单相半波可控整流电路实验.docx
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单相半波可控整流电路实验
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201507144228
实验教师谢辉
成绩
2017年4月30日
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
型号
备注
1
DJK01电源控制屏
该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。
2
DJK02晶闸管主电路
该挂件包含“晶闸管”，以及“电感”等几个模块。
3
DJK03-1晶闸管触发电路
该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。
4
DJK06给定及实验器件
该挂件包含“二极管”等几个模块。
5
D42 三相可调电阻
6
双踪示波器
自备
7
万用表
自备
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?
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
36°
60°
90°
126°
154°
U2/V
213
213
213
213
213
Ud/V（记录值）
75
56
37
9
2
Ud/U2
0.352
0.263
0.173
0.042
0.009
Ud/V（计算值）
89.43
71.89
47.93
23.96
6.42
（1）α=30°
Ud=75V，U2=220V，Ud/U2=0.352，
=0.45U2（1+cosα）/2=89.43；
|Ud-
|/
*100%=16.14%；
α=60°。
Ud=56V，U2=220V，Ud/U2=0.263；
=0.45U2（1+cosα）/2=71.89；
|Ud-
|/
*100%=22.1%；
α=90°，Ud=37V，U2=220V，Ud/U2=0.173；
=0.45U2（1+cosα）/2=47.93；
|Ud-
|/
*100%=22.8%；
α=120°，Ud=9V，U2=220V，Ud/U2=0.042；
=0.45U2（1+cosα）/2=23.96；
|Ud-
|/
*100%=62.44%；
α=150°；Ud=2V，U2=220V，Ud/U2=0.009；
=0.45U2（1+cosα）/2=6.42；
|Ud-
|/
*100%=68.85%。
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。
（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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