实验一_单相半波可控整流电路实验

实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验一．实验目的1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。

2．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。

4．了解续流二极管的作用。

二．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波形的观察。

3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。

4．单相半波整流电路带电阻—电感性负载时，续流二极管作用的观察。

三．实验线路及原理将单结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门阴极，即可构成如图1-1所示的实验线路。

四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．NMCL—33组件3．NMCL—05E组件4．NMCL—03组件5．双踪示波器（自备）6．万用表（自备）五．注意事项1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。

为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。

当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。

2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：（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，接通主电路电源，然后逐渐加大U ct，使整流电路投入工作。

（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。

在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。

（4）晶闸管具有一定的维持电流I H，只有流过晶闸管的电流大于I H，晶闸管才可靠导通。

实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA。

电力电子技术实验实验一锯齿波同步移相触发电路及单相半波可控整流一．实验目的1．加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。

2．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。

3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。

4．了解续流二极管的作用。

二．实验内容1．锯齿波同步触发电路的调试。

2．锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析。

3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。

4．单相半波整流电路带电阻—电感性负载时，续流二极管作用的观察。

三．实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。

四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏2．NMCL—33组件3．NMCL—36组件4．NMEL—03组件5．NMCL—31A组件6．双踪示波器（自备）7．万用表（自备）五．实验方法1．将NMCL-36面板上左上角的同步电压输入接MEL—002T的U、V端。

2．三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压U uv=220v，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，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。

3．调节脉冲移相范围将NMCL—31A的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct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。

调节NMCL—31A的给定电位器RP1，增加U ct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，α=180O，Uct=U max时，α=30O，以满足移相范围α=30O~180O的要求。

图1-1 单相半波可控整流电路4．调节U ct，使α=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压U G1K1，U G2K2的波形，并标出其幅值与宽度。

电力电子技术实验指导书目录实验一单相半波可控整流电路实验 (1)实验二三相桥式全控整流电路实验 (4)实验三单相交流调压电路实验 (7)实验四三相交流调压电路实验 (9)实验装置及控制组件介绍 (11)实验一单相半波可控整流电路实验一、实验目的1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用；2.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析；3.了解续流二极管的作用；二、实验线路及原理熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。

将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极，即构成如图1-1所示的实验线路。

图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路三、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；=f（α）特性的测定；3.单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U24.单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察；四、实验设备1.电力电子实验台2.RTDL09实验箱3.RTDL08实验箱4.RTDL11实验箱5.RTDJ37实验箱6.示波器；7.万用表；五、预习要求1.了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉RTDL09实验箱；2.复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时，电路各部分的电压和电流波形；3.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。

六、思考题1.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象？如何解决？七、实验方法1．单相半波可控整流电路接纯阻性负载调试触发电路正常后，合上电源，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形U VT，调节电位器RP1，观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、U VT，记录于下表1-1中。

波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U22．单结晶体管触发电路的调试RTDL09的电源由电源电压提供（下同），打开实验箱电源开关，按图1-1电路图接线，负载为RTDJ37实验箱，选择最大的电阻值，调节移相可变电位器RP1，用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形（即用于单相半波可控整流的触发脉冲）。

《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：(1) 单相半波可控整流电路（电阻性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。

(2) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。

(3) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）电路的工作原理电路设计与仿真。

（4）了解三种不同负载电路的工作原理及波形。

二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路（电阻性负载）如图1.1所示，单向半波可控制整流电路原理图，晶闸管作为开关，变压器T起到变换电压与隔离的作用。

其工作原理：（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。

2、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后，可得仿真电路。

如图所示：2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中，波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。

设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。

α=30°α=60°α=90°α=120°分析：与电阻性负载相比，负载电感的存在，使得晶闸管的导通角增大，在电源电压由正到负的过零点也不会关断，输出电压出现了负波形，输出电压和电流平均值减小；大电感负载时输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零。

单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验报告实验目的：研究单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性。

实验器材：单结晶体管、电阻、电容、整流电路板、交流电源。

实验原理：1.单结晶体管触发电路：单结晶体管触发电路是一种常用的触发电路，可用于控制开关电路，使电路开启或关闭。

单结晶体管的基极和发射极之间的电流可以通过控制功率电源的输入电压来调节，从而实现对整个触发电路的控制。

2.单相半波可控整流电路：单相半波可控整流电路主要包括一个可控硅管和一个载流电阻。

通过控制可控硅管的导通角，可以实现对交流电的半波整流，将交流电转换为直流电。

实验步骤：1.搭建单结晶体管触发电路：根据实验要求，接入单结晶体管、电阻和电容，连接交流电源。

确定合适的电流和电压参数。

2.调节交流电源输出电压，观察并记录单结晶体管的调节情况。

3.搭建单相半波可控整流电路：根据实验要求，接入可控硅管和载流电阻，连接交流电源。

确定合适的电流和电压参数。

4.调节交流电源输出电压，观察并记录可控硅管的导通角度和整流电路的输出情况。

实验结果：1.单结晶体管触发电路的调节情况：在不同的输入电压下，单结晶体管的输出电流变化情况。

2.单相半波可控整流电路的输出情况：记录不同导通角度下，整流电路的输出电流和输出电压。

实验讨论：根据实验结果，分析单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性和工作原理。

对于单结晶体管触发电路，可以控制电路的开启和关闭，实现对电路的控制。

对于单相半波可控整流电路，可以将交流电转换为直流电，实现对电流的整流。

实验一：单相半波可控整流电路的仿真一、实验名称：单相半波可控整流电路的仿真二、实验原理：在大功率的电力电子电路中广泛采用可控整流电路对输出电压进行控制和调整，以满足各种功率较大的用电器对电源的要求。

可控整流电路最常用的控制器件是晶闸管，因为晶闸管性能可靠、价格低廉、控制电路简单。

整流电路按负载的不同可以分为带电阻负载和带阻感负载两种情况。

在生产实践中，更常见的是后者，即既有电感又有电阻，若负载中感抗ωL>>电阻R时，负载主要呈现为电感，成为电感负载。

三、仿真电路图各项参数为：图中V3 为220V, 50Hz 的正弦交流电源，X1 为晶闸管，V2 为晶闸管的触发脉冲信号源。

触发脉冲的幅度为-10V（对门、阴极间而言是＋10V），脉冲宽度为0.lms，上升、下降时间均为1us，周期等于输入电源V3 的周期(20ms)。

电组R=2Ω，电感L取6.5mH。

四、波形图分析：电压波形图：现象：电压有跳变！上面是电阻电压，下面是电感电压。

相加大概为110V 左右，实验时占空比是50%，正好是110V。

电压突变是晶闸管由断态转向触发时所致。

电感两端的电压电流波形图：现象：上面是电感电流，下面是电感电压。

电压跳变是电流过0点时，晶闸管由断态触发开通时，由于电感L作用使电流不能突变。

电感很大的时候会没有跳变或跳变很小。

电阻电压电流波形图：结论：有跳变，电流从正向负跳变时候跳变要剧烈一点。

五、心得体会：通过本次实验基本上学会了此软件的基本用法。

同时仿真了单相半波可控整流电路，验证了晶闸管的作用及观察到其对电路的影响。

实验二：三相半波可控整流电路的仿真刘峻玮222007322042015 工程技术学院自动化1班一、实验名称：三相半波可控整流电路的仿真二、实验原理：当整流负载容量很大时，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电流，其交流侧由三相电源供电。

三相可控整流电路中，最基本的是三相电路可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路以及双反星形可控整流电路等等，均可在三相半波的基础上分析。

实验一单相半波可控整流电路一、实验目的1、掌握单相半波可控整流电路的基本组成。

2、熟悉单相半波可控整流电路的基本工作特性。

二、实验内容1、验证单相半波可控整流电路的工作特性。

三、实验设备与仪器1、“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”—DE08、DE09单元2、“触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT01单元3、“电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01）—DP01单元4、逆变变压器配件挂箱（DSM08）—电阻负载单元5、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、实验电路的组成：实验电路主要由触发电路、脉冲隔离、功率开关（晶闸管）、电源及负载组成。

实验系统提供了单结晶体管触发电路和集成单相锯齿波移相触发图2-1单相半波整流电路原理示意图电路可供选择。

实验指南以前者构成实验电路。

主电路开关元件只有一个单向晶闸管，在交流电源的正半周波，触发信号来临时，晶闸管满足条件开通，直到管子两端电位反向或者电路中的电流减小到晶闸管维持电流以下时管子关断。

控制触发脉冲的相位，从而控制每个周期晶闸管开通的起始时刻。

因为电路中只有一个开关管，所以只能完成半个周波范围内的相位控制，故此称其为半波可控整流电路。

单相半波整流电路的原理示意见图2-1。

2、实验操作：打开系统总电源，系统工作模式设置为“高级应用”。

将主电源面板上的电压选择开关置于“3”位置，即主电源相电压输出设定为220V。

按附图1完成实验接线。

将DT01单元的控制电位器逆时针旋到头，经指导教师检查无误后，可上电开始实验。

依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关、主电路；用示波器监测负载电阻两端的波形，顺时针缓慢调节DT01单元的控制电位器，观察并记录负载电压波形及变化情况；依次关闭系统主电路、挂箱上的电源开关、控制电路；改变电路的负载特性，在负载回路内串入大电感，重复以上操作，观察并记录相应波形；对比实验结果，参照教材相关内容，分析电路工作原理。

实验完毕，依次关断系统主电路、挂箱电源开关、控制电路电源以及系统总电源。

东南大学实验报告课程名称：电力电子技术基础实验名称：单相半波可控整流电路院（系）：自动化专业：自动化姓名：黄一航学号：08009417实验室：实验组别：同组人员：409；436；424 实验时间：2012 年04 月14 日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1、熟悉强电实验的操作规程；2、进一步了解晶闸管的工作原理；3、掌握单相半波可控整流电路的工作原理。

4、了解不同负载下单相半波可控整流电路的工作情况。

二、实验原理1、晶闸管的工作原理晶闸管的双晶体管模型和内部结构如下：晶闸管在正常工作时，承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。

当承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。

晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。

要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值一下。

2.单相半波可控整流电路（电阻性负载） 2.1电路结构若用晶闸管T 替代单相半波整流电路中的二极管D ，就可以得到单相半波可控整流电路的主电路，如图1-1 电路图所示。

设图中变压器副边电压u2为50HZ 正弦波，负载 RL 为电阻性负载。

d图 1 单相半波可控整流电路(纯电阻负载)的电路原理图2.2 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。

2.3基本数量关系a.直流输出电压平均值2cos 145.02cos 12)(sin 221222απωωπαπα+=+==⎰U U t d t U U db.输出电流平均值2cos 1.45.02aR U R U I d d +==c.负载电压有效值πππ242sin .2aa U U -+= d.负载电流有效值πππ242sin 2aa R U I -+=e.晶闸管电流平均值2cos 1.45.02aR U R U I d dT +==3.单相半波可控整流电路（阻感性负载）3.1电路结构图2 单相半波可控整流电路（阻—感性负载）电路原理图波形图3.2 工作原理在ωt=0~α期间：晶闸管阳-阴极间的电压u AK 大于零，此时没有触发信号，晶闸管处于正向关断状态，输出电压、电流都等于零。

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。