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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- 关 键 词:
- 单相 可控 整流 电路 实验