单相可控整流实验

1、 实验一 单相可控整流实验一实验目的1 熟悉触发电路的工作原理及各元件的作用。2 掌握触发电路的调试步骤和方法。3 对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。二实验内容1 触发电路的调试。2 触发电路波形的观察。3 单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。4 单相半波整流电路带电阻电感性负载时的波形观察。三实验设备及仪器1 MCL系列教学实验台主控制屏2 MCL18组件（适合MCL）或MCL31组件（适合MCL）3 MCL33（A）组件或MCL53组件（适合MCL、）4 MCL05组件或MCL05A组件5 MEL03三相可调电阻器或自配滑线变阻器6 二踪示波器7 万

2、用表四注意事项1. 双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。2. 为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：A. 在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。B. 在控制电压Uct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大Uct，使整流

3、电路投入工作。C. 正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。D. 晶闸管具有一定的维持电流IH，只有流过晶闸管的电流大于IH，晶闸管才可靠导通。实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA。E. 本实验中，因用MCL05组件中单结晶触发电路控制晶闸管，注意须断开MCL33（MCL53组件）的内部触发脉冲。五实验线路及原理将管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门阴极，即可构成如图1所示的实验线路。六实验方法与步骤1. 单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察将MCL05

4、（或MCL05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL18的U、V输出端（如您选购的产品为MCL、，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连），“触发电路选择”拨至“单结晶”。按照实验接线图正确接线，但由单结晶体管触发电路连至晶闸管VT1的脉冲UGK不接（将MCL05面板中G、K接线端悬空），而将触发电路“2”端与脉冲输出“K”端相连，以便观察脉冲的移相范围。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，这时候主控制屏U、V、W端有电压输出，大小通过三相调压器调节。本实验中，调节Uuv=220V，这时候MCL05内部的同步变压器原边接有220V，原边输出分

5、别为60V（单结晶触发电路）、30V（正弦波触发电路）、7V（锯齿波触发电路），通过直键开关选择。注：如您选购的产品为MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同合上MCL05面板的右下角船形开关，用示波器观察触发电路单相半波整流输出（“1”），梯形电压（“3”），锯齿波电压（“4”）及单结晶体管输出电压（“5”、“6”）和脉冲输出（“G”、“K”）等波形。调节移相可调电位器RP，观察输出脉冲的移相范围能否在30°180°范围内移。注：由于在以上操作中，脉冲输出未接晶闸管的控制极和阴极，所以在用示波器观察触发电路各点波形时，特别是观察脉冲的移相范围时，可用导线把触发电路

6、的地端（“2”）和脉冲输出“K”端相连。但一旦脉冲输出接至晶闸管，则不可把触发电路和脉冲输出相连，否则造成短路事故，烧毁触发电路。采用正弦波触发电路、锯齿波触发电路或其它触发电路，同样需要注意，谨慎操作。2. 单相半波可控整流电路带电阻性负载断开触发电路“2”端与脉冲输出“K”端的连接，“G”、“K”分别接至MCL33（或MCL53）的VT1晶闸管的控制极和阴极，注意不可接错。负载Rd接可调电阻（可把MEL03的900电阻盘并联，即最大电阻为450，电流达0.8A），并调至阻值最大。合上主电源，调节主控制屏输出电压至Uuv=220V，调节脉冲移相电位器RP，分别用示波器观察a=30°

7、、60°、90°、120°时负载电压Ud，晶闸管VT1的阳极、阴极电压波形UVt。并测定Ud及电源电压U2，验证 U2,ud30°60°90°120°UdU23. 单相半波可控整流电路带电阻电感性负载，无续流二极管串入平波电抗器，在不同阻抗角（改变Rd数值）情况下，观察并记录a=30O、60O、90O、120O时的Ud、id及Uvt的波形。注意调节Rd时，需要监视负载电流，防止电流超过Rd允许的最大电流及晶闸管允许的额定电流。七实验内容与要求1 画出触发电路在=90°时的各点波形。2 画出电阻性负载，=90

8、6;时，Ud=f（t），Uvt=f（t），id=f（t）波形。3 分别画出电阻、电感性负载，当电阻较大和较小时，Ud=f（t）、UVT=f（t），id=f（t）的波形（=90°）。4 画出电阻性负载时Ud/U2=f（a）曲线，并与进行比较。八思考1 本实验中能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？为什么？2 为何要观察触发电路第一个输出脉冲的位置？3 本实验电路中如何考虑触发电路与整流电路的同步问题？实验二 三相可控整流实验一实验目的1 熟悉MCL-18, MCL-33组件。2 研究三相桥式全控整流电路的构成及工作原理。3 研究集成触发器的调整方法及各点波形。二实验内容1

9、研究三相桥式全控整流电路的组成构成。2 设计三相桥式全控整流电路，并连接实现。3 研究改变触发角，三相桥式全控整流电路的运行特点及交、直流侧输出波形。4 模拟触发电路故障状态下，研究整流时的输出波形。三实验设备及仪器1 MCL系列教学实验台主控制屏。2 MCL18组件（适合MCL）或MCL31组件（适合MCL）。3 MCL33（A）组件或MCL53组件（适合MCL、）4 MEL-03可调电阻器（或滑线变阻器1.8K, 0.65A）5 MEL-02芯式变压器6 二踪示波器7 万用表8 seed-XDSusb2.09 Tektronix 数字存储示波器10 seed- DEC2407四. 实验线路

10、及原理实验线路根据实验目的和实验内容的要求自己设计三相全控整流实验电路，图1所示电路仅供参考。给定可为模拟给定，触发电路可为数字集成电路；也可采用基于DEC2407的数字给定（根据设计需要自己选择）。三相桥式整流的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。五. 实验方法与步骤1. 按自己设计后，经由指导教师审查后的实验电路接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。F. 打开MCL-18电源开关，给定电压有电压显示。G. 用示波器观察MCL-33（或MCL-53，以下同）的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。H. 检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，

11、“1” 脉冲超前“2” 脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。I. 用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V2V的脉冲。注意：将面板上的Ublf（当三相桥式全控变流电路使用I组桥晶闸管VT1VT6时）接地，将I组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。J. 将给定器输出Ug接至MCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使a=150o。2. 三相桥式全控整流电路。按设计图接线，S拨向左边短接线端，将Rd调至最大(450W)。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv、Uvw、Uwu，从0V调至220V。调节Uct，使a在30o90o范围内

12、，用示波器记录a=30O、60O、90O时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。进行研究分析。3. 电路模拟故障现象观察。在整流状态时，断开某一晶闸管元件的触发脉冲开关，则该元件无触发脉冲即该支路不能导通，记录并研究此时的ud波形。说明：如果采用的组件为MCL53或MCL33（A），则触发电路是KJ004集成电路，具体应用可参考相关教材。六. 实验报告内容与要求1 画出电路的移相特性Ud=f(a)曲线，研究输入触发和输出整流特性。2 作出整流电路的输入输出特性Ud/U2=f（），并进行分析。3 画出三相桥式全控整流电路时，a角为

13、30O、60O、90O时的ud、uVT波形，研究不同触发下，输出的谐波特性。4 分析研究模拟故障现象七. 思考1本实验中能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？为什么？2为何要观察触发电路第一个输出脉冲的位置？3. 本实验电路中如何考虑触发电路与整流电路的同步问题？实验三 单相交流调压实验一实验目的1 加深理解单相交流调压电路的工作原理。2 加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求。二实验内容1 单相交流调压器带电阻性负载。2 单相交流调压器带电阻电感性负载。三实验设备及仪器1 MCL系列教学实验台主控制屏。2 MCL18组件（适合MCL)或MCL31组件（适合MCL）。3 MCL3

14、3（A）组件或MCL53组件（适合MCL、）。4 MCL05组件或MCL05A组件或MCL54组件。5 MEL-03组件（或自配滑线变阻器450W，1A)6 二踪示波器7 万用表四注意事项在电阻电感负载时，当a<j时，若脉冲宽度不够会使负载电流出圈套的直流分量。损坏元件。为此主电路可通过变压器降压供电，这样即可看到电流波形不对称现象，又不会损坏设备。五实验线路及原理本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。晶闸管交流调压器的主电路 由两只反向晶闸管组成，见图4-15。六实验方法与步骤1. 单相交流调压器带电阻性负载

15、将MCL-33（或MCL53）上的两只晶闸管VT1，VT4反并联而成交流电调压器，将触发器的输出脉冲端G1、K1，G3、K3分别接至主电路相应VT1和VT4的门极和阴极。把开关S打向左边，接上电阻性负载（可采用两只900电阻并联），并调节电阻负载至最大。MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。调节锯齿波同步移相触发电路偏移电压电位器RP2，使a=150°。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压，使Uuv=220V。用示波器观察负载电压u=f（t），晶闸管两端电压uVT= f（t）的波形，调节Uct，观察不同a角时各波形的变化，并记录a=60

16、6;，90°，120°时的波形。注：如您选购的产品为MCL、，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同2单相交流调压器接电阻电感性负载A在做电阻电感实验时需调节负载阻抗角的大小，因此须知道电抗器的内阻和电感量。可采用直流伏安法来测量内阻，电抗器的内阻为RL=UL/I 电抗器的电感量可用交流伏安法测量，由于电流大时对电抗器的电感量影响较大，采用自耦调压器调压多测几次取其平均值，从而可得交流阻抗。ZL=UL/I 电抗器的电感量为 这样即可求得负载阻抗角 在实验过程中，欲改变阻抗角，只需改变电阻器的数值即可。断开电源，接入电感（L=700mH）。调节Uct，使a=450。三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出电压，使Uuv=220V。用二踪示波器同时观察负载电压u和负载电