单相半波可控整流调光灯电路的连接与调试
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单相半波可控整流电路是一种常见的电力控制电路,它在工业领域和家用电器中都有着广泛的应用。
本文将从工作原理、电路结构和应用范围等方面对单相半波可控整流电路进行详细介绍。
一、工作原理1.1 整流电路的基本原理在交流电路中,为了将交流电转换为直流电以供电子设备使用,需要采用整流电路。
整流电路的基本原理是利用二极管或可控硅等器件对交流电进行单向导通,将其转换为直流电。
而可控整流电路是在传统整流电路的基础上引入了可控器件,如可控硅,从而实现对电流的精确控制。
1.2 半波可控整流电路的工作原理半波可控整流电路是一种简单的可控整流电路,它采用单相交流电源,并通过可控硅来控制电流的导通。
在正半周,可控硅导通,电流正常通过;而在负半周,可控硅不导通,电流被截断。
通过对可控硅的触发角控制,可以实现对输出电流的精确调节。
1.3 工作原理总结通过上述介绍可以看出,单相半波可控整流电路利用可控硅对交流电进行单向导通,实现了对电流的精确控制。
其工作原理简单清晰,便于实际应用,并且具有高效稳定的特点。
二、电路结构2.1 单相半波可控整流电路的基本结构单相半波可控整流电路的基本结构包括交流电源、变压器、可控硅和负载电阻等组成。
其中,交流电源通过变压器降压后接入可控硅,可控硅的触发装置接受控制信号,控制可控硅的导通角,从而实现对输出电流的调节。
负载电阻则接在可控硅的输出端,用于消耗电能并提供电源。
2.2 功能模块的详细介绍交流电源:作为单相半波可控整流电路的输入电源,一般为家用交流电,其电压和频率根据实际需求进行选择。
变压器:用于降低交流电源的电压,保证可控硅和负载电阻正常工作。
可控硅:作为电路的核心器件,可控硅的导通和截断状态由外部控制信号决定,从而实现对电流的精确控制。
负载电阻:接在可控硅的输出端,用于消耗电能并提供直流电源。
2.3 电路结构总结单相半波可控整流电路的基本结构清晰明了,各功能模块之间相互协调,实现了从交流电到可控直流电的转换和精确控制。
一、实验目的1. 理解单相半波可控整流电路的工作原理。
2. 掌握单结晶体管触发电路的调试方法。
3. 研究单相半波可控整流电路在不同负载条件下的工作特性。
4. 计算整流电压和整流电流的平均值及电流的有效值。
二、实验原理单相半波可控整流电路主要由变压器、晶闸管、负载电阻和触发电路组成。
晶闸管在触发电路的控制下导通,实现交流电到直流电的转换。
通过调节触发电路,可以改变晶闸管导通的时刻,从而改变输出电压的平均值。
三、实验仪器与设备1. 单相半波可控整流电路实验板2. 直流电压表3. 直流电流表4. 交流电压表5. 单结晶体管触发电路6. 电源7. 负载电阻四、实验步骤1. 搭建实验电路:根据实验板上的接线图,连接变压器、晶闸管、负载电阻和触发电路。
2. 调试触发电路:调整触发电路的参数,确保晶闸管在适当的时刻导通。
3. 观察波形:使用示波器观察晶闸管各点电压波形,记录波形特征。
4. 测试不同负载:更换不同阻值的负载电阻,观察输出电压和电流的变化。
5. 计算平均值和有效值:根据实验数据,计算整流电压和整流电流的平均值及电流的有效值。
五、实验结果与分析1. 电阻性负载:当负载为电阻时,输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度成正比。
随着控制角增大,输出电压降低,输出电流增大。
2. 电感性负载:当负载为电感性时,输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度成反比。
随着控制角增大,输出电压升高,输出电流降低。
3. 续流二极管:在电感性负载中,加入续流二极管可以改善输出电压波形,降低晶闸管的电流峰值。
六、实验结论1. 单相半波可控整流电路可以实现交流电到直流电的转换,输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度有关。
2. 在电感性负载中,加入续流二极管可以改善输出电压波形,降低晶闸管的电流峰值。
3. 实验结果与理论分析基本一致。
七、实验心得1. 通过本次实验,加深了对单相半波可控整流电路工作原理的理解。
2. 掌握了单结晶体管触发电路的调试方法,提高了动手能力。
单相半波可控整流电路仿真实现
姓名:杜欢欢学号:2011301030101 班级:电技111 一、单相半波可控整流电路基本工作原理
(1)在电源电压正半波(0~π区间),晶闸管承受正向电压,脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管,晶闸管开始导通,形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。
(2)在ωt=π时刻,u2=0,电源电压自然过零,晶闸管电流小于维持电流而关断,负载电流为零。
(3)在电源电压负半波(π~2π区间),晶闸管承受反向电压而处于关断状态,负载上没有输出电压,负载电流为零。
(4)直到电源电压u2的下一周期的正半波,脉冲uG在ωt=2π+α处又触发晶闸管,晶闸管再次被触发导通,输出电压和电流又加在负载上,如此不断重复。
单相半波电阻性负载可控整流电路原理图如图1所示:
图1 单相半波电阻性负载可控整流电路
经理论分析得,单相半波电阻性负载可控整流电路理论分析波形如图2所示:
图2 单相半波电阻性负载可控整流电路理论波形
二、单相半波可控电路仿真实现及结果分析
于MATLAB的 Simulink 仿真模块的单相半波电阻性负载可控整流电路仿真模型如图 3所示:
图3 单相半波电阻性负载可控整流电路仿真模型
仿真模型中使用的模块提取路径见表1:
表1
仿真波形:采用以上参数,品闸管的控制角= 30,单相半波电阻性负载可控整流电路仿真波形如图4所示:
图4 仿真波形
三、软件的界面
其界面上的功能解释如下:
1.菜单
2. 工具栏
3. 命令窗口
4. 当前路径浏览器
5. 工作空间浏览器
6. 命令历史浏览器。
单相半波可控整流电路实验步骤一、将实验台左侧面大旋钮逆时针(向“小”指示方向)转到头。
二、将PAC14单元中“单结晶体管触发电路”中的“RP”可调旋钮顺时针转到头。
三、将MEC42单元中的“R3”、“R4”两个可调电阻旋钮逆时针(向“增大”方向)转到头。
四、按图接线。
五、打开实验台左侧MEC01单元中的“电源总开关”。
六、将MEC01单元中的“电压指示切换”开关拨到“三相调压输出”档,调节实验台左侧面大旋钮,使“电压指示”指针大概指到30左右。
七、将示波器探头接到电阻负载两端,此时开始将PAC14单元中“单结晶体管触发电路”中的“RP”可调旋钮向逆时针方向慢慢旋转,过程中可观察到单相半波可控整流电路中负载两端电压波形的变化。
(观察过程中可由负载两端电压波形推断触发角大小,此时最好不要让触发角大于120度,否则实验台容易报警停机)八、若观察过程中因为各种原因无法观察到正确波形,应按MEC01单元红色“停止”按钮,然后查找原因。
排除问题后,重新返回第一步开始向下进行。
若观察过程正确无误,则向下第九步进行。
九、观察完负载两端波形后,按MEC01单元红色“停止”按钮。
然后将示波器探头改接到晶闸管两端,再将PAC14单元中“单结晶体管触发电路”中的“RP”可调旋钮顺时针转到头。
十、按MEC01单元绿色“启动”按钮重新给电路通电,此时开始将PAC14单元中“单结晶体管触发电路”中的“RP”可调旋钮向逆时针方向慢慢旋转,过程中可观察到单相半波可控整流电路中晶闸管两端电压波形的变化。
(观察过程中可由晶闸管两端电压波形推断触发角大小,此时最好不要让触发角大于120度,否则实验台容易报警停机)十一、以上为单相半波可控整流电路带电阻性负载的情况。
十一、如要观察单相半波可控整流电路带阻感性负载的情况,仍然按图接线,需要添加的是将PAC10单元中的“L”电感串入到电路的负载部分。
(电感接200mH 端)十二、若要观察单相半波可控整流电路带阻感性负载且有续流二极管的情况,则在第十一步的基础上,再将PAC09A单元中“不控整流元件”内VD1~VD7共7个电力二极管中任意选一个接入电路即可。
单相半波可控整流电路的实验流程及设计要点下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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项目七调光台灯电路的制作与调试学习目标(1)了解晶闸管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
(2)能识别常用晶闸管,能对晶闸管进行简单的检测。
(3)了解单相可控整流电路的可控原理和整流电压与电流的波形。
(4)了解单结晶体管及触发电路的工作原理。
(5)会制作调光台灯电路(6)会用相关仪器仪表对调光电路进行调试与测量。
工作任务(1)识别检测晶闸管。
(2)制作单结晶体管触发电路。
(3)制作家用调光台灯,并选择仪器仪表对电路进行调试和检测。
模块一单相可控整流电路的识读任务一晶闸管的识别与检测看一看单向晶闸管的结构与符号晶体闸流管又名可控硅,简称晶闸管。
是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。
它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。
晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性,但它的导通时间是可控的,主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。
晶闸管外形如图7-1-1所示,有小型塑封型(小功率)、平面型(中功率)和螺栓型(中、大功率)几种。
单向晶闸管的内部结构如图7-1-2(a)所示,它是由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件,三个引出端分另为阳极A、阴极K和门极G。
单向晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能,其内部可以等效为由一只PNP三极管和一只NPN三极管组成的复合管,如图7-1-2(b)所示。
图7-1-3是其电路图形符号。
做一做单向晶闸管工作条件测试1、测试电路(a)(b)(c)(d)图7-1-3 晶闸管导通试验2、测试步骤(1)如图7-1-3(a)所示电路中,晶闸管加正向电压,即晶闸管阳极接电源正极,阴极接电源负极。
开关S不闭合,观察灯泡的状态。
灯______(亮、不亮)。
(2)如图7-1-3(b)所示的电路中,晶闸管加正向电压,且开关S闭合。
观察灯泡的状态。
灯________(亮、不亮);再将开关打开,如图7-1-3(c)灯______ __(亮、不亮)。
(3)如图7-1-3(d)所示电路中,晶闸管加反向电压,即晶闸管阳极接电源负极,阴极接电源正极。
项目一项目一 晶闸管单相调光灯电路晶闸管单相调光灯电路的调试与维护任务3 单相半控桥式整流调光灯电路的调试与维护一、教学目标 1.能阅读单相半控桥式整流调光灯电路图 2.能理解单相半控桥式整流调光灯电路工作原理 3.能进行单相半控桥式整流调光灯电路的接线 4.能使用电工电子仪表进行单相半控桥式整流调光灯电路的调试 5.能对单相半控桥式整流调光灯电路进行维护二、工作任务ss b)实物图图1-48 单相半控桥式整流调光灯电路 三、实践操作1.设备、工具、材料准备操作中将用到的电工常用工具、电烙铁、万用表、仪器、印制电路板及表1-4所列元器件。
2.选择和检测元器件按图1-48b中给出的元器件的参数选择触发电路的元器件。
用万用表对所选择的管子进行简单的测试,检查管子正常与否。
其方法与任务1、2中讲述的方法相同。
图1-48 单相半控桥式整流调光灯电路 3.电路组成由图1-48可见,单相半控桥式整流调光灯电路的触发电路与单相半波可控制流调光灯电路相同,采用的都是单结晶体管触发电路。
主电路部分由电桥和小灯泡组成。
电桥有两个二极管和两个晶闸管组成。
触发电路的触发脉冲接在两个晶闸管的控制极上 4.电路安装(1)根据铆钉板上焊孔的距离将元器件的管脚掰成相应的形状。
(1)(2)按照焊接工艺的要求将各元器件焊接固定在铆钉板上,(2)图1-49所示为元器件固定完成后的电路板。
(3)按照焊接工艺的要求用导线将进行线路的连接,(3)完成电路的安装如图1-48a所示。
5.电路调试焊接完成经检查合格后,将主电路和触发电路的电源端按电压等级接到具有两套次级绕组的变压器上,然后送电对触发电路的各点进行相应的调试和测量。
本任务中的触发电路和前一任务一样,在每个周期内输出两组频率相同且可以调节,管子导通与否取决于两个管子的阳极电位。
另外,在触发电路输出的脉冲列中起作用的只有的一个脉冲。
主电路与触发电路的相位对应关系如图1-50所示。
任务三单相半波整流调光灯电路调试1.3.3 单相半波整流调光灯电路实验一、实验目的1、掌握单相半波可控整流电路在电阻负载时,在不同控制角下负载上的电压波形与晶闸管上的电压波形。
2、能正确使用示波器识读晶闸管在不同控制角的电压波形。
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 D31 数字显示直流仪表该挂件包含“直流电压表”、“直流毫安表”和“直流安培表”三个可选显示档位的数字显示仪表。
5 D42三相可调电阻6 双踪示波器7 万用表三、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前面的课程及任务实验中学习过。
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挂件面板上的正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。
直流电压表及直流电流表从D31挂件上得到。
单相半波可控整流电路电阻性负载电路图四、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。
五、实验方法(1)单相半波可控整流电路接电阻性负载按实验电路图接线。
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。
α30° 60° 90° 120° 150°U2U d(记录值)U d/U2U d(计算值)上表中的U d(计算值)由公示:U d=0.45U2(1+cosα)/2求得。