下载文档原格式
一、实验基本内容1.实验名称：单相半控桥整流电路实验2.已知条件：a)工作电路原理图图1 工作原理图b)理想工作波形c)产生失控现象的原因及理论结果对于单相桥式半控整流电路，在正常运行的情况下，如果突然把触发脉冲切断或者将触发延迟角α增大到180°，电路将产生“失控”现象。
失控原因：正在导通的晶闸管的关断必须依赖后续晶闸管的开通，如果后续晶闸管不能导通，则已经导通的晶闸管就无法关断。
失控结果：失控后，一个晶闸管持续导通，两个二极管轮流导通，整流输出电压波形为正弦半波，即半周期为正弦波，另外半周期为零，输出电压平均值恒定。
d)各物理量基本数量关系（感性负载）Ⅰ.输出直流电压平均值U dU d=1π2παsinwtd(wt)=0.9U21+cosα2Ⅱ.负载电流平均值I d=U dR =0.45U2R1+cosα2Ⅲ.流过晶闸管的电流有效值I VTI VT=I VD=π−α2πI dⅣ.流过晶闸管的电流平均值I dVTI dVT=I dVD=π−α2πI dⅤ.变压器二次电流有效值I2I2=1πI d2d(ωt)π+αα=I d=2I VTⅥ.续流二极管电流有效值I VD RI VTR =απI dⅦ.续流二极管电流平均值I dVT RI dVTR =απI d3.实验目标：a)实现控制触发脉冲与晶闸管同步；b)观测单相半控桥在纯阻性负载时的移相控制特点，测量最大移相范围及输入-输出特性；c)观测单相半控桥在阻-感性负载时的输出状态，制造失控现象并讨论解决方案。
二、实验条件1.主要设备仪器a)电力电子及电气传动教学实验台i.型号MCL-Ⅲ型ii.生产厂商浙江大学求是公司b)Tektronix示波器i.型号TDS2012ii.主要参数带宽:100MHz最高采样频率：1GS/sc)数字万用表i.型号GDM-81452.小组人员分工u 2abVT1VT2VD2VD4Ru da)实验主要操作人辅助操作人电流表监控影像记录数据记录b)报告实验基本内容描述实验图片整理实验图片处理实验条件阐述实验过程叙述数据处理电路仿真讨论思考题讨论结果整理实验综合评估报告整合排版三、实验原理1.阻性负载如图所示为带阻性负载时单相桥式半控整流电路。
摘要随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定。
整流的基础是整流电路。
由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一门完整的学科。
整流电路的应用十分广泛。
广泛的应用于直流电动机、电镀、电解电源、同步发电机励磁、通信系统电源灯。
本设计研究了单相半控桥式整流电路，对整流电路的原理及特点进行了分析，对整流元件进行了参数计算并选择出了合适的器件。
本设计选择KJ004集成触发器做为晶闸管的触发电路，详细的介绍了KJ004的工作原理。
本设计还设计了合理的保护电路。
最后利用simulink搭建仿真模型。
关键词：半控整流，驱动电路，保护电路，simulink仿真单相半控桥式整流电路设计1 主电路的设计1.1设计目的(1)、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来。
(2)、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。
(3)、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力，能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准，为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。
1.2整流电路的选择整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
8.2.4 单相桥式半控整流电路在前一节的单相桥式全控整流电路中，由于每次都要同时触发两只晶闸管，因此线路较为复杂。
它是用两只晶闸管来控制同一个导电回路，为了简化电路，实际上可以采用一只晶闸管来控制导电回路，另一只晶闸管用二极管来代替。
可以把图8.13（a）中的晶闸管VT3和VT4换成二极管VD3和VD4，就形成了单相桥式半控整流电路，如图8.18（a）所示。
图8.18 单相桥式半控整流电阻性负载（a）电路图（b）波形图1. 电阻性负载单相桥式控整流电路带电阻性负载时的电路如图8.18（a）所示。
工作情况同桥式全控整流电路时类似，两只晶闸管仍是共阴极连接，即使同时触发两只管子，也只能是阳极电位高的晶闸管导通。
而两只二极管是共阳极连接，总是阴极电位低的二极管导通，因此，在电源正半周一定是VD4正偏，在负半周一定是VD3正偏。
所以，在电源正半周时，触发晶闸管VT1导通，二极管VD4正偏导通，电流由电源a端经VT1和负载及VD4，回电源b端，若忽略两管的正向导通压降，则负载上得到的直流输出电压就是电源电压，即。
在电源负半周时，触发VT2导通，电流由电源b端经VT2和VD3及负载回电源a端，输出仍是，只不过在负载上的方向没变。
在负载上得到的输出波形与全控桥带电阻性负载时是一样的。
因此，式（8.28）~式（8.35）均适合半控桥整流电路。
另外，由图8.18（a）可见。
流过整流二极管的电流平均值和有效值与流过晶闸管的电流平均值和有效值是一样的，即（8.44）（8.45）2. 电感性负载电路如图8.19（a）所示。
在交流电源的正半周区间内，二极管VD4处于正偏状态，在相当于控制角的时刻给晶闸管VT1加触发脉冲，则电源由a端经VT1和VD4向负载供电，负载上得到的电压仍为电源电压，方向为上正下负。
至电源过零变负时，由于电感自感电动势的作用，会使晶闸管VT1继续导通，但此时二极管VD3的阴极电位变得比VD4的要低，所以电流由VD4换流到了VD3。
单相半控桥式整流电路电压最大值嘿，今天咱们聊点儿电的事儿，别担心，绝对不会让你昏昏欲睡。
今天要说的就是一个叫“单相半控桥式整流电路”的家伙，听起来挺高大上吧，别急，咱们慢慢来，保证让你轻松理解。
什么是整流电路？你可以想象一下，有一种电流是来回跑的，像是打个来回的乒乓球，根本不让咱们轻松掌控。
整流电路呢，就是把这来回的电流变成了单方向流动的电流，让它乖乖听话。
好比你原本是个穿着拖鞋在家走来走去的自由人，但整流电路就是给你穿上了正经的鞋子，让你走得稳稳当当不乱跑。
为什么说是“半控桥式”呢？哎，这就得说到“控”字了。
咱们通常见到的整流电路，大多是可以完全控制的（比如全控整流桥），但是“半控”是什么意思呢？就是在这个电路中，有一部分的元件（比如二极管）是死死地固定死的，完全不给你调整的余地，而另一部分（比如晶闸管）可以给你调节。
这样一来，就有了“半控”这个说法，理解了吧？就好像你家的厨房，有些调料瓶永远是固定在那里，怎么调都调不动，但有些调料瓶是可以随时调整的，这就是半控的味道。
咱们再来聊聊电压最大值的问题，这可是个关键点！别看电压最大值听起来有点儿神秘，其实它就代表了这个电路能够输出的最大电压。
电压嘛，说白了就是推动电流前进的“压力”，就像你用力按下水龙头，水的流量和压力就更大了。
而“最大值”就是那个最大能够支持电流顺利通过的电压。
这也是个很重要的数字，因为如果电压过低，电流就不好走，电路的效率就低，啥事都做不好。
如果电压过高，那电路可能就受不了，电器烧坏了都不说，自己也得打个大大的问号。
回到咱们的半控桥式整流电路，它的电压最大值有个非常简单的计算公式。
大家可以记住一个简单的“套路”——最大电压 = 二次电压x √2。
别被公式吓着，这个√2 是个常见的数学常数，大概是1.414。
也就是说，如果你的电源是二次电压（就像家里的交流电那种电压，通常是220伏），那么最大电压大概就是220V x 1.414 = 310V左右。
三．实验原理单相桥式半控整流电路在电阻性负载时的工作情况与全控电路完全相同，这里只介绍电感性负载时的工作情况。
单相桥式半控整流电路原理图如下图所示。
假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态。
当电源电压 u 2 在正半周期，控制角为 a 时触发晶闸管 VT1 使其导通，电源经 VT1 和 VD4 向负载供电。
当 u 2 过零变负时，由于电感的作用使 VT1 继续导通。
因a 点电位低于 b 点电位，使得电流从 VD4 转移至 VD2 ，电流不再流经变压器二次绕组，而是由 VT1 和 VD2 续流。
此阶段忽略器件的通态压降，则u d ＝ 0 ，不像全控电路那样出现 u d 为负的情况。
在 u 2 负半周控制角为 a 时触发 VT3 使其导通，则向 VT1 加反压使之关断， u 2 经 VT3 和 VD2 向负载供电。
u 2 过零变正时， VD4 导通。
VT3 和VD4 续流， u d 又为零。
此后重复以上过程。
若无续流二极管，则当 a 突然增大至180 ° 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，这使 u d 成为正弦半波，即半周期 u d 为正弦，另外半周期 u d 为零，其平均值保持恒定，称为失控。
有续流二极管 VD 时，续流过程由 VD 完成，在续流阶段晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。
单相桥式半控整流电路原理图四．实验内容⒈ 接线在实验装置断电的情况下，按单相桥式半控整流电路实验线路图及接线图进行接线。
图中可调电阻器 R d ，选用 MEL ﹣ 03 中的其中一组可调电阻器并联， R d 的初始电阻值应调到最大值。
⒉ 触发电路调试在主电路断电情况下调试触发电路。
当给定电压 U g ＝ 0V ，调节偏移电压使触发脉冲初始相位 a ＝180 °，然后逐渐调节给定电压 U g ，观察触发脉冲移相范围是否满足 a ＝30 °～180 °。
