單相半波可控整流電路實驗

1、重 慶 三 峽 學 院實 驗 報 告課程名稱 電力電子技術 實驗名稱 單相半波可控整流電路實驗 實驗類型 驗證 學 時 2 系 別 電信學院 專 業(yè) 電氣工程及自動化年級班別 2015級2班 開出學期 2016-2017下期 學生姓名 袁志軍 學 號 201507144228 實驗教師 謝 輝 成 績 2017 年 4 月 30 日 填 寫 說 明1、 基本內容（1） 實驗序號、名稱（實驗一：xxx）； （2）實驗目的； （3）實驗原理；（4） 主要儀器設備器件、藥品、材料； （5）實驗內容； （6）實驗方法及步驟 （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、標紙作圖的應使用坐標紙進行規(guī)范作圖實驗三 單相半波可控整流電路實驗一、實驗目的(1)掌握單結晶體管觸發(fā)電路的調試步驟和方法。(2)掌握單相半波可控整流電路在電阻負載及電阻電感性負載時的工作。(3)了解續(xù)流二極管的作用。二、實驗所需掛件及附件序號型 號備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵磁電源”等幾個模塊。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”，以及“電感”等幾個模塊。3DJK03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“單結晶體管觸發(fā)電路”模塊。4DJK06 給定及實驗器件該掛件包含“二極管”等幾個模塊。 5D42三相可調電阻6雙蹤示波器自備7萬用表自備三、實驗線路及

3、原理將DJK03-1掛件上的單結晶體管觸發(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晶閘管的門極和陰極，并將相應的觸發(fā)脈沖的鈕子開關關閉（防止誤觸發(fā)），圖中的R負載用D42三相可調電阻，將兩個900接成并聯(lián)形式。二極管VD1和開關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，本實驗中選用700mH。直流電壓表及直流電流表從DJK02掛件上得到。四、實驗方法(1)單結晶體管觸發(fā)電路的調試將DJK01電源控制屏的電源選擇開關打到“直流調速”側，使輸出線電壓為200V，用兩根導線將200V交流電壓接到DJK03-1的

4、“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03-1電源開關，用雙蹤示波器觀察單結晶體管觸發(fā)電路中整流輸出的梯形波電壓、鋸齒波電壓及單結晶體管觸發(fā)電路輸出電壓等波形。調節(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范圍內移動?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載觸發(fā)電路調試正常后，按圖3-6電路圖接線。將電阻器調在最大阻值位置，按下“啟動”按鈕，用示波器觀察負載電壓Ud、晶閘管VT兩端電壓UVT的波形，調節(jié)電位器RP1，觀察 =30、60、90、120、150時Ud、UVT的波形，并測量直流輸出電壓Ud和電源電壓U2，記錄于

5、下表中。五、數(shù)據(jù)記錄及處理實驗臺實測數(shù)據(jù)：366090126154U2/V213213213213213Ud/V（記錄值）75563792Ud/U20.3520.2630.1730.0420.009Ud/V（計算值）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)值有什么關系? 答：

7、 C1越大，振蕩頻率越小。在一個梯形波周期內，V6可能導通、關斷多次，但對晶閘管的觸發(fā)只有第一個觸發(fā)脈沖起作用。電容C1的充電時間常數(shù)由等效電阻等決定，調節(jié)RP1改變C1的充電時間，控制第一個尖脈沖的充電時刻，實現(xiàn)脈沖的移相控制。(2)單相半波可控整流電路接電感性負載時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如何解決?答：1.輸出電壓平均值減小。由于電感中感應電動勢要阻礙電流的減小，到輸入電壓變負時，id并未下降到0，此時負載上的電壓為負值。由于出現(xiàn)了負值部分，所以輸出電壓平均值減小 2.輸出電壓產生振蕩現(xiàn)象。沒有續(xù)流，感性負載在愣次定律作用下，自感電勢導致振蕩，從理論上說，使用可控硅做半波整流帶感性負載，觸發(fā)脈沖寬

8、度足夠、觸發(fā)時可控硅兩側有足夠的正向電壓，是不會有振蕩現(xiàn)象的，但實際電路的電源、負載特性復雜，做不到。 解決辦法：在感性負載上并聯(lián)一個續(xù)流二極管就可以解決問題。七、注意事項(1)在本實驗中觸發(fā)電路選用的是單結晶體管觸發(fā)電路，同樣也可以用鋸齒波同步移相觸發(fā)電路來完成實驗。 (2)在實驗中，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,應將所用晶閘管對應的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關撥向“斷”的位置，避免誤觸發(fā)。(3)為避免晶閘管意外損壞，實驗時要注意以下幾點：在主電路未接通時，首先要調試觸發(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、調到零，且將負載電阻調到最大阻值處；接通主電路后，才可逐漸加大控制電壓Uct，避免過流。要選擇合適的負載電阻和電感，避免過流。在無法確定的情況下，應盡可能選用大的電阻值。 (4)由于晶閘管持續(xù)工作時，需要有一定的維持電流，故要使晶閘管主電路可靠工作，其通過的電流不能太小，否則可能會造成晶閘管時斷時續(xù)，工作不可靠。在本實驗裝置中，要保證晶閘管正常工作，負載電流必須大于50mA以上。(5)在實驗中要注意同步電壓與觸發(fā)相位的關系，例如在單結晶體管觸發(fā)電路中，觸發(fā)脈沖產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)脈沖產生的位置是在同步電壓的下半周，所以在主電路接線時應充分考慮到這個問題，否則實驗就無法順利完成。(6)使用電抗器時要注意其通過的電流不要超過1A，保證線性。八、實驗總結本次實驗進行了單相半波可控整流電路實驗，負載采用純阻性負載。電路較為簡單，通過改變晶閘管移相角，觀察并記錄不同移相角下負載和電源電壓的波形，驗證整流效果。由于晶閘管較為脆弱，要嚴