单相桥式半控整流电路实验报告

单相半控桥式整流电路仿真报告

一、实验目的和要求

1.加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时工作情况的理解；

2.学会分析和解决实验中出现的问题；

3.掌握单相桥式半控整流电路MATLAB的仿真方法，会设置各个模块的参数

二、实验模型和参数设置

1.

总模型图：

平均值子系统模型图：

2.参数设置

晶闸管：Ron=1e-3,Lon=1e-5,Vf=0.8,Ic=0,Rs=500, Cs=250e-9. 电源：Up=100*1.414, f=50Hz.

脉冲发生器：Amplitude=5, period=0.02, Pulse Width=2

情况一：R=1Ω, a=60°；

情况二：R=1Ω L=10mH; a=60°；

三、波形记录和实验结果分析

（1）R=1Ω, a=60°时的波形图：

（2）R=1Ω,L=10mH; a=60°时的波形图：

分析对比这两张图可以知道，第二幅图中负载电流连续了，同时晶闸管导通时间有了延长。但是，负载电压和晶闸管电压与纯电阻负载时是一致的。从而说明晶闸管是否导通与其中流过的电流有关，与其两端的电压无关。

1.计算负载电压、负载电流的平均值：

以R=1Ω,L=10mH; a=60°时为例，我们可以设计一个求平均值的模块进行计算，这样不仅可以避免枯燥的数学计算，而且可以使结果一目了然。其中，求平均值模块如下：

其中，ln1加到负载电流上就是电流平均值，加到负载电压上就是电压平均值。具体的示波器显示图如下：

负载电流平均值：

2.绘制平均电压随触发角变化的曲线。以负载为R=1Ω为例:具体的程序如下,其中设置一个变量d用于保存参数，触发角从0度变换到180度，其中变化宽度为10度。

d=[];

for a=0:10:180 %a

sim('dxqbk',[0,1]);

d=[d;a,ud.signals.values(end,end)];

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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）

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 -

2.建模 ................................................................................................................................. - 4 -

3 仿真结果与分析.............................................................................................................. - 5 -

4小结................................................................................................................................... - 7 -

二、单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、带续流二极管) ................................................ - 8 -

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 °。