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第一章MCL-Ⅱ型教学实验台简介 (2) §1-1 概述 (2)
§1-2 《电力电子技术》课程实验所用设备 (4) 第二章实验内容 (15)
§2-1 实验一锯齿波同步移相触发电路的研究 (15) §2-2 实验二三相桥式全控整流电路的研究 (18) §2-3 实验三直流斩波电路的研究 (21) §2-4 实验四单相交流调压电路的研究 (25) 第一章MCL-Ⅱ型教学实验台简介 §1-1 概述
MCL-Ⅱ型教学实验台是自动化系针对《电机及拖动基础》、《电力电子技术》、《电力拖动自动控制系统》等课程实验购置的实验设备，其外观如图1所示。
图1 MCL-Ⅱ型教学实验台
一．MCL-Ⅱ型教学实验台的特点：
1.采用组件式结构，可根据不同内容进行组合，故结构紧凑，使用方便灵活，并
且可随着功能的扩展只需增加组件即可，能在一套装置上完成《电力电子技术》，《电力拖动自动控制系统》等课程的主要实验。
2.装置布局合理，外形美观，面板示意图明确，直观，学生可通过面板的示意查
寻故障，分析工作原理。电机采用导轨式安装，更换机组简捷，方便，所采用的电机经过特殊设计，其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组，能给学生正确的感性认识。除实验控制屏外，还设置有实验用台，内可放置机组，实验组件等，并有可活动的抽屉，内可放置导线，工具等，使实验更方便。
3.实验线路典型，配合教学内容，满足教学大纲要求。控制电路全部采用模拟和
数字集成芯片，可靠性高，维修，检测方便。触发电路采用数字集成电路双窄脉冲。
4.装置具有较完善的过流、过压、RC吸收、熔断器等保护功能，提高了设备的
运行可靠性和抗干扰能力。
5.面板上有多只发光二极管指示每一个脉冲的有无和熔断器的通断。触发脉冲可
外加，也可采用内部的脉冲触发晶闸管，并可模拟整流缺相和逆变颠覆等故障现象。
二．MCL-Ⅱ型教学实验台的技术参数 1.输入电源：～380V±10%；50HZ±1HZ
2.工作条件：环境温度：-5 ～400C；相对湿度：< 75%；海拔：< 1000 m
3.装置容量：< 1KV A 4.电机容量：< 200W
5.外形尺寸：长1600mm ×宽700mm
三．MCL-Ⅱ型教学实验台能开设的实验
MCL-Ⅱ型教学实验台能开设《电机及拖动基础》、《电力电子技术》、《电力拖动自动控制系统》课程的主要实验。
§1-2 《电力电子技术》课程实验所用设备 一．MCL系列教学实验台主控制屏
MCL系列教学实验台主控制屏外型如图2（a）供电部分、（b）仪表部分所示。
图2（a）MCL系列教学实验台主控制屏供电部分
图2（b）MCL系列教学实验台主控制屏仪表部分
1.供电部分由总电源开关、闭合按钮、断开按钮、交流电源输出
调节旋钮、交流
电压表、交流电源输出端点U、V、W等组成。接通电源操作方法：接通总电源开关→按下闭合按钮→顺时针方向旋转交流电源输出调节旋钮，同时观察输出端点输出的电压值，直至满足要求时止。断开电源操作方法：逆时针方向旋转交流电源输出调节旋钮，直至输出为零时止→按下断开按钮。
2.仪表部分由各种交流电压表、交流电流表、功率表等组成。可用来测量各种交
流电压、电流等。
注意：图2（a）中的交流电源输出端点U、V、W与图2（b）中的交流电源输出端点U、V、W相同。
二．MCL—18挂箱
MCL—18挂箱由G（给定），零速封锁器（DZS），速度变换器（FBS），转速调节器（ASR），电流调节器（ACR），过流、过压保护等部份组成。我们主要使用给定和过流、过压保护部份。
1. 直流给定G：
给定部分的外观如图3（a）, 电路如图3（b）所示。
它的作用是得到下列几个阶跃的给定信号： 1)0V突跳到正电压，正电压突跳到0V； 2)0V突跳到负电压，负电压突跳到0V； 3)正电压突跳到负电压，负电压突跳到正电压。
正负电压可分别由RP1、RP2两多圈电位器调节大小（调节范围
为0 13V左右）。数值由面板右边的数显窗读出。只要依次扳动S1、S2的不同位置即能达到上述要求。
1）若S1放在“正给定”位，扳动S2由“零”位到“给定”位即能获得0V 突跳到正电压的信号，再由“给定”位扳到“零”位能获得正电压到0V
的突跳；
2）若S1放在“负给定”位，扳动S2，能得到0V到负电压及负电压到0V的突跳；
3）S2放在“给定”位，扳动S1，能得到正电压到负电压及负电压到正电压的突跳。
注意：给定输出有电压时，不能长时间短路，特别是输出电压较高时，否则容易烧坏限流电阻。
2．电流反馈及过流过压保护FBC+FA：
此单元有三种功能：一是检测电流反馈信号，二是发出过流信号，三是发出过压信号。电流反馈及过流过压保护部分的外观如图4（a），
电路如图4（b）所示。
图4（a）MCL—18挂箱中的电流反馈及过流过压保护
电流变送器适用于可控硅直流调速装置中，与电流互感器配合，检测可控硅变流器交流进线电流，以获得与变流器电流成正比的直流电压信号，零电流信号和过电流逻辑信号等。
电流互感器的输出接至输入TA1，TA2，TA3，反映电流大小的信号经三相桥式整流电路整流后加至9R1、9R2、VD7及RP1、9R3、9R20组成的各支路上，其中：
a．9R2与VD7并联后再与9R1串联，在其中点取零电流检测信号。
b．将RP1的可动触点输出作为电流反馈信号，反馈强度由RP1进行调节。
c．将可动触点RP2与过流保护电路相联，输出过流信号，可调节
过流动作电流的大小。
2）过流保护（FA）
当主电路电流超过某一数值后(2A左右)，由9R3，9R20上取得的过流信号电压超过运算放大器的反向输入端，使D触发器的输出为高电平，使晶体三极管V 由截止变为导通，结果使继电器K的线圈得电，继电器K由释放变为吸引，它的
常闭触点接在主回路接触器的线圈回路中，使接触器释放，断开主电路。并使发光二极管亮，作为过流信号指示，告诉操作者已经过流跳闸。
SA为解除记忆的复位按钮，当过流动作后，如过流故障已经排除，则须按下以解除记忆，恢复正常工作。
3）电源输入输出端：
面板下部的L1、L2、L3三接线柱表示三相电源的输入，U、V、W表示电源输出端。在进行实验时，调压器的输出端接到L1、L2、L3，U、V、W接到晶闸管或电机，在L1、U，L2、V，L3、W间接有电流互感器，L1、L2间接有电压互感器，当电流过大或电压过高时，过流保护和过压保护动作。
注意：接到晶闸管的电压必须从U、V、W引出，否则过流保护和过压保护不起作用。
三．MCL-33挂箱：
MCL—33挂箱由脉冲控制及移相，双窄脉冲观察孔，一组晶闸管，二组晶闸管及二极管，RC吸收回路，平波电抗器L组成。
1．脉冲控制及移相
脉冲控制及移相环节的外观如图5所示，它提供相位差为60O，经过调制的“双窄”脉冲（调制频率大约为3 10KHz）。
1)脉冲控制及移相电路的电源（+15V、0V、-15V）由图3中的电路提供。
2)触发脉冲分别由两路功放进行放大，分别由Ublr和Ublf进行控制。当Ublf
接地时，第一组脉冲放大电路进行放大，脉冲接入VT1～VT6管
子的门极及阴极之间；当Ublr接地时，第二组脉冲放大电路进行工作，脉冲接入VT1'～VT6'管子的门极及阴极之间。
3)脉冲移相由Uct端输入可调的直流电压进行控制，该直流电压由图3中的电路
提供。当Uct端输入正电压时，脉冲前移，Uct端输入负电压时，脉冲后移，移相范围约为100～1600。偏移电压的大小通过调节电位器RP控制，可调节脉冲的初始相位，不同的实验初始相位要求不一样。
4)双窄脉冲观察孔输出相位差为60o的双窄脉冲；同步电压观察孔，输出相电压
为30V左右的同步电压。用双踪示波器可分别观察同步电压和双窄脉冲，可比较双窄脉冲的相位。注意：双窄脉冲及同步电压观察孔均为小孔，仅能接示波器，不能输入任何信号。
5)脉冲控制。面板上部的六档按键开关控制接到晶闸管的脉冲，1、2、3、4、5、
6分别控制晶闸管VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6的触发脉冲，当按键开关按下时，脉冲断开，开关弹起时脉冲接通。
图5 MCL—33挂箱中的脉冲控制及移相部分 2．晶闸管组与二极管组
图6 MCL—33挂箱中的晶闸管组与二极管组
晶闸管Ⅰ组由六只5A、800V晶闸管VT1～VT6组成，当Ublf接地时，其内部触发脉冲已接好，并受面板上部的六档按键开关控制其通断；晶闸管Ⅱ组由六只5A、800V晶闸管VT1'～VT6'组成，当Ublr接地时，其内部触发脉冲已接好；二
极管组由六只5A、800V二极管组成。其外观如图6所示。注意：晶闸管的内部触发脉冲已接好；若外加触发脉冲时，必须切断内部触发脉冲。
3．平波电抗器
平波电抗器可作为电感性负载电感使用，电感分别为50mH、100mH、200mH、700mH, 在1A范围内基本保持线性。其外观如图7所示。
图7 MCL-33挂箱的平波电抗器图8 MCL-05挂箱的同步电压输入
及触发电路选择四．MCL-05挂箱
MCL-05挂箱为触发电路专用挂箱，其中有单结晶体管，正弦波，锯齿波同步移相触发电路。
1．同步电压输入及触发电路选择
同步电压输入及触发电路选择环节的外观见图8。要求输入～220V的交流电。通过按下按钮选择触发电路类型。
2．锯齿波同步移相触发电路
锯齿波同步移相触发电路的外观如图9（a）, 其原理图如图9（b）所示。
锯齿波同步移相触发电路由同步检测，锯齿波形成，移相控制，脉冲形成，脉冲放大等环节组成，加在电路上的同步电压为7V，同步变压器副边已在内部接好。元件RP装在面板上。该触发电路可产生两组相位差180°的触发脉冲（即
U、 G1K1
G2K2U 与G3K3U 、G4K4U 相位差180°）。 （b ） 锯齿波同步移相触发电路图
图9（a ） MCL-05挂箱中的锯齿波同步移相触发电路外观 图91) 由VD1,VD2,C1,R1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压来控制
锯齿波产生的时刻和宽度。
2) 由VST1、V1、Rp1、R3等元件组成的恒流源电路及V2,V3,C2等组成锯齿波
形成环节。调节Rp1可改变恒定电流的大小，亦改变锯齿波的斜率。
压Uct=0时脉冲的初始相位。
4)V5、V6构成脉冲形成放大环节，脉冲变压器输出触发脉冲。 五．MCL-16挂箱
MCL-16挂箱为直流斩波电路、半桥型开关稳压电源、单相交直交变频电路专用挂箱。
1．PWM 波形发生器
PWM 波形发生器主要由SG3525芯片组成，其外观如图10（a）、电路如图10（b）所示。调节“脉冲宽度调节”电位器，改变输出的直流方波。
图10（a）MCL-16挂箱中的PWM 波形发生器外观
图10（b）MCL-16挂箱中的PWM 波形发生器电路图 2. 直流斩波电路
直流斩波电路外观如图11（a）所示，斩波器的供电电源为主电源2，它提供15V、1A的直流电。直流斩波电路中左侧为降压斩波电路，右侧为升压斩波电路。其电路如图11（b）所示。
图11（a）MCL-16挂箱中的直流斩波电路外观
降压斩波电路升压斩波电路 六．MEL-03挂箱
图11（b）MCL-16挂箱中的直流斩波电路图
MEL-03挂箱为可调电阻专用挂箱，它提供三
组可调电阻（每组两个900Ω、0.41A），使用时要
求将其并联为450Ω、0.82A的可调电阻。其外观 如图12所示。 七．MEL-06挂箱
MEL-06挂箱为直流电压、电流表专用挂箱， 它提供300V直流电压表、200mA直流毫安表、 5A直流安培表。其外观如图13所示。
图12 MEL-03挂箱中的可调电阻外观图13 直流电压、电流表 第二章实验内容
§2-1 实验一. 锯齿波同步移相触发电路的研究 一．实验目的
通过实验，验证锯齿波同步移相触发电路的工作原理，掌握锯齿波同步触发电路的调试方法，加深理解各器件在电路中所起的作用。
二．实验内容
调试锯齿波同步触发电路；观察、记录、分析锯齿波同步触发电路中关键点的波形。
三．实验设备及仪器
1.MCL系列教学实验台主控制屏 2.MCL—18挂箱 3.MCL—05挂箱 4.双踪示波器
四．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，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。
实验电路在MCL—05挂箱中，参看图9。 实验接线：
1.实验台主控制屏输出～220V电压经MCL—18挂箱中的过压过流保护电路，
接到MCL—05挂箱中的同步电源上。参看图2、4、8。 2.MCL—05挂箱中锯齿波电路中的控制电压由MCL—18挂箱中的直流给定提
供，将MCL—18挂箱的Ug和接地分别连接到MCL—05挂箱的Uct和7点上。
参看图9、3。 五．实验步骤
1.按下MCL—05挂箱中“触发电路选择”的“锯齿波”按钮，并打开MCL—05
挂箱面板右下角的电源开关。
2. 在图2所示的电路中，将三相调压器逆时针调到底，按下主电路电源闭合按钮，
通过交流电压表观察并调节主控制屏输出电压达到～220V 。 3. 在图9所示的电路中，用示波器观察各观察孔的电压波形，并记录下来。记录
的波形要求坐标对齐。
1) 同时观察并记录“17U ”、“27U ”孔的波形，了解锯齿波宽度和同步电
压相位的关系。
2) 同时观察“27U ”、“37U ”孔的波形，调整电位器RP1，观察锯齿波斜
率变化情况，并合理选择锯齿波斜率。记录“27U ”、“37U ”孔的波形。分析锯齿波斜率太大、太小会发生什么情况。
3) 将控制电压Uct 调至零，同时观察“37U ”、“47U ”孔的波形，调节偏
移电压Ub （即调节RP2），使“U 47”孔的锯齿波刚出现平顶，然后固定偏移电压Ub 不变，这样就确定了控制电压Uct=0时脉冲的初始相位。记录“37U ”、“47U ”孔的波形。分析偏移电压Ub 过大会产生什么情况。 4) 调节控制电压Uct ，同时观察并记录“47U ”、“57U ”孔的波形，分析管
子4开通时刻与管子5截止时刻的关系，体会控制电压Uct 对控制角 大小的控制。
5) 同时观察并记录“57U ”、“67U ”孔的波形，分析管子5截止时刻与管
子6开通时刻的关系。
6) 观察并记录输出触发脉冲“G1K1U ”的波形，分析脉冲发出时刻与管子4
开通时刻的关系。
4. 同理，可对MCL —05挂箱中的另一个锯齿波触发电路板进行相同实验，控制
电压Uct 与偏移电压Ub 在两个锯齿波触发电路板上是公用的，电位器RP3是独立的。另外这两块触发电路板输出的触发脉冲G 1K 1U 和G3K3U 相位差1800。
六．实验报告
1.整理，描绘实验中要求记录的各个波形。
2.总结确定控制电压Uct=0时脉冲的初始相位的方法。 3.分析锯齿波斜率太大、太小会发生什么情况。
4.分析电路不产生触发脉冲的原因，应如何调节电路才能产生脉冲。七．注意事项
1.要求预习实验。
2.通电之前，一定经教师检查连线，合格后才能通电。 §2-2 实验二 三相桥式全控整流电路的研究 一．实验目的
实验要求学生将《模拟电子技术基础》课程中有关滤波电路、《电力电子技术》课程中有关晶闸管的静、动态特性、三相桥式全控整流电路、锯齿波同步移相触发电路的知识综合起来进行应用，全面掌握三相桥式全控整流电路的工作原理，熟悉该电路在不同情况下的各种输出波形，掌握该电路故障时的基本分析方法，提高学生理论联系实际及分析问题的能力。 二．实验内容
通过接线，构成一个完整的三相桥式全控整流电路；观察、记录、分析该电路在整流工作状态下、不同负载时，整流电压、电流波形与触发角之间的关系；分析并模拟电路发生故障时将发生的情况。 三．实验设备及仪器
1. MCL 系列教学实验台主控制屏 2. MCL —18挂箱 3. MCL —33挂箱 4. MEL —03挂箱 5. MEL —06挂箱
6. 双踪示波器 四．实验线路及原理
三相桥式全控整流电路如图14所示，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。
实验电路在MCL —33挂箱中，参看图6。
实验接线： 图14 三相桥式全控整流电路 1. 实验台主控制屏输出三相交流电压（相电压～50V ）经MCL —18挂箱中的
过压过流保护电路，接到MCL —33挂箱中连接的三相桥式全控整流电路上。参看图2、4、6。
d
VT VT VT 462d 2 d
2.将MCL—18挂箱中的＋15V、0V、－15V电压和直流给定电压分别接到
MCL—33挂箱中的＋15V、0V、－15V电压和控制电压Uct上；将MCL—33挂箱中的Ublf接地。参看图3、5。
3.将MCL—33挂箱中的晶闸管Ⅰ组（如图6所示）连接为图14所示的三相
桥式全控整流电路。
4.将MEL—03挂箱中的900Ω/0.41A可调电阻并联为450Ω/0.82A可调电阻
器后作为电阻负载接入MCL—33挂箱中的三相桥式全控整流电路中（电阻取最大植）；将MCL—33挂箱中的平波电抗器作为电感负载接入MCL—33挂箱中的三相桥式全控整流电路中。参看图12、7、6、14。
5.给三相桥式全控整流电路的负载上串联一个直流安培表、并联一个直流电压
表。 五．实验步骤
1.在图2所示的电路中，将三相调压器逆时针
调到底，按下主电路电源闭合按钮，通过交 流电压表观察并调节主控制屏输出相电压 达到～50V。
2.通过MCL-33挂箱中的双窄脉冲观察孔，用 示波器观察并记录双窄脉冲。双窄脉冲应严 格按照1、2、3、4、5、6的触发次序产生， 并且脉冲相互间隔60o、幅度相同，双窄脉 冲波形如图15所示。若双窄脉冲发出次序
不对，则应检查三相电源的相序。图15 双窄脉冲 3.三相桥式全控整流电路接电阻负载：
1)让Uct=0，调节偏移电压Ub，使Ud=0，然后固定Ub不变，进行实验。
2)调节Uct来改变α，通过观察Ud 波形来确定α的大小。分别记录α=30O、
45O、60O、75O、90O、105O、120O时，整流电压Ud、Id的值，并记
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