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 日重慶三峽學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙2 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?；?）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）凡需用坐標(biāo)紙作圖的應(yīng)使用坐標(biāo)紙進(jìn)行規(guī)范

2、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1 djk01 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。2 djk02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”，以及“電感”等幾個(gè)模塊。3 djk03-1 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。4 djk06 給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含“二極管”等幾個(gè)模塊。5 d42 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)線路及原理將djk03

3、-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

4、接到 djk03-1的“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)? 重慶三峽學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙3 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)

5、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/v 213 213 213 213 213 ud/v（記錄值）75 56 37 9 2 ud/u20.352 0.263 0.173 0.042 0.009 ud/v（計(jì)算值）89.43 71.89 47.93 23.96 6.42 (1) =30ud=75v ，u2=220v，ud/u2=0.352，=0.45u2(1+cos)/2=89.43 ；|ud -|/*100%=16.14% ；重慶三峽學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙4 =60 。 ud=56v，u2=220v，

6、ud/u2=0.263 ；=0.45u2(1+cos )/2=71.89；|ud -|/*100%=22.1%； =90 ， ud=37v，u2=220v，ud/u2=0.173 ；=0.45u2(1+cos )/2=47.93；|ud -|/*100%=22.8%；重慶三峽學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙5 =120 ， ud=9v，u2=220v，ud/u2=0.042 ；=0.45u2(1+cos )/2=23.96；|ud -|/*100%=62.44%； =150 ； ud=2v，u2=220v，ud/u2=0.009 ；=0.45u2(1+cos )/2=6.42 ；|ud -|/*100%=68.

7、85%。重慶三峽學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙6 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： 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

8、2. 輸出電壓產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。沒(méi)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(wèn)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

9、，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(wèn)題，否則實(shí)驗(yàn)就無(wú)法順利完成。重慶三峽學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙7 (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