单相半波可控整流电路实验

重 庆 三 峡 学 院

实 验 报 告

课程名称 电力电子技术 实验名称 单相半波可控整流电路实验 实验类型 验证 学 时 2 系 别 电信学院 专 业 电气工程及自动化 年级班别 2015级2班 开出学期 2016-2017下期 学生姓名 袁志军 学 号 ************ 实验教师 谢 辉 成 绩

2017 年 4 月 30 日

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填 写 说 明 1、 基本内容 （1） 实验序号、名称（实验一：xxx）； （2）实验目的； （3）实验原理； （4） 主要仪器设备器件、药品、材料； （5）实验内容； （6）实验方法及步骤 （7）数据处理或分析讨论 2、要求： （1）用钢笔书写（绘图用铅笔） （2）凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规范作图 实验三 单相半波可控整流电路实验 一、实验目的 (1)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 (2)掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。 (3)了解续流二极管的作用。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 4 件 5 6 7 D42 三相可调电阻 双踪示波器 万用表 自备 自备 DJK01 电源控制屏 DJK02 晶闸管主电路 DJK03-1 晶闸管触发电路 DJK06 给定及实验器该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。 该挂件包含“晶闸管”，以及“电感”等几个模块。 该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。 该挂件包含“二极管”等几个模块。 型 号 备 注 三、实验线路及原理 将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发），图中的R负载用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式。二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验中选用700mH。直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。 四、实验方法 (1)单结晶体管触发电路的调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相电位器RP1，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°～170°范围内移动?

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图3-6 单相半波可控整流电路 (2)单相半波可控整流电路接电阻性负载 触发电路调试正常后，按图3-6电路图接线。将电阻器调在最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压UVT的波形，调节电位器RP1，观察α =30°、60°、90°、120°、150°时Ud、UVT的波形，并测量直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表中。 五、数据记录及处理 实验台实测数据： α U2/V Ud/V（记录值） Ud/U2 Ud/V（计算值） (1) α =30° 36° 213 75 0.352 .43 60° 213 56 0.263 71. 90° 213 37 0.173 47.93 126° 213 9 0.042 23.96 1° 213 2 0.009 6.42 ,Ud=75V，U2=220V，Ud/U2=0.352，Ud=0.45U2(1+cosα)/2=.43； ,,δ=|Ud -Ud|/Ud*100%=16.14%； 3

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α =60°。Ud=56V，U2=220V，Ud/U2=0.263； ,Ud=0.45U2(1+cosα)/2=71.； ,,δ=|Ud -Ud|/Ud*100%=22.1%； α =90°，Ud=37V，U2=220V，Ud/U2=0.173； ,Ud=0.45U2(1+cosα)/2=47.93； ,,δ=|Ud -Ud|/Ud*100%=22.8%； 4

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α =120°，Ud=9V，U2=220V，Ud/U2=0.042； ,Ud=0.45U2(1+cosα)/2=23.96； ,,δ=|Ud -Ud|/Ud*100%=62.44%； α =150°；Ud=2V，U2=220V，Ud/U2=0.009； ,Ud=0.45U2(1+cosα)/2=6.42； ,,δ=|Ud -Ud|/Ud*100%=68.85%。

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六、思考题 (1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中电容C1的数值有什么关系? 答： C1越大，振荡频率越小。在一个梯形波周期内，V6可能导通、关断多次，但对晶闸管的触发只有第一个触发脉冲起作用。电容C1的充电时间常数由等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电时间，控制第一个尖脉冲的充电时刻，实现脉冲的移相控制。 (2)单相半波可控整流电路接电感性负载时会出现什么现象?如何解决? 答：1.输出电压平均值减小。由于电感中感应电动势要阻碍电流的减小，到输入电压变负时，id并未下降到0，此时负载上的电压为负值。由于出现了负值部分，所以输出电压平均值减小 2.输出电压产生振荡现象。没有续流，感性负载在愣次定律作用下，自感电势导致振荡，从理论上说，使用可控硅做半波整流带感性负载，触发脉冲宽度足够、触发时可控硅两侧有足够的正向电压，是不会有振荡现象的，但实际电路的电源、负载特性复杂，做不到。 解决办法：在感性负载上并联一个续流二极管就可以解决问题。 七、注意事项 (1)在本实验中触发电路选用的是单结晶体管触发电路，同样也可以用锯齿波同步移相触发电路来完成实验。 (2)在实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2面板上晶闸管的门极和阴极，此时,应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关拨向“断”的位置，避免误触发。 (3)为避免晶闸管意外损坏，实验时要注意以下几点： ①在主电路未接通时，首先要调试触发电路，只有触发电路工作正常后，才可以接通主电路。 ②在接通主电路前，必须先将控制电压Uct调到零，且将负载电阻调到最大阻值处；接通主电路后，才可逐渐加大控制电压Uct，避免过流。 ③要选择合适的负载电阻和电感，避免过流。在无法确定的情况下，应尽可能选用大的电阻值。 (4)由于晶闸管持续工作时，需要有一定的维持电流，故要使晶闸管主电路可靠工作，其通过的电流不能太小，否则可能会造成晶闸管时断时续，工作不可靠。在本实验装置中，要保证晶闸管正常工作，负载电流必须大于50mA以上。 (5)在实验中要注意同步电压与触发相位的关系，例如在单结晶体管触发电路中，触发脉冲产生的位置是在同步电压的上半周，而在锯齿波触发电路中，触发脉冲产生的位置是在同步电压的下半周，所以在主电路接线时应充分考虑到这个问题，否则实验就无法顺利完成。

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(6)使用电抗器时要注意其通过的电流不要超过1A，保证线性。 八、实验总结 本次实验进行了单相半波可控整流电路实验，负载采用纯阻性负载。电路较为简单，通过改变晶闸管移相角，观察并记录不同移相角下负载和电源电压的波形，验证整流效果。 由于晶闸管较为脆弱，要严格规范操作。 实验中，还是没有出现较为困难的操作，主要移相时，在示波器上角度的观察需要耐心，但示波器并非长时工作仪器，也考验了我们在要求精度下的操作速度。 总的来说，在前两次对晶闸管特性的熟悉和整流电路波形分析后，这次实验转向整流效果的数据验证上，也体现了我们实验的循序渐进，步步深入的特点。 教师评语：

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