單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)

1、重 慶 三 峽 學(xué) 院實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱 電力電子技術(shù) 實(shí)驗(yàn)名稱 單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)類型 驗(yàn)證 學(xué) 時(shí) 2 系 別 電信學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及自動(dòng)化年級(jí)班別 2015級(jí)2班 開出學(xué)期 2016-2017下期 學(xué)生姓名 袁志軍 學(xué) 號(hào) 201507144228 實(shí)驗(yàn)教師 謝 輝 成 績(jī) 2017 年 4 月 30 日 填 寫 說(shuō) 明1、 基本內(nèi)容（1） 實(shí)驗(yàn)序號(hào)、名稱（實(shí)驗(yàn)一：xxx）； （2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?（3）實(shí)驗(yàn)原理；（4） 主要儀器設(shè)備器件、藥品、材料； （5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容； （6）實(shí)驗(yàn)方法及步驟 （7）數(shù)據(jù)處理或分析討論2、要求：（1）用鋼筆書寫（繪圖用鉛筆）（2）凡需用坐

2、標(biāo)紙作圖的應(yīng)使用坐標(biāo)紙進(jìn)行規(guī)范作圖實(shí)驗(yàn)三 單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和方法。(2)掌握單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作。(3)了解續(xù)流二極管的作用。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型 號(hào)備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)模塊。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”，以及“電感”等幾個(gè)模塊。3DJK03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”模塊。4DJK06 給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含“二極管”等幾個(gè)模塊。 5D42三相可調(diào)電阻6雙蹤示波器自備7萬(wàn)用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及

3、原理將DJK03-1掛件上的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的輸出端“G”和“K”接到DJK02掛件面板上的反橋中的任意一個(gè)晶閘管的門極和陰極，并將相應(yīng)的觸發(fā)脈沖的鈕子開關(guān)關(guān)閉（防止誤觸發(fā)），圖中的R負(fù)載用D42三相可調(diào)電阻，將兩個(gè)900接成并聯(lián)形式。二極管VD1和開關(guān)S1均在DJK06掛件上，電感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三檔可供選擇，本實(shí)驗(yàn)中選用700mH。直流電壓表及直流電流表從DJK02掛件上得到。四、實(shí)驗(yàn)方法(1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試將DJK01電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè)，使輸出線電壓為200V，用兩根導(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的

4、“外接220V”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開DJK03-1電源開關(guān)，用雙蹤示波器觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中整流輸出的梯形波電壓、鋸齒波電壓及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路輸出電壓等波形。調(diào)節(jié)移相電位器RP1，觀察鋸齒波的周期變化及輸出脈沖波形的移相范圍能否在30170范圍內(nèi)移動(dòng)?圖3-6 單相半波可控整流電路(2)單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載觸發(fā)電路調(diào)試正常后，按圖3-6電路圖接線。將電阻器調(diào)在最大阻值位置，按下“啟動(dòng)”按鈕，用示波器觀察負(fù)載電壓Ud、晶閘管VT兩端電壓UVT的波形，調(diào)節(jié)電位器RP1，觀察 =30、60、90、120、150時(shí)Ud、UVT的波形，并測(cè)量直流輸出電壓Ud和電源電壓U2，記錄于

5、下表中。五、數(shù)據(jù)記錄及處理實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：366090126154U2/V213213213213213Ud/V（記錄值）75563792Ud/U20.3520.2630.1730.0420.009Ud/V（計(jì)算值）89.4371.8947.9323.966.42 (1) =30Ud=75V，U2=220V，Ud/U2=0.352，Ud,=0.45U2(1+cos)/2=89.43；=|Ud -Ud,|/Ud,*100%=16.14%； =60。Ud=56V，U2=220V，Ud/U2=0.263；Ud,=0.45U2(1+cos)/2=71.89；=|Ud -Ud,|/Ud,*100%=22

6、.1%； =90，Ud=37V，U2=220V，Ud/U2=0.173；Ud,=0.45U2(1+cos)/2=47.93；=|Ud -Ud,|/Ud,*100%=22.8%； =120，Ud=9V，U2=220V，Ud/U2=0.042；Ud,=0.45U2(1+cos)/2=23.96；=|Ud -Ud,|/Ud,*100%=62.44%； =150；Ud=2V，U2=220V，Ud/U2=0.009；Ud,=0.45U2(1+cos)/2=6.42；=|Ud -Ud,|/Ud,*100%=68.85%。 六、思考題(1)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的振蕩頻率與電路中電容C1的數(shù)值有什么關(guān)系? 答：

7、 C1越大，振蕩頻率越小。在一個(gè)梯形波周期內(nèi)，V6可能導(dǎo)通、關(guān)斷多次，但對(duì)晶閘管的觸發(fā)只有第一個(gè)觸發(fā)脈沖起作用。電容C1的充電時(shí)間常數(shù)由等效電阻等決定，調(diào)節(jié)RP1改變C1的充電時(shí)間，控制第一個(gè)尖脈沖的充電時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)脈沖的移相控制。(2)單相半波可控整流電路接電感性負(fù)載時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如何解決?答：1.輸出電壓平均值減小。由于電感中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流的減小，到輸入電壓變負(fù)時(shí)，id并未下降到0，此時(shí)負(fù)載上的電壓為負(fù)值。由于出現(xiàn)了負(fù)值部分，所以輸出電壓平均值減小 2.輸出電壓產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。沒有續(xù)流，感性負(fù)載在愣次定律作用下，自感電勢(shì)導(dǎo)致振蕩，從理論上說(shuō)，使用可控硅做半波整流帶感性負(fù)載，觸發(fā)脈沖寬

8、度足夠、觸發(fā)時(shí)可控硅兩側(cè)有足夠的正向電壓，是不會(huì)有振蕩現(xiàn)象的，但實(shí)際電路的電源、負(fù)載特性復(fù)雜，做不到。 解決辦法：在感性負(fù)載上并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管就可以解決問題。七、注意事項(xiàng)(1)在本實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)電路選用的是單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，同樣也可以用鋸齒波同步移相觸發(fā)電路來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。 (2)在實(shí)驗(yàn)中，觸發(fā)脈沖是從外部接入DJKO2面板上晶閘管的門極和陰極，此時(shí),應(yīng)將所用晶閘管對(duì)應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，避免誤觸發(fā)。(3)為避免晶閘管意外損壞，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：在主電路未接通時(shí)，首先要調(diào)試觸發(fā)電路，只有觸發(fā)電路工作正常后，才可以接通主電路。在接通主電路前，必須先將控制電壓Uct

9、調(diào)到零，且將負(fù)載電阻調(diào)到最大阻值處；接通主電路后，才可逐漸加大控制電壓Uct，避免過(guò)流。要選擇合適的負(fù)載電阻和電感，避免過(guò)流。在無(wú)法確定的情況下，應(yīng)盡可能選用大的電阻值。 (4)由于晶閘管持續(xù)工作時(shí)，需要有一定的維持電流，故要使晶閘管主電路可靠工作，其通過(guò)的電流不能太小，否則可能會(huì)造成晶閘管時(shí)斷時(shí)續(xù)，工作不可靠。在本實(shí)驗(yàn)裝置中，要保證晶閘管正常工作，負(fù)載電流必須大于50mA以上。(5)在實(shí)驗(yàn)中要注意同步電壓與觸發(fā)相位的關(guān)系，例如在單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的位置是在同步電壓的上半周，而在鋸齒波觸發(fā)電路中，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的位置是在同步電壓的下半周，所以在主電路接線時(shí)應(yīng)充分考慮到這個(gè)問題，否則實(shí)驗(yàn)就無(wú)法順利完成。(6)使用電抗器時(shí)要注意其通過(guò)的電流不要超過(guò)1A，保證線性。八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了單相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)，負(fù)載采用純阻性負(fù)載。電路較為簡(jiǎn)單，通過(guò)改變晶閘管移相角，觀察并記錄不同移相角下負(fù)載和電源電壓的波形，驗(yàn)證整流效果。由于晶閘管較為脆弱，要嚴(yán)