单相桥式半控整流电路实验报告
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一、单相桥式半控整流电路(电阻性负载)1.电路结构与工作原理(1)电路结构Tu1u2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3u R2.建模3.仿真结果分析α=30°单相桥式半控整流电路(电阻性负载)α=60°单相桥式半控整流电路(电阻性负载)α=90°单相桥式半控整流电路(电阻性负载)4.小结尽管整流电路的输入电压U2是交变的,但负载上正负两个半波内均有相同的电流流过,输出电压一个周期内脉动两次,由于桥式整流电路在正、负半周均能工作,变压器二次绕组正在正、负半周内均有大小相等、方向相反的电流流过,消除了变压器的电流磁化,提高了变压器的有效利用率。
二、单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、不带续流二极管)1.电路结构与工作原理(1)电路结构L(2)工作原理1)在u2正半波的(0~α)区间:晶闸管VT1、VT4承受正压,但无触发脉冲,处于关断状态。
假设电路已工作在稳定状态,则在0~α区间由于电感释放能量,晶闸管VT2、VT3维持导通。
2)在u2正半波的ωt=α时刻及以后:在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通,电流沿a→VT1→L →R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通,此时负载上有输出电压(u d=u2)和电流。
电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上,使其承受反压而处于关断状态。
2.建模3.仿真结果分析α=30°单相桥式半控整流电路(阻感性负载)α=60°单相桥式半控整流电路(阻感性负载)α=90°单相桥式半控整流电路(阻感性负载)4.小结电路具有自续流能力,但实用中还需要加设续流二极管VD,以避免可能发生的失控现象。
三、单相桥式半控整流电路(带续流二极管)1.电路结构与工作原理(1)电路结构Tu2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3Ru RLulidVDud(2)工作原理接上续流二极管后,当电源电压降到零时,负载电流经续流二极管续流,是桥路直流输出端只有1V左右的压降,迫使晶闸管与二极管串联电路中的电流减小到维持电流以下,使晶闸管关断。
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。
实验二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.熟悉MCL—05组件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.实验线路及原理见图4-6。
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(带续流二极管)。
3.单相桥式半控整流电路供电给反电势负载(带续流二极管)。
4.单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载(断开续流二极管)。
四.实验设备及仪器1.MCL系列教学实验台主控制屏。
2.MCL—18组件(适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件(适合MCL—Ⅲ)。
3.MCL—33组件或MCL—53组件(适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ)4.MCL—05组件或MCL—05A组件5.MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。
6.MEL—02三相芯式变压器。
7.二踪示波器8.万用电表五.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。
4.MCL —33(或MCL —53组件)的内部脉冲需断开。
5.接反电势负载时,需要注意直流电动机必须先加励磁六.实验方法1.将MCL —05(或MCL —05A ,以下均同)面板左上角的同步电压输入接MCL —18的U 、V 输出端(如您选购的产品为MCL —Ⅲ、Ⅴ,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”拨向“锯齿波”。
仲恺农业工程学院实验报告自动化(院、系)自动化专业121 班组电力电子实验课学号201210344105 姓名彭森荣日期2014年11月20日教师评定实验一:单相桥式半控整流电路仿真一、实验目的:1.通过实验了解单项桥式半控整流电路的工作原理;2.通过仿真发现在没有续流二极管时发生失控的波形图,并分析;3.初步熟悉multisim 13软件的使用。
二、实验器材:实验PC机、multisim 13电路仿真软件等。
三、实验原理:单项桥式半控整流电路中,假设负载的电感很大,且电路已工作在稳态的时候。
在输入交流正弦电压u2,晶闸管在α处的上升沿进行触发,两个不同的触发信号使得两个晶闸管在不同时刻触发。
在u2的正半周,触发信号给VD1进行触发,此时VD2关断,与D4形成通路,构成正向导通桥式电路,这个阶段,若忽略器件的通态电压,那么输出的电压变为0,不会出现负数的情况;同样,当在u2的负半周时,当触发信号到达的时候,VD2被触发而开通,VD1关断,与D3形成通路,构成反向导通桥式电路,这个阶段中,同样假设忽略器件的通态,那么当U2过零边正时,输出电压又变为零。
两次触发使得电流大方向并不发生改变,从而使得输出的电流和电压都是在坐标轴的上方,即数值均不为负数,因此达到了整流的效果。
本实验在进行仿真的时候,没有用到续流二极管(其作用是防止在实际运用的1 / 52 / 5 时候发生失控)进行续流,而是用开关对晶闸管VD2进行间接控制,以便看到失控时的仿真效果。
四、 实验步骤与内容:1. 按照原理的实验图在multisim 中进行操作,如图(1)所示;2. 对脉冲信号源V2,V3进行数据的修改,其中V2修改如图(2)所示,V (3)的修改如图(3)所示;3. 修改电感L 的数据和电阻R 的阻值,不断测试数据是否合适仿真,并把电流器和电压器的阻值分别改为11.246Ω和113.82M Ω;4. 把输入的信号源的相角值由0改为36°,以观察此时的波形图;5. 电子元件的数据修改完成后,点击开始仿真,并打图(1) 图(2)图(3)3 / 5开示波器观察示波的波形,适当时候把开关打开,再观察波形;6. 形成报告,分析结果。
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。
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。
电力电子技术实验总结报告姓名:学号:专业与班级:电气20 - 班实验名称: 实验二单相桥式半控整流电路实验成绩:日期:20 - -实验二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。
三、实验线路及原理本实验线路如图3-1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L d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。
图2-1 单相桥式半控整流电路实验线路图四、实验内容(1)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。
(2)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。
五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关单相桥式半控整流电路的有关内容。
(2)了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用。
六、思考题(1)单相桥式半控整流电路在什么情况下会发生失控现象?答:当a突然增大至180度或触发脉冲丢失是,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,相当于单相半波不可控整流电路时的波形,称为失控。
在感性负载下发生失控现象。
需在负载前加并续流电容。
(2)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?七、试验数据及波形(1)单相桥式半控整流电路带电阻性负载:记录于下表中。
计算公式: U d = 0.9U2(1+cosα)/2描绘α=600、900时Ud、Uvt的波形。
α=600α=900(2)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载不接续流二极管VD3时,描绘α=600、900时Ud、Uvt的波形α=600 α=900③接上续流二极管VD3,接通主电路,观察不同控制角α时U d 的波形,八、实验报告(1)画出①电阻性负载,②电阻电感性负载时U d/U2=f(α)的曲线。
实验一单相桥式半控整流电路整流二极管两端电压U VD1的波形。
顺时针缓慢调节移相控制电位器RP1,使其阻值逐渐增大,观察并记录在不同α角时U d、U VT、U VD1的波形,测量相应电源电压U2和负载电压U d的数值,记录于下表中。
计算公式:Ud = 0.9U2(1+cosα)/2(3) 单相桥式半控整流电路带电阻、电感性负载①将单结晶体管触发电路的移相控制电位器RP1逆时针调到阻值最小位置、按下电源控制屏DJK01上的停止按扭断开主电路电源后,将负载换成电阻、电感性负载,即将平波电抗器L d(70OmH)与电阻R(双臂滑线变阻器和灯泡串联构成)串联。
②断开开关S1,先不入接续流二极管VD3。
接通主电路电源,顺时针缓慢调节移相控制电位器RP1,使其阻值逐渐增大,用示波器观察控制角α在不同角度时的Ud、UVT、UVD1、Id波形,并测定相应的U2、Ud数值,记录于下表中:③在α=60°时,移去触发脉冲(将单结晶体管触发电路上的“G”或“K”拔掉),观察并记录移去脉冲前后Ud、UVT1、UVT3、UVD1、UVD2、Id的波形。
④将相控制电位器RP1逆时针调至最小,闭合开关S1,接入续流二极管VD3,然后顺时针缓慢调节移相控制电位器RP1,使其阻值逐渐增大,观察不同控制角α时Ud、UVD3、Id 的波形,并测定相应的U2、Ud数值,记录于下表中:⑤在接有续流二极管VD3及α=60°时,移去触发脉冲(将单结晶体管触发电路上的“G”或“K”拔掉),观察并记录移去脉冲前后Ud、UVT1、UVT3、UVD2、UVD1和Id的波形。
八、实验报告(1) 画出电阻性负载、电阻电感性负载时U d/U2=f(α)的曲线。
(2)画出电阻性负载、电阻电感性负载,α角分别为30°、60°、90°时的U d、U VT的波形。
(3) 说明续流二极管对消除失控现象的作用。
在整流桥接电阻电感性负载、不接续流二极管时,如晶闸管VT3的触发脉冲消失,VT3始终不导通,则输出电压ud失控。
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 °。
实验2 单相半控桥整流电路1.实验目的⑴研究单相半控桥整流电路在电阻负载及电阻—电感性负载时的工作情况。
⑵掌握失控现象发生的原因和解决方法。
2、实验设备及仪表⑴MCL-Ⅱ型电机控制教学实验台主控制屏;⑵MCL-18控制和检测单元及过流过压保护组件;⑶MCL-33触发电路及晶闸管主回路组件;⑷MEL-03三相可调电阻器组件(900 ,0.41A);⑸MEL-05波形测试及开关板组件;⑹MCL-05锯齿波触发电路组件;⑺双踪示波器;⑻万用电表。
3、注意事项⑴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。
⑵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为: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Uct=0时,接通主电源。
然后逐渐增大Uct,使整流电路投入工作。
③断开整流电路时,应先把Uct降到零,使整流电路无输出,然后切断总电源。
工作;⑶必须MCL-18与MCL-33之间的脉冲连接断开。
⑷正确使用示波器,避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上,造成短路事故。
4、实验步骤1.锯齿波触发电路调试及各点波形的观察①按下图接线;②将MCL-05面板上左上角的同步电压输入端接MCL-18的U、V端,“触发电路选择”开关拨向“锯齿波”,③将MCL-05面板中锯齿波发生电路的输出G1、K1、G2、K2、G3、K3、G4、K4接线端全部悬空悬空,以便观察脉冲的移相范围;④将主控制屏上的“交流电源输出调节”旋钮逆时针调到底,按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮。
⑤调节主控制屏“交流电源输出调节”旋钮使输出电压U UV=220V,打开MCL-05面板右下角的电源开关。
⑥用示波器观察锯齿波触发电路的各孔波形,并调试触发电路。
示波器地线通过如下图所示的低压线接于“7”端。
a)使用示波器探头和如下导线测量“1”~“6”孔的波形“1”孔波形“2”孔波形b)调节MCL-05中锯齿波触发电路中的RP1电位器,使“3”孔的锯齿波刚出现平顶,如下图所示。
1. 理解并掌握半整流电路的基本工作原理和特性。
2. 学习半整流电路在实际应用中的重要性。
3. 掌握半整流电路的实验步骤和操作方法。
4. 通过实验验证半整流电路的理论分析。
二、实验原理半整流电路是一种简单的整流电路,它利用二极管的单向导电特性,将交流电信号转换为单向脉动直流电信号。
常见的半整流电路包括单相半波整流电路和单相桥式半控整流电路。
1. 单相半波整流电路单相半波整流电路由一个二极管和一个负载电阻组成。
在交流电压的正半周,二极管导通,电流通过负载电阻;在负半周,二极管截止,电流中断。
因此,输出电压为单向脉动直流电压。
2. 单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路由四个二极管组成,其中两个为晶闸管,两个为二极管。
晶闸管在触发脉冲的作用下导通,二极管在正向电压作用下导通。
在交流电压的正半周,晶闸管导通,电流通过负载电阻;在负半周,二极管导通,电流通过负载电阻。
因此,输出电压为单向脉动直流电压。
三、实验设备1. 电源:交流电压220V,50Hz2. 电阻:负载电阻R3. 二极管:普通二极管4. 晶闸管:普通晶闸管5. 示波器6. 电压表7. 电流表1. 按照电路图连接单相半波整流电路和单相桥式半控整流电路。
2. 使用示波器观察输入和输出电压波形。
3. 使用电压表和电流表测量输出电压和电流。
4. 改变负载电阻,观察输出电压和电流的变化。
5. 记录实验数据。
五、实验结果与分析1. 单相半波整流电路- 输出电压波形为单向脉动直流电压,波形较为平滑。
- 输出电压平均值Uo(AV)与输入电压U2的关系为:Uo(AV) = 0.45U2。
- 输出电流平均值Io(AV)与负载电阻R的关系为:Io(AV) = Uo(AV)/R。
2. 单相桥式半控整流电路- 输出电压波形为单向脉动直流电压,波形比单相半波整流电路更平滑。
- 输出电压平均值Uo(AV)与输入电压U2的关系为:Uo(AV) = 0.9U2。
- 输出电流平均值Io(AV)与负载电阻R的关系为:Io(AV) = Uo(AV)/R。
少年易学老难成,一寸光阴不可轻- 百度文库电力电子技术实验报告实验名称:单相桥式半控整流电路的仿真与分析班级:自动化092 组别:第九组成员:吴体体杨训雷焕道金华职业技术学院信息工程学院2011年 10月 8日目录一、单相桥式半控整流电路(阻感性负载、不带续流二极管).............................................. - 3 -1.电路的结构与工作原理.................................................................................................. - 3 -图 1 单相桥式半控整流电路(阻感性负载、不带续流二极管)的电路原理图 .................. - 3 -2.建模.................................................................................................................................. - 4 -图 2 单相桥式半控整流电路(组感性负载、不带续流二极管)的MATLAB仿真模型 ........ - 4 -3 仿真结果与分析.............................................................................................................. - 6 -图 3 α=30°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ............ - 7 -图4 α=60°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ............ - 7 -图5 α=90°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ............ - 8 -4小结................................................................................................................................... - 8 -二、单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、带续流二极管)................................................ - 9 -1.电路的结构与工作原理.................................................................................................. - 9 -图 6 单相桥式半控整流电路(阻感性负载、带续流二极管)的电路原理图) .................. - 9 -2.建模.................................................................................................................................. - 9 -图 7 单相桥式半控整流电路(组感性负载、带续流二极管)的MATLAB仿真模型 .......... - 10 -3 仿真结果与分析............................................................................................................ - 11 -图 8 α=20°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) .......... - 12 -图 9 α=60°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) .......... - 12 -图 10 α=80°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ........ - 13 -图 11 α=150°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ...... - 13 -4小结................................................................................................................................. - 13 -三、单相桥式半控整流改进电路(阻-感性负载、带续流二极管)...................................... - 14 -1.电路的结构与工作原理................................................................................................ - 14 -图 12 单相桥式半控整流改进电路(阻感性负载改进)的电路原理图) .......................... - 14 -2.建模................................................................................................................................ - 14 -图 13 单相桥式半控整流电路(组感性负载改进)的MATLAB仿真模型 ............................ - 15 -3 仿真结果与分析............................................................................................................ - 16 -图 14 α=30°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ........ - 17 -图 15 α=60°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ........ - 17 -图 16 α=90°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ........ - 18 -4小结................................................................................................................................. - 18 -报告总结.................................................................................................................................... - 18 -图索引一、单相桥式半控整流电路(阻感性负载、不带续流二极管).............................................. - 3 -1.电路的结构与工作原理.................................................................................................. - 3 -图 1 单相桥式半控整流电路(阻感性负载、不带续流二极管)的电路原理图 .................. - 3 -2.建模.................................................................................................................................. - 4 -图 2 单相桥式半控整流电路(组感性负载、不带续流二极管)的MATLAB仿真模型 ........ - 4 -3 仿真结果与分析.............................................................................................................. - 6 -图 3 α=30°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ............ - 7 -图4 α=60°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ............ - 7 -图5 α=90°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ............ - 8 -4小结................................................................................................................................... - 8 -二、单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、带续流二极管)................................................ - 9 -1.电路的结构与工作原理.................................................................................................. - 9 -图 6 单相桥式半控整流电路(阻感性负载、带续流二极管)的电路原理图) .................. - 9 -2.建模.................................................................................................................................. - 9 -图 7 单相桥式半控整流电路(组感性负载、带续流二极管)的MATLAB仿真模型 .......... - 10 -3 仿真结果与分析............................................................................................................ - 11 -图 8 α=20°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) .......... - 12 -图 9 α=60°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) .......... - 12 -图 10 α=80°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ........ - 13 -图 11 α=150°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ...... - 13 -4小结................................................................................................................................. - 13 -三、单相桥式半控整流改进电路(阻-感性负载、带续流二极管)...................................... - 14 -1.电路的结构与工作原理................................................................................................ - 14 -图 12 单相桥式半控整流改进电路(阻感性负载改进)的电路原理图) .......................... - 14 -2.建模................................................................................................................................ - 14 -图 13 单相桥式半控整流电路(组感性负载改进)的MATLAB仿真模型 ............................ - 15 -3 仿真结果与分析............................................................................................................ - 16 -图 14 α=30°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ........ - 17 -图 15 α=60°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ........ - 17 -图 16 α=90°单相桥式半控整流电路仿真结果(阻感性负载、不带续流二极管) ........ - 18 -4小结................................................................................................................................. - 18 -报告总结.................................................................................................................................... - 18 -单相桥式半控整流电路仿真建模分析一、单相桥式半控整流电路(阻感性负载、不带续流二极管)1.电路的结构与工作原理1.1电路结构单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、不带续流二极管)电路图如图1所示:Tu1u2it1i2id2VT1VT3VD2VD4id4it3Ru RLuludab图 1 单相桥式半控整流电路(阻感性负载、不带续流二极管)的电路原理图1.2 工作原理1)当u2正半周时,在ωt=α时刻触发晶闸管VT1使其导通,电流从电源u2正端→VT1→L→R→VD4→u2→负端向负载供电。
实验二单相桥式半控整流电路实验四.实验方法1.在实验箱没有接通电源时,将插板JMCL-36-05插入实验箱的插板区,按图2-1将所有线连接上,并检查线连接是否正确,并且将触发电路的G1、K1及G3、K3接至主电路可控硅的G1、K1及G3、K3。
给定部分的RP 逆时针调到底,开关拨至正给定,,然后接通电源,调节RP1和RP2使触发角达到实验一中的初始位置。
2.单相桥式半控整流电路供电给灯泡负载 调节给定电位器RP ,使α=90°,(调节方法可以直接在主电路中调整触发角,示波器I 通道接U UV 作为参考波形,示波器探头II 接负载1端,可以调节触发角)测取此时整流电路的输出电压(灯泡负载两端)U d =f (t ),输出电流i d =f (t )(接电阻测量)以及晶闸管端电压U VT =f (t )波形,并测定交流输入电压U 2、整流输出电压U d ,验证2cos 19.02α+=U U dUd与Id------------------------------------------------------------------------------------------------------Uvt 单独的图如下-------------------------------------------------------------------------------------分别测取α=60°,α=30°时的U d、i d、U vt波形。
当α=60°时,UdId的图如下-------------------------------------------------------------------------Uvt单独的图如下-------------------------------------------------------------------------------------当α=30°时,UdId的图如下-------------------------------------------------------------------------Uvt单独的图如下-------------------------------------------------------------------------------------3.单相桥式半控整流电路供电给电机负载将主电路两端接至灯泡两端的线断开,接至直流电机两端。
单相半控桥整流电路实验报告.doc
实验目的:进一步学习单相半控桥整流电路的工作原理,熟悉实际电路的搭建、调试过程,并掌握实验仪器的使用方法。
实验原理:单相半控桥整流电路是由半导体器件构成的,并且具有易于控制和快速开关的特点。
电路由一个单相变压器、四个可控硅和一个负载组成。
其中,相位角的控制可以通过控制可控硅导通的时间来实现。
当可控硅导通时,电流会通过负载,从而完成整流过程。
实验步骤:
1.搭建电路:首先将四个可控硅依次连接在单相变压器的二级侧,再将其组成半控桥整流电路。
将电路的正、负极短接,以便于连接实验仪器。
最后接入一个适当的负载。
2.调试电路:接通交流电源,利用数字万用表、示波器等仪器对电路进行调试。
首先检测电路中各个组件的正常性能,确定无异常后进入下一步。
随后调节可控硅的触发角,观察电路输出的电压和电流波形,以确保电路的正常工作。
3.测量电路特性:在保证电路正常工作的前提下,将数字多用表、示波器等仪器接入电路,测量电路的各项特性,并记录实验数据。
实验结果:经过测量,我们得到了单相半控桥整流电路的输出电压、输出电流、输出功率等数据。
同时,我们还可以通过调整可控硅的触发角度,进一步了解电路的工作原理和特性。
实验结论:通过本次实验,我们深入学习了单相半控桥整流电路的原理和工作特性,并掌握了搭建、调试和测量电路的方法。
同时,本次实验还充分展示了实验数据的测量和记录技能,提高了我们的电路实验能力和实践能力。
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。
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。
三、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 四、操作方法和实验步骤 1. 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 2. 锯齿波同步移相触发电路
3. 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2
cos 19.02
α+=U U d
4. 单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载
(1)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、
(2)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。
(3)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
(4)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。
(5)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。
五、实验数据记录和处理
(1)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
(2)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°U2 200 200 200 200 200 Ud(记录值)156 130 85 43 15 Ud/U2 0.78 0.65 0.425 0.215 0.075 Ud(计算值)168 135 90 45 12.1 60°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°U2200 200 200 Ud(记录值)163 137 88 Ud/U20.815 0.685 0.44 Ud(计算值)168 135 90 60°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°U2200 200 200 Ud(记录值)165 136 90 Ud/U20.825 0.68 0.45 Ud(计算值)168 135 90 60°波形如下
Ud/U2=f(α)曲线如下
六、讨论、心得
1.思考题
(1)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。
(2)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。
(3)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
(4)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。
2.心得体会
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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°。
(5)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。
(6)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的电流全部引入自身。
(7)上电之后,我们发现调节给定电压波形的控制并没有理想状态,这时我们认为是出发电路的交流电压反相造成的,将正负上下改变接线之后,果然波形就正常了。
(8)观察示波器的时候,首先要调整示波器,调节RP2,观察波形上哪个点相对位置不移动,然后调节横纵坐标,让这个点与网格线中一个点重合,从而确立原点,然后再去计算α角以及各个实验结果。