出驱动信号必须从保护电路(BH)的3端输入，4端输出至相应自关断器件的驱动电路。
(3)直流电动机电枢旁必须反向并接快速恢复型续流二极管VDF ，连接时应保证二极管的极性正确。
(4)驱动电路连接根据不同的具体电路进行，由于本实验中需要相互隔离的回路较多，连接时必须注意各种接地的不同，如、
及主电路地(即负极性端)等是不同的，不能随便连接在
一起。
(5)不同自关断器件的驱动电路采用不同的控制电压，接线时应注意正确选用。
专业：电气工程及其自动化 姓名： 学号： 日期： 地点：
装
订
线
三、主要仪器设备（必填）
(1) MCL现代运动控制技术实验台主控屏。
(2) 自关断器件组件挂箱。
(3) 直流电动机-测功机-测速发电机组。
(4) 双踪记忆示波器。
(5) 数字式万用表。
四、操作方法和实验步骤
IGBT的驱动与保护电路及斩波调速实验
本实验中IGBT的开关频率为10 kHz，故应将开关频率拨至“10 kHz”位置。
按图4-15接好主电路，按图接好驱动和保护电路。
(1)主电路中，直流电动机M接成并励，励磁电源为主控屏面板上的220V直流电源。
测功机作为直流电动机的负载，调节测功机的转矩，即可调节直流电动机的负载，也就是自关断器件的主电路电流。
(2)驱动与保护电路接线时，首先要注意控制电源及接地的正确性，对于GTR器件，采用5V 电源双极性驱动。
接线时，应将两组5V电源串联，使驱动电路输入端1端接+5V，4端接-5V，接地端13端接±5V电源串联的中点。
将PWM信号发生电路的3端和2端分别接至驱动与保护电路的2端和3端。
连线时，要注意各功能块的完整性和相互间连接顺序的正确性。
(3)实验时应先捡查驱动电路的工作情况。
在未接通主电路的条件下，必须使驱动电源地13端与GTR发射极15端良好连接。
将开关S1、S2拨至“ON”位置，驱动电路通电，此时应能在GTR 基极9和13端间观察到驱动触发脉冲，调节PWM发生电路上的多圈电位器RP1，即可观察到脉冲占空比可调。
(4)在驱动电路正常工作后，合上直流电机励磁电源开关，调节PWM发生电路中的RP1，使占空比变小；合上主电路电源开关，使直流电动机低速起动和调速；合上直流发电机的负载开关，使直流电动机带负载运行。
(5)调节占空比，用示波器观察、记录不同占空比时基极驱动电压(9和15端间)、驱动电流(12和10端间)、GTR管压降(14和15端间)的波形。
(6)测定并记录空载及额定负载条件下，不同占空比τ时的直流电动机电枢电压平均值U a、电机转速n于下表中。
五、实验数据记录和处理
τ16％23% 37% 42% 52% 64% 79%
Ua 60 74 96 108 128 150 179
n 450 558 727 818 970 1144 1360
b.当占空比为50％时示波器图形
根据实验数据，用matlab绘图得到：
(1)U a = f(τ)曲线
(2)n = f(τ)曲线
六、实验结果与分析（必填）
1.根据U a = f(τ)曲线和n = f(τ)曲线结果可知
直流电机端电压和转速与占空比成一次函数关系且斜率为正。
以为绝缘删双极型晶体管采用逻辑点平直接驱动，实现电压控制，开关速度高。
因此改变占空比直接改变了端电压的平均值。
由于直流电机转速与电枢端电压成正比，所以转速与占空比也成一次函数关系且斜率为正。
2.电路结构分析
a.
四个二极管实现线路整流，将接在零线和母线上的220V交流电压转换为直流电压。
b.
电容滤波电路
由四个二极管整流得到的直流电压为脉动直流，通过电容滤波电路可以使直流更加平稳
c.
产生PWM波，提供占空比不同的门极触发信号
d.
过流保护电路，一共有4个接头，分别用在触发电路和主电路中，起限流保护作用
e.
220V为他励电动机励磁电压，提供励磁电流。
12之间的二极管为快速二极管，在于关断器件短路期间起到放电的作用，线路中电压表测量电枢绕组两端电压
f.
电流表放在主回路中主要起保护和监视作用
g
电容器主要使起保护作用，上面的电阻可以使电容放电，多次使用，而二极管为缓冲作用，防止电压变化太快
七、讨论、心得
通过本次实验，加深理解各种自关断器件对驱动与保护电路的要求，熟悉各种自关断器件的驱动与保护电路的结构和特点，掌握由自关断器件构成的直流斩波电路。
最为重要的使刚刚学习的触发电路有了深刻了解。
出发点路主要是将控制信号转变为能作用到主电路上的触发脉冲。
触发电路与主电路相互独立又相互依存。
出发脉冲由于要考虑隔离输出方式及抗干扰能力，因此触发电路通常采用单独的低压电源供电，比如实验中的15和20V电压源。
通过本次试验，初步掌握了IGBT驱动与保护电路，知道了线路中部分重要元件的作用，知道了斩波调速的方法，对于电机控制有了初步的了解，感觉实验很有价值。