电力电子技术实验报告(单相半控桥式)

单位: ***职业技术教育中心姓名: ***学科: 机电题目: 浅析单相桥式半控整流电路实验电话: ***********浅析单相桥式半控整流电路实验摘要:《电力电子技术》是一门实践性很强的课程,该文总结了本人在单相可控整流实验教学中的心得体会,对《电力电子技术》教学有一定的指导作用。

关键词:半控整流、晶闸管、触发电路、单结晶体管实验一、引言整流电路将交流电变为直流电, 是电力电子电路中出现最早的一种电路, 与人类生产生活实际联系密切, 应用十分广泛。

单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少的优点, 但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。

较常用的是半控桥式整流电路, 简称半控桥。

二、实验说明整流电路中, 采用晶闸管来控制导通的时间和路径。

作为一个传统电力电子技术实验, 采用相控方式。

单相半控桥式整流电路中有两个晶闸管控制导通时间, 另两个不可控的硅整流管作为限定电流的路径。

其直流输出电压平均值的表达式为Ud =0.9U2(1+cosα/2)为保证触发的晶闸管可靠导通, 触发脉冲信号应有一定的宽度。

一般晶闸管的导通时间为6μs,因此触发脉冲宽度应在此值之上, 最好在20~50μs之间。

本次实验使用单结晶体管触发电路。

三、实验器材1.示波器一台2.变压器（220V/12V）一台3.万用表一只4.触发电路板一块及电路元件5.整流主电路板一块及电路元件四、实验线路五、实验步骤1.万用表对晶闸管进行检测（1）电极判别万用表置R×1K挡, 将可控硅其中一端假定为控制极, 与黑表笔相接, 然后用红表笔分别接另外两个脚。

若有一次出现正向导通, 则假定的控制极是对的, 而导通那次红表笔所接的脚是阴极K, 另一极则是阳极A。

如果两次均不导通, 则说明假定的不是控制极, 可重新设定一端为控制极。

（2）好坏判别在正常情况下, 可控硅的GK是一个PN结, 具有PN结特性, 而GA和AK之间存在反向串联的PN结, 故其间电阻值均为无穷大。

一、实验背景整流电路，尤其是单相半控整流电路，是电力电子技术中出现最早的一种电路，它与人类生产生活实际紧密联系，应用十分广泛。

单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用原件少的优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。

较为常用的是半控桥式整流电路，简称半控桥。

该次实验内容就是有关单相半控桥整流电路的较为简单的研究。

二、实验原理（该部分所有图像均由天舒同学绘制）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u2在正半周期，控制角为α时，触发晶闸管VT1使其导通，电源经VT1和VD4 向负载供电。

当u2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ud＝0，不像全控电路那样出现ud为负的情况。

在u2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，u2经VT3和VD2向负载供电。

u2过零变正时，VD4导通。

VT3和VD4续流，ud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ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud 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。

该部分资料参考自wenku.baidu.三、相关资料补充（该部分所有图像均由天舒同学绘制）(一)晶闸管晶闸管是晶体闸流管的简称，又可以称作可控硅整流器，以前被称为可控硅。

晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极、阴极和门极。

晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

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、心得一、实验目的和要求1.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2.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3.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二、实验内容和原理1.实验内容（1）锯齿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2.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。

（2）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。

目录一、实验基本内容----------------------------------21.实验项目名称-----------------------------------2-----------------------------------23.实验完成目标-----------------------------------3二、实验条件描述-----------------------------------31.主要设备仪器-----------------------------------3三、实验过程描述-----------------------------------41.实现同步---------------------------------------42.半控桥纯阻性负载试验---------------------------43.半控桥阻-感性负载〔串联L=200mH〕实验-----------6四、实验仿真---------------------------------------9五、实验数据处理及讨论-----------------------------18六、实验思考---------------------------------------22一、实验基本内容：单相半控桥整流电路实验2.实验已知条件：单相半控桥整流电路如下图，图中晶闸管VT1,二极管VD4组成一对桥臂，VT3,VD2组成另一对桥臂，变压器u2加在桥臂的中间。

(1)阻性负载电源电压u2在〔0，α〕，VD2,VT3承受反向阳极电压处于截止状态，由于VT1未加触发脉冲而使VT1,VD4处于正向阻断状态，此时ud=0 , uVT1=u2, uVD2= -u2, uVT3=0, uVD4=0；wt=α时刻，触发VT1，VT1，VD4立即导通，VD2，VT3承受反向电压关断，此时ud= u2 , uVT1= 0, uVD2= -u2, uVT3=-u2, uVD4=0；u2在负半周〔π，π+α〕期间，VT3,VD2虽然承受正向阳极电压但由于门极没有触发信号而正向阻断，此时ud=0,uVT1=0,uVD4=u2,uVT3= -u2,uVD2=0; wt=π+α时刻触发VT3，则VT3,VD2，此时ud= u2，uVT1=-u2，uVD4=u2, uVT3=0, uVD2=0。

实验三单相桥式半控整流电路实验一．实验目的1．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

2．锯齿波触发电路的工作。

3．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。

二．实验线路见图4－1。

1）电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2）锯齿触发电路位于NMCL-05E或NMCL-05D等3）L平波电抗器位于NMCL-3314）Rd可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等5）G给定（Ug）位于NMCL-31或NMCL-31A或SMCL-01调速系统控制单元中6）Uct位于锯齿触发电路中7）二极管位于NMCL-33或NMCL-33F直流电流表图4－1三．实验内容1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。

2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载。

四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏 2．晶闸管3．锯齿波触发电路 4．可调电阻5．二踪示波器（自备） 6．万用表（自备）五．注意事项1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。

2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压U ct=0时，接通主电源。

然后逐渐增大U ct，使整流电路投入工作。

（3）断开整流电路时，应先把U ct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。

3．注意示波器的使用。

六．实验方法1．将锯齿波触发电路面板左上角的同步电压输入接主电源控制屏的U、V输出端。

a)．合上电源控制屏主电路电源开关，用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。

同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。

观察“3”~“5”孔波形及输出电压U G1K1的波形。

（具体操作同实验四）b)．调节脉冲移相范围将调速系统控制单元（低电压单元）的“G”输出电压调至0V，即将控制电压U ct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压U b（即调RP），使α=180O。

单相桥式半控整流电路实验报告系别：电气工程系班级：电器121姓名：学号：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。

VD3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：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、实验心得。

单相半控桥整流电路实验报告一．实验名称：单相半控桥整流电路实验二．已知条件：从三相交流电源进端取线电压Uuw（约230v）到降压变压器（MCL-35）,输出单相电压（约124v）作为整流输入电压u2；在（MCL-33）两组基于三相全控整流桥的晶闸管阵列（共12只）中，选定两只晶闸管，与整流二极管阵列（共6只）中的两只二极管组成共阴级方式的半控整流桥，保证控制同步，并外接纯阻性负载。

实验电路图如下，其中纯阻感负载去掉电感原件。

三．实验完成目标：1.实现控制触发脉冲与晶闸管同步；2.观察单相半控桥在纯阻性负载时Ud，U VT波形，测量最大移相范围及输入输出特性；3.单相半控桥在阻感负载时，测量最大移相范围，观察失控现象并讨论解决方案。

四．主要仪器设备：1.浙江大学求实公司生产MCL-111型电力电子实验平台；2.美国TAX公司生产示波器，型号：TDS1012，带宽：100MHz 1Gs/s；3.数字万用表，型号：CDM-8145.五．实验人员分工：六．实验过程简述1实现同步接通电源和控制信号后，如何判断移相控制是否同步?保证实验触发控制信号与主电源信号同步是实验的前提条件，如果失去同步相位关系，触发电路会失去对主回路输出电压的准确控制，输出电压与实验预期将有很大误差。

可以使用实验提供的双通道示波器来进行检测判断，将电源信号和控制信号分别通入示波器GH1和CH2通道，观察比较二者的波形相位关系，从而判断他们是否同步。

接通电源和控制信号的同时观察示波器中Ud每个周期中触发角触发的位置是否一样，如果出现紊乱现象则说明移相控制不同步。

如果Ud每个周期中触发角触发的位置都是一样的，那么移相控制是一致的。

2半控桥纯阻性负载实验1记录α2控制信号uct-8145电气信息学院电气工程及其自动化专业电力电子技术第一次实验触发角α=4.5°触发角α=90°触发角α=156.6°α)）误差分析：从上表可以看出由实验记录算得的输出电压在最大最小触发角附近时的误差较大，而在中间触发角时则比较接近理论值。

实验2--单相半控桥整流电路单相半控桥整流电路可以通过控制交流电的开关时序来控制负载电流的大小，因此广泛应用于交流变流调节、电磁加热、恒压稳流等领域。

本实验通过搭建单相半控桥整流电路，通过示波器测量电路中的电压、电流和功率等参数，让学生理解和掌握单相半控桥整流电路的原理和实验方法。

实验目的1. 了解单相半控桥整流电路的工作原理和特点。

2. 能够熟练掌握单相半控桥整流电路的实验方法，并能够正确使用电子元器件和测试仪器。

3. 掌握单相半控桥整流电路的性能指标，能够计算电路中的电压、电流和功率等参数，分析电路的工作状态。

实验器材1. 半控制式三相交流电源2. 半控桥整流电路板3. 电流表、电压表、示波器、电阻箱、万用表等测试仪器4. 阻性负载实验步骤1. 将半控桥整流电路板连接到三相交流电源上。

按照电路图连接电子元件，并检查连接是否正确。

2. 将电流表、电压表、示波器等仪器正确连接到电路中，可以测量电路中的电流、电压和功率等参数。

3. 调整电阻箱，设置电路的负载电阻。

可以选择不同的阻值进行测试。

4. 打开交流电源，调节电路的控制信号，通过示波器观察电路中的交流信号和直流信号波形，分析电路的工作状态。

5. 测量电路中的电压、电流和功率等参数，记录数据并计算电路的性能指标，如输出电压、电流、功率和效率等。

实验注意事项1. 实验时必须注意安全，正确使用电子元件和测试仪器，避免触电和其他危险行为。

2. 实验中电路板和测试仪器必须正确连接，确保测量数据的准确性。

3. 实验前必须检查电路连接是否正确，如果发现问题及时排除，避免损坏电子元件或测试仪器。

4. 实验中应该仔细观察电路波形和测量数据，分析电路的工作状态，掌握电路的性能指标。

5. 实验后应该及时关闭电源，清理实验现场，并将测试仪器和元件归还到指定位置。

实验结果通过实验可以得到单相半控桥整流电路的各种参数和波形，包括输入电压、电流，输出电压、电流，负载电流，功率和效率等。

电力电子技术实验报告一、实验背景电力电子技术作为一个新兴的学科领域，已经逐渐成为电力系统的重要组成部分和关键技术之一。

随着电力电子技术的不断发展和进步，电力电子设备的种类和应用范围也在不断扩大，特别是在实现电力系统的高效、可靠、智能化方面具有至关重要的作用。

因此，掌握电力电子技术的基本原理和实验操作技能，对于打造应用型电力电子专业人才具有十分重要的意义。

本次实验主要涉及了电力电子技术的基础实验内容，包括单相桥式整流电路、单相半控桥整流电路、交流调压电路、直流稳压电源实验等。

通过实验，学生不仅能够加深对电力电子技术的理论知识的深入理解，也能够掌握实际操作技能和实验数据分析方法，培养学生的综合实际应用能力和创新能力。

二、实验原理（1）单相桥式整流电路单相桥式整流电路是电力电子技术最常见的电路之一。

其工作原理是通过控制四个二极管的导通和截止，将单相交流电转化为直流电，然后提供给直流负载使用。

这种电路结构简单、可靠性高、输出电压稳定等特点，被广泛应用于各种电力电子设备中。

（2）单相半控桥整流电路单相半控桥整流电路和单相桥式整流电路类似，不同之处在于只有一个晶闸管是可控的，其余三个二极管均为正向导通二极管。

这种电路可以实现对直流输出电压的连续调节，具有输出电压稳定、反向截止和可靠性高等特点，被广泛应用于变频调速、直流电动机控制等领域。

（3）交流调压电路交流调压电路是将变压器输出的交流电进行调制，通过控制可控硅的导通和截止，实现输出电压可调的电路。

这种电路在电力电子设备中广泛应用于电炉、电化学等领域，具有输出电压稳定、可靠性高、精度高等特点。

（4）直流稳压电源实验直流稳压电源实验是通过对不同的调节电路与稳压电路进行结合，实现直流电源输出电压、电流稳定的实验。

在电子学、通信、电力电子等领域中应用广泛，能够满足各种直流负载的需要。

三、实验步骤（1）单相桥式整流电路1. 将单相电源接入电路，调节电压调节器，使输出电压稳定。

单相桥式半控整流电路实验报告单相桥式半控整流电路实验报告引言：在电力系统中，整流电路是一种常见的电力转换器，用于将交流电转换为直流电。

单相桥式半控整流电路是一种常用的整流电路，具有简单、高效、可靠等特点。

本实验旨在通过搭建和测试单相桥式半控整流电路，深入了解其原理和性能。

实验装置和原理：实验中使用的装置包括变压器、整流电路、电阻、电感、电容、开关管等。

变压器用于将交流电源的电压变换为适合整流电路的电压。

整流电路由四个二极管和一个可控硅组成，其中二极管用于实现整流功能，可控硅用于实现半控功能。

电阻、电感和电容用于实现电路的滤波功能，使输出电压更加稳定。

实验步骤和结果：1. 搭建电路：按照实验指导书的要求，将变压器、整流电路、电阻、电容等元件连接起来，并接上交流电源。

确保电路连接正确无误。

2. 测试输出电压：将示波器连接到输出端，调节可控硅触发角度，观察输出电压的变化。

记录不同触发角度下的输出电压值。

3. 测试输出电流：将电流表连接到输出端，调节可控硅触发角度，观察输出电流的变化。

记录不同触发角度下的输出电流值。

4. 测试电路的滤波效果：将示波器连接到滤波电容的两端，观察输出电压的波形变化。

记录不同滤波电容下的输出电压波形。

根据实验结果，我们可以得到以下结论：1. 随着可控硅触发角度的增大，输出电压呈线性增长。

这是因为可控硅的导通时间增加，导致整流电路的导通时间增加，从而输出电压增大。

2. 随着可控硅触发角度的增大，输出电流呈非线性增长。

这是因为可控硅的导通时间增加，导致整流电路的导通时间增加，从而输出电流增大。

但当可控硅触发角度接近90度时，输出电流基本保持不变，因为此时整流电路的导通时间接近整个交流周期，无法进一步增大。

3. 增加滤波电容可以有效减小输出电压的波动，提高输出电压的稳定性。

这是因为滤波电容能够储存电荷，在整流电路导通时间短暂中释放电荷，从而平滑输出电压。

实验总结：通过本次实验，我们深入了解了单相桥式半控整流电路的原理和性能。