单相桥式半控整流电路实验报告

课程名称：电力电子技术指导老师：成绩：实验名称：单相桥式半控整流电路实验实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得实验目的和要求加深单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性、反电势负载时工作情况的理解了解续流二极管在单相器哦啊是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进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法实验内容和原理实验内容锯齿同步触发电路的调试单相桥式半控整流电路带电阻性负载单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载单相桥式半控整流电路带反电势负载实验原理（1）单相桥式半控整流电路实验原理实验电路图如下图所示由2组锯齿波同步移相触发电路给共阴极的2个晶闸管提供触发脉冲，整流电路的负载可根据要求选择电阻性、电阻电感性负载。在电源电压正半周时，VT1导通，VT2关断电源，通过VT1和VD4供电。电压过零时，因为电感作用，VT1继续导通，VD3续流在电源电压负半周时，VT2导通，VT1关断，电源通过VT2和VT3供电。电压过零时，因为电感作用，VT2继续导通，VD4续流。锯齿波同步移相出发电路实验原理锯齿波同步移相触发电路的电路图如下图所示它是由同步检测和锯齿波形成环节、移相控制环节、脉冲形成和放大环节、强触发环节、双窄脉冲形成电路环节组成。同步锯齿波环节如下图所示：负半周下降段，VD1导通，C1充电，上负下正，O点接地，R负电位，Q也负电位，VT2反偏截止。负半周上升段，经过R1给C1充电，上升速度比R点同步电压慢，所以VD1截止，Q点电位1.4V，VT2导通，UQ钳制在1.4V。VT2截止时，IC1对C2充电，UC线性增长，为锯齿波上升段。VT2饱和导通，R4较小，C2通过R4、VT2很快放电，形成锯齿波下降段移相控制环节如下图所示：利用叠加原理，UT锯齿波电压、UK控制电压、UP初始调整电压如上图所示。UP的作用就是改变VT4开始导通的时刻，UK的作用就是可以改变输出脉冲相位。脉冲形成和放大环节如下图所示由VT4、VT5、C3组成脉冲形成环节，由VT8和VT7组成放大环节强触发环节如下图所示：VT8导通，C6经过TP、R16//C5迅速放电。R小，放电很快，当Ub小于15V时，VD15导通，将B点电位钳制在15V左右。双窄脉冲形成电路如下图所示：VT5、VT6组成“或”门电路，无论哪个截止都会使VT7和VT8导通。主要仪器设备MCL现代运动控制技术实验台主控屏、组件挂箱、单结晶体管、正弦波、锯齿波触发电路组件挂箱、滑线变阻器、双踪记忆示波器、数字式万用表操作方法和实验步骤接线及开关设置按照接线图连接线路，可利用主控制屏“I组桥”中晶闸管和二极管来组成单相半控桥电路。触发电路采用锯齿波同步移相触发电路，将晶体管、正弦波、锯齿波出发电路面板左上角的同步电压输入交流220V，“出发电路选择”拨向“锯齿波”。G1、K1和G3、K3分别接至半控桥中的晶闸管VT1和VT3的门极和阴极，并将主控屏的Ublr开路不接线锯齿波同步移相触发电路单相桥式半控整流电路带电阻性负载电路接可调电阻负载RH，合上电源开关S，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管两端电压UT和整流二极管两端电压UD的波形，调节给定正给定RP1，即改变移相控制电压Uct，观察并记录不同α角时Ud、UT、UD的波形，测定相应电源电压U2和负载电压Ud的数值与下表中，并验证单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载断开电路后，将负载改为电阻电感性负载，即将平波电控器Ld与电阻Rd串联、不接续流二极管，接通主电路，用示波器管城区不同控制角Ud、UVD、Id的波形，并测定相应的U2、Ud的数值记录。在α=60°的情况下，移去出发脉冲（可将锯齿波同步出发电路的G3和K3拔掉），用示波器观察并记录出去脉冲前后Ud、UT1、UT3、UD2的波形接上续流二极管VD5，接通主电路，用示波器观察不同控制角α时的Ud、UD2、Id的波形，并测定相应的U2、U对的数值记录。在接有续流二极管VD5以及α=60°的时候，移去出发脉冲，用示波器观察并记录移去脉冲前后Ud、UT1、UT3、UD2和UD5的波形。实验数据记录和处理锯齿波同步移相触发电路①同步检测和锯齿波形成环节②移相控制环节③脉冲形成和放大环节④脉冲形成单相桥式半控整流电路①单相桥式半控整流电路带电阻性负载α30°60°90°120°150°U2200200200200200Ud（记录值）156130854315Ud/U20.780.650.4250.2150.075Ud（计算值）168135904512.160°波形如下Ud/U2=f（α）曲线如下②单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载（不带续流二极管）α30°60°90°U2200200200Ud（记录值）16313788Ud/U20.8150.6850.44Ud（计算值）1681359060°波形如下Ud/U2=f（α）曲线如下③单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载（带续流二极管）α30°60°90°U2200200200Ud（记录值）16513690Ud/U20.8250.680.45Ud（计算值）1681359060°波形如下Ud/U2=f（α）曲线如下讨论、心得思考题单相桥式半控整流电路在什么情况下回发生失控现象？在实际运行中，若无续流二极管，则当触发角达到180°时或触发脉冲丢失时会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，使得Ud成为正弦半波，这样波形成为不可控波形。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？加续流二极管之前，由于大电感的存在，在电压Ua变为负之后还是会有电流通过，所以晶闸管仍然导通，UVT1晶闸管两端的电压Ua为负的阶段一直为零。加续流二极管之后，由于电压为负时，大电感的电流通过续流二极管续流，所以晶闸管在Ua为负的阶段关断，这段时间晶闸管两端电压UVT1是随变压器副边绕组的电压变化而变化的。在可控整流电路中，续流二极管VD起什么作用？在什么情况下需要接入？续流二极管可以消除失控的现象，主要由于电感的电流不能突变，当电源电压方向时电感的电流依然存在，从而使得晶闸管无法关闭而失控能否用双踪示波器同时观察触发电路和整流电路的波形？不能，因为双踪示波器阴极为相互连通，而触发电路和整流电路的阴极并不是连接在一起，如果同时观察将会出现短路现象，从而可能造成器件损坏的现象。心得体会本次实验先做的锯齿波同步移相触发电路，这个电路的原始电路就在实验台上面，所以虽然原理图看起来很复杂，但是接线非常简单，只有4根线。接高压侧三相交流电源的时候要注意，交流电要接UVW端，不要接到下方的U’、V’、W’端，因为下面的电源峰值大于额定电压，会对电路造成损害。上电前要对连接电路进行检查，滑变电阻器阻值调节到较大位置，防止过流；调节电压的时候一定要盯着交流电源处的交流电压表示数，切记不要发生过电压，否则机器将会报错。锯齿波同步移相触发电路需要比较宽的调节范围，以便于在以后的观察中可以随意调节α角来测量数据，要保证调节范围大于180°。锯齿波同步移相触发器电路得到的是一组窄脉冲，它们的相位可以通过花边电阻器调节，所以可以调节触发的控制角α从而改变单相桥式半控整流电路的波形。从实验结果可以看出，加续流二极管的电压波形比不加续流二极管的波形明显要平稳很多，这是因为续流二极管将大电感里面