DJDK—1型实验装置在变流技术方面的应用

【摘 要】为培养学生的实际动手操作能力，尽快熟悉实验装置，本文主要从触发电路、主电路、负载三方面的选取对DJDK-I型实验装置进行了介绍。

【关键词】变流；触发；整流；逆变

引言

《DJDK-I型电力电子技术及电机控制实验装置》在电力电子变流技术方面的应用主要从触发电路、主电路和负载等几个方面进行变换即改变实验，目的是是学生在理论学习的基础上，能自己设计、连接电路，分析波形，进行故障模拟，分析原因，加深该门课程的理论知识学习并能将理论知识用于实践。本文就从触发电路、主电路、负载等几个方面对《DJDK-I型电力电子技术及电机控制实验装置》进行介绍。

1　触发电路

DJDK-I型实验装置的触发电路分为两大部分：一部分由挂件DJK03-I提供，主要为单相变流技术实验提供触发电路；另一部分由DJK02-I挂件提供，主要用于三相变流技术实验的触发电路，对各触发电路的主要工作点在面板上都有相应的插孔引出，可进行波形观察与分析并判断触发电路工作是否正常，与理论中触发电路的学习相对照加深触发电路的学习。学生可根据主电路的不同自行选择相匹配的触发电路。

1.1　DJK03-I晶闸管触发电路挂件

DJK03-I挂件包括单结晶体管触发电路、正弦波同步移相触发电路、锯齿波同步移相触发电路I和II、单相交流调压触发电路（KC05集成）和西门子TCA785集成触发电路。该挂件的电源取自DJK-01电源电源控制屏的输出线电压AB（选择开关应打在“直流调速”侧，使输出线电压为220V）。

1.1.1 单结晶体管触发电路

单结晶体管触发电路的同步电压与该挂件的输入电压AB相位一致，移相范围可达170°左右，该触发电路可用作单相半波整流电路的实验，应注意主电路与触发电路的同步。如出现不同步时，可调换该挂件输入电源A、B两端位置。（在实验中若电源A端接晶闸管的阳极，则电源引至DJK03-I挂件时上孔应接电源A）。

1.1.2 正弦波同步移相触发电路

正弦波同步移相触发电路设置了偏移电压调整RP2，给定电压调整PR1。脉宽调节在10°-240°之间调节，此电路可以与单相半波整流电路配合，但移相范围太窄（小于60°）一般不采用。

1.1.3 锯齿波同步移相触发电路

该电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其移相范围可达150°左右。在DJK03-I挂件上包括两组相同的锯齿波同步移相触发电路，可提供相差180°的两组脉冲，通过面板上电位器RP1可调整锯齿波斜率、RP2调整给定移相电压、RP3调整偏移电压，该电路用于单相整流及逆变实验的触发电路。

1.2　DJK02-I晶闸管触发电路挂件

DJK02-I晶闸管触发电路主要用于三相变流及三相交流调压实验的触发电路。由三路KC04集成触发电路形成六路互差120°的单脉冲，通过控制4066及六路双脉冲形成器KC41即可得到六路互差120°的双窄脉冲或后沿固定前沿可调的宽脉冲，另外为了减少触发电源功率及脉冲变压器体积，采用KC42脉冲列调制电源。

DJK02-I挂件的触发电路的三相同步电压取自DJK02面板上“三相同步信号输出端”与主电源三相电压相位相同。在做三相变流或调压实验时，应先对触发电路进行调试，具体步骤包括：1）从三相同步观察孔观察a、b、c三相相序是否正常，可通过对调三相进线中的任意两相来保证。2）观察三相锯齿波斜率，为保证触发角一致，通过调整三相锯齿波斜率调整电位器，使三相锯齿波斜率达到近似一致。3）先不接入移相控制电压Uct，根据实验不同调整偏移电压Ub确定初始移相角α（可通过观察同步电压观察孔a与脉冲观察孔VT1）。在整流及调压电路中初相角可调范围在150°以上；在逆变实验中为防止逆变角过小产生逆变颠覆，初相角应定在150°（或小于150°）。移相控制电压Uct接自DJK06挂件给定输出。

由DJK02-I挂件的触发电路产生的六路脉冲可通过正桥功放电路或反桥功放电路放大后送至DJK02上的正桥晶闸管或反桥晶闸管。当正桥控制端U1f接地时，正桥功放电路工作；反桥控制端U1r接地时，反桥功放电路工作。

2　主电路

2.1　整流

2.1.1　单相整流

DJDK-I型实验装置的DJK02上挂件有正、反两组三相桥电路，每组桥各有六只晶闸管元件组成。在进行单相整流实验时，可任选两组重点晶闸管作整流元件，触发脉冲由DJK03-I挂件所选触发电路提供，其脉冲输出端接至对应晶闸管的阴极与门极。DJK02挂件上的正桥、反桥触发脉冲控制开关均应打在“断”的位置，以免误触发。实验中的续流二极管及半孔桥中的二极管可选用DJK06挂件上的二极管，具体实验电路学生可根据所学电路自行设计，但应注意，整流电源与DJK03—I挂件上的外接电源应为同一电源以保证同步。另外DJK01电源控制屏上的调速电源选择开关应打到直流侧，保证交流电压在220V左右。

2.1.2　三相整流

在三相整流实验中，触发脉冲来自DJK02—I挂件上的正桥脉冲输出或反桥脉冲输出，通过两根20芯电缆分别接至DJK02上的正桥脉冲输入端或反桥脉冲输入端。每个晶闸管是否加脉冲，由脉冲通断开关控制。在本设置中只配备了一组电源，因此不能做六半波、双反星等整流实验：学生可根据所学对三相半波、三相桥实验电路进行自行设计。

2.2　逆变

逆变实验的直流电源可取自DJK10挂件的三相不控整流桥输出，也可取自DJK01电源控制屏的直流励磁电源。

三相逆变电压来自DJK10挂件逆变变压器的中压端，其高压侧接电网，且逆变变压器的一二次均作星型连接。

学生在设计逆变电路后进行实验时，要注意接通主电路前应将触发电路的触发角初始相位定在150°（或小于150°）。当移相控制电压增大时，要保证直流回路电流不超过允许值（控制在小于0.6A左右）。

2.3　交流调压

单相交流调压可采用任意两个晶闸管反并联，三相交流调压采用同组桥内同一桥臂的两只晶闸管反并联，触发脉冲选取与整流电路相似。

3　负载

3.1电阻性负载

在变流实验中的负载电阻可采用D42挂件上的三相可调电阻，每相电阻由两个可调电阻进行串联或并联（在交流实验中均采用并联），并注意在主电路送电前将电阻值调在最大位置。送电后，按照整流电压大小调整阻值，保证流过整流元件的电流不是太小，但直流回路的电流不应超过0.6A。

3.2电阻、电感性负载

成电阻、电感性负载。在变流实验中一般选用700mH电感，但由于直流回路受电流DJK02挂件上提供了100mH、200mH、700mH三档电感，可与前面所述电阻组限制，电阻不能过小，因此此负载不能近似为大电感负载。在电流断续时，波形及计算公式与理论中的大电感负载都有较大的不同，应提醒学生注意分析。

3.3反电势负载

反电势负载可采用一台直流电动机电枢与电阻负载或电阻、电感负载串联组成。

参考文献：

[1]DJDK-I型电力电子技术及电机控制实验装置[Z].浙江天煌科技实业有限公司，2005

[2]莫正康，《半导体变流技术[M].机械工业出版社，1992