信息科学与技术学院实验报告

课程名称： 电力电子应用技术    实验项目：单相半波可控整流电路实验    

实验地点：                指导老师：         实验日期：              

实验类型：   综合性实验           专业：      电子信息科学与技术         

班级：                 姓名：                学号：                 

一、实验目的及要求

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、实验仪器、设备或软件

1. DJK01 电源控制屏

2. DJK03-1 晶闸管触发电路

3. 双踪示波器

4. DJK02 晶闸管主电路

5. D42　三相可调电阻

三、实验内容

1、电阻性负载

   在电源电压正半周，晶闸管承受正向电压，在处触发晶闸管，晶闸管开始导通，负载上的电压等于变压器输出电压u₂。在时刻，电源电压过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。

    在电源电压负半周，，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载电流为零，负载上没有输出电压，直到电源电压u₂的下一周期，直流输出电压u_d和负载电流i_d的波形相位相同。

   通过改变触发角的大小，直流输出电压u_d的波形发生变化，负载上的输出电压平均值发生变化，显然时，U_d=0。由于晶闸管只在电源电压正半波内导通，输出电压ud为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，故称“半波”整流。

   直流输出电压平均值为

2. 电感性负载(无续流二极管)

    电感性负载的特点是感生电动势总是阻碍电感中流过的电流使得流过电感的电流不发生突变。

    时，大于零，但门极没有触发信号，晶闸管处于正向关断状态，输出电压、电流都等于零。在，门极有触发信号，晶闸管被触发导通，负载电压u_d= u₂。当时，交流电压u₂过零，由于流过电感电流的减小，电感会产生感生电势，使得晶闸管的电压仍大于零，晶闸管会继续导通，电感的储能全部释放完后，晶闸管在u₂反压作用下而截止。直到下一个周期的正半周。

   直流输出电压平均值U_d为

 

   从U_d的波形可以看出，由于电感负载的存在，电源电压由正到负过零点也不会关断，输出电压出现了负波形，输出电压和电流的平均值减小；当大电感负载时输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零，则I_d也很小。

3.电感性负载(有续流二极管)

 

  电源正半周，且时。在处触发晶闸管导通，在时续流二极管V_DR承受反向电压而处于断态。

   电源负半周，电感的感应电压使V_DR承受正向电压导通续流，晶闸管承受反压关断,u_d=0。如果电感足够大，续流二极管一直导通到下一周期晶闸管导通，使i_d连续。

    由以上分析可以看出，电感性负载加续流二极管后，输出电压波形与电阻性负载波形相同，续流二极管可以起到提高输出电压的作用。在大电感负载时负载电流波形连续且近似一条直线，流过晶闸管的电流波形和流过续流二极管的电流波形是矩形波。

    对于电感性负载加续流二极管的单相半波可控整流器移相范围与单相半波可控整流电路电阻性负载相同为，且有。

四、实验内容

(1)单结晶体管触发电路的调试

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范围内移动?

               图3-4单相半波可控整流电路实验电路

(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3-3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U_d、晶闸管VT两端电压U_VT的波形，调节电位器RP1，观察时U_d、U_VT的波形。

五、实验结果

            

               54度                                        72度

      

              90度                                      108度

    

               126度                                    144度

     

                144度                                   54度 

    

               72度                                       90度

    

               108度                                     126度

               144度                                     162度   

                                   加续流管

 

第二篇：单相半波可控整流电路实验报告

实验一、单相半波可控整流电路实验

王季诚（20101496）

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情况。

（3）了解续流二极管的作用。

二、实验所需挂件及附件

三、实验线路及原理

单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在1-3节中作过介绍。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L_d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。

 图3-6单相半波可控整流电路

四、实验内容

（1）单结晶体管触发电路的调试。

（2）单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。

（3）单相半波整流电路带电阻性负载时U_d/U₂= f(α)特性的测定。

（4）单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。

五、预习要求

（1）阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。

（2）复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。

（3）掌握单相半波可控整流电路接不同负载时U_d、I_d的计算方法。

六、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?

（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U_d、晶闸管VT两端电压U_VT的波形，调节电位器RP1，观察α =30°、60°、90°、120°、150°时U_d、U_VT的波形，并测量直流输出电压U_d和电源电压U₂，记录于下表中。

　　　　U_d=0.45U₂(1+cosα)/2

（3）单相半波可控整流电路接电阻电感性负载

将负载电阻R改成电阻电感性负载（由电阻器与平波电抗器L_d串联而成）。暂不接续流二极管VD1，在不同阻抗角[阻抗角 φ=tg^-1(ωL/R)，保持电感量不变，改变R的电阻值,注意电流不要超过1A]情况下，观察并记录 α =30°、60°、90°、120°时的直流输出电压值U_d及U_VT的波形。

计算公式:     U_d = 0.45U₂(l十cosα)/2

七、实验报告

（1）画出α°=30°、60°、90°、120°、150°时，电阻性负载和电阻电感性负载的U_d、U_VT波形。

α°=30°时：

α°=90°时：

                            

α°=120°时：

（2）分析实验中出现的现象，写出体会。

八、注意事项

（1）参照实验一的注意事项。

（2）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。

（3）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。

（4）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U_ct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U_ct，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。 

（5）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。

（6）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。

九、实验小结

本次实验中，经过亲自的动手连接电路，并自己对波形图进行观察，对单相半波整流电路的概念又有了新的理解。本来只是在书本上看到了理想的波形，但是在实验中，真正的波形还是和理想波形有很大的差别的。因此，这次实验还是让我觉得受益匪浅，对单项半波整流电路亦有了新的认识。