实验一  单相桥式半控整流电路实验

一、实验目的

(1)加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。

(2)了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用，学会对实验中出现的问题加以分析和解决。

二、实验所需挂件及附件

三、实验线路及原理

本实验线路如图3-1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用D42三相可调电阻，将两个 900Ω接成并联形式，二极管VD1、VD­2、VD3及开关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，本实验用700mH，直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。

 

图3-1  单相桥式半控整流电路实验线路图

　　四、实验内容

(1)锯齿波同步触发电路的调试。

(2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。

(3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。

(4)单相桥式半控整流电路带反电势负载（选做）。

五、预习要求

(1)阅读电力电子技术教材中有关单相桥式半控整流电路的有关内容。

(2)了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用。

六、思考题

(1)单相桥式半控整流电路在什么情况下会发生失控现象?

(2)在加续流二极管前后，单相桥式半控整流电路中晶闸管两端的电压波形如何?

七、实验方法

(1)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“锯齿波同步触发电路”各观察孔的波形。

(2)锯齿波同步移相触发电路调试：其调试方法与实验三相同。令U_ct=0时（RP2电位器顺时针转到底）α＝170^o。

(3)单相桥式半控整流电路带电阻性负载：

按原理图3-1接线，主电路接可调电阻R，将电阻器调到最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压U_d、晶闸管两端电压U_VT和整流二极管两端电压U_VD1的波形，调节锯齿波同步移相触发电路上的移相控制电位器RP2，观察并记录在不同α角时U_d、U_VT、U_VD1的波形，测量相应电源电压U₂和负载电压U_d的数值，记录于下表中。

计算公式: U_d = 0.9U₂(1+cosα)/2

(4)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载                

①断开主电路后，将负载换成将平波电抗器L_d(70OmH)与电阻R串联。

②不接续流二极管VD3，接通主电路，用示波器观察不同控制角α时U_d、U_VT、U_VD1、I_d的波形，并测定相应的U₂、U_d数值，记录于下表中：

③在α=60°时，移去触发脉冲(将锯齿波同步触发电路上的“G3”或“K3”拔掉)，观察并记录移去脉冲前、后U_d、U_VT1、U_VT3、U_VD1、U_VD2、I_d的波形。       

④接上续流二极管VD3，接通主电路，观察不同控制角α时U_d、U_VD3、I_d 的波形，并测定相应的U₂、U_d数值，记录于下表中：

⑤在接有续流二极管VD3及α=60°时，移去触发脉冲(将锯齿波同步触发电路上的“G3”或“K3”拔掉)，观察并记录移去脉冲前、后U_d、U_VT1、U_VT3、U_VD2、U_VD1和I_d的波形。

(5)单相桥式半控整流电路带反电势负载（选做）

　　要完成此实验还应加一只直流电动机。

①断开主电路，将负载改为直流电动机，不接平波电抗器L_d，调节锯齿波同步触发电路上的RP2使U_d由零逐渐上升，用示波器观察并记录不同α时输出电压U_d和电动机电枢两端电压U_a的波形。

②接上平波电抗器，重复上述实验。

八、实验报告

(1)画出①电阻性负载，②电阻电感性负载时U_d/U₂=f(α)的曲线。

(2)画出①电阻性负载，②电阻电感性负载，α角分别为30°、60°、90°时的U_d、U_VT的波形。

    (3)说明续流二极管对消除失控现象的作用。

九、注意事项

(1)在本实验中，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，并将U_lf及U_lr悬空，避免误触发。

(2)带直流电动机做实验时，要避免电枢电压超过其额定值，转速也不要超过1.2倍的额定值，以免发生意外，影响电机功能。

(3)带直流电动机做实验时，必须要先加励磁电源，然后加电枢电压，停机时要先将电枢电压降到零后，再关闭励磁电源。

 

第二篇：实验一 单相桥式半控整流电路实验

实验一  单相桥式半控整流电路实验

一、实验目的：

1、加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。

2、了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用，学会对实验中出现的问题加以分析和解决。

二、实验主要仪器与设备：

三、实验原理

本实验线路如图1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用D42三相可调电阻，将两个 900Ω接成并联形式，二极管VD1、VD2、VD3及开关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，本实验用700mH，直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。

图1  单相桥式半控整流电路实验线路图

四、实验内容及步骤

1、实验内容：

(1)锯齿波同步触发电路的调试。

(2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。

(3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。

2、实验步骤：

(1)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“锯齿波同步触发电路”各观察孔的波形。

(2)锯齿波同步移相触发电路调试：其调试方法与实验三相同。令Uct=0时（RP2电位器顺时针转到底），α＝170^o。

(3)单相桥式半控整流电路带电阻性负载：

按原理图接线，主电路接可调电阻R，将电阻器调到最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压U_d、晶闸管两端电压U_VT和整流二极管两端电压U_VD1的波形，调节锯齿波同步移相触发电路上的移相控制电位器RP2，观察并记录在不同α角时U_d、U_VT、U_VD1的波形，测量相应电源电压U₂和负载电压U_d的数值，记录表1中。

                             表1

(4)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载 ：                

①断开主电路后，将负载换成将平波电抗器Ld(70OmH)与电阻R串联。

②不接续流二极管VD3，接通主电路，用示波器观察不同控制角α时U_d、U_VT、U_VD1、I_d的波形，并测定相应的U₂、U_d数值，记录于表2中：

表2

    ③在α=60°时，移去触发脉冲(将锯齿波同步触发电路上的“G3”或“K3”拔掉)，观察并记录移去脉冲前、后U_d、U_VT1、U_VT3、U_VD1、U_VD2、I_d的波形。        

④接上续流二极管VD3，接通主电路，观察不同控制角α时U_d、U_VD3、Id 的波形，并测定相应的U₂、U_d数值，记录于表3中：

表3

    ⑤在接有续流二极管VD3 及α=60°时，移去触发脉冲(将锯齿波同步触发电路上的“G3”或“K3”拔掉)，观察并记录移去脉冲前、后U_d、U_VT1、U_VT3、U_VD2、U_VD1和I_d的波形。

五、实验注意事项

1、 双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。

2、在本实验中，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，并将Ulf及Ulr悬空，避免误触发。

六、思考题

1、单相桥式半控整流电路在什么情况下会发生失控现象?

2、在加续流二极管前后，单相桥式半控整流电路中晶闸管两端的电压波形如何?

七、实验报告

1、画出①电阻性负载，②电阻电感性负载时U_d/U₂=f(α)的曲线。

2、画出①电阻性负载，②电阻电感性负载，α角分别为30°、60°、90°时的U_d、U_VT的波形。

实验二  单相桥式全控整流及有源逆变电路实验

一、实验目的：

1、加深理解单相桥式全控整流及逆变电路的工作原理。

2、研究单相桥式变流电路整流的全过程。

3、研究单相桥式变流电路逆变的全过程，掌握实现有源逆变的条件。

4、掌握产生逆变颠覆的原因及预防方法。

二、实验主要仪器与设备：

三、实验原理

图2为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用D42三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。触发电路采用DJK03-1组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”和“Ⅱ”。

图3为单相桥式有源逆变原理图，三相电源经三相不控整流，得到一个上负下正的直流电源，供逆变桥路使用，逆变桥路逆变出的交流电压经升压变压器返馈回电网。“三相不控整流”是DJK10上的一个模块，其“心式变压器”在此做为升压变压器用，从晶闸管逆变出的电压接“心式变压器”的中压端Am、Bm，返回电网的电压从其高压端A、B输出，为了避免输出的逆变电压过高而损坏心式变压器，故将变压器接成Y/Y接法。图中的电阻R、电抗Ld和触发电路与整流所用相同。

图2  单相桥式整流实验原理图

图3  单相桥式有源逆变电路实验原理图

四、实验内容及步骤

1、实验内容：

(1)单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。

(2)单相桥式有源逆变电路带电阻电感负载。

(3)有源逆变电路逆变颠覆现象的观察。

2、实验步骤：

(1)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，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 将控制电压Uct调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，观察同步电压信号和“6”点U6的波形，调节偏移电压Ub(即调RP3电位器)，使α=180°。 将锯齿波触发电路的输出脉冲端分别接至全控桥相应晶闸管的门极和阴极，注意不要把相序接反了，将DJKO2上的正桥和反桥触发脉冲开关都打到“断”位置,使U_lf和U_lr悬空，确保晶闸管不被误触发。

(2)单相桥式全控整流

按图2接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持U_b偏移电压不变(即RP3固定)，逐渐增加Uct（调节RP2），在α=0°、30°、60°、90°、120°时，用示波器观察、记录整流电压U_d和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录电源电压U₂和负载电压Ud的数值于表4中。

表4

 (3)单相桥式有源逆变电路实验

按图3接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持Ub偏移电压不变(即RP3固定)，逐渐增加Uct（调节RP2），在β=30°、60°、90°时，观察、记录逆变电流I_d和晶闸管两端电压Uvt的波形，并记录负载电压Ud的数值于表5中。

表5

五、实验注意事项

1、 双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。

2、在本实验中，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，并将U_lf及U_lr悬空，避免误触发。

3、为了保证从逆变到整流不发生过流，其回路的电阻R应取比较大的值，但也要考虑到晶闸管的维持电流，保证可靠导通。

六、思考题

单相桥式整流电路什么情况下会逆变失败？

七、实验报告

1、画出α=30°、60°、90°、120°、150°时U_d和U_VT的波形。

2、画出电路的移相特性U_d=f(α)曲线。