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1 单相桥式全控整流电路的功能要求及设计方案介绍1.1 单相桥式全控整流电路设计方案1.1.1 设计方案图1设计方案1.1.2 整流电路的设计主电路原理图及其工作波形图2 主电路原理图及工作波形主电路原理说明：（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。
因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。
（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。
（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。
2 触发电路的设计2.1 晶闸管触发电路触发电路在变流装置中所起的基本作用是向晶闸管提供门极电压和门极电流，使晶闸管在需要导通的时刻可靠导通。
根据控制要求决定晶闸管的导通时刻，对变流装置的输出功率进行控制。
触发电路是变流装置中的一个重要组成部分，变流装置是否能正常工作，与触发电路有直接关系，因此，正确合理地选择设计触发电路及其各项技术指标是保证晶闸管变流装置安全，可靠，经济运行的前提。
，开始启动A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。
2.1.1 晶闸管触发电路的要求晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。
触发电路对其产生的触发脉冲要求:(１)触发信号可为直流、交流或脉冲电压。
(２)触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。
(３)触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。
§8-2 晶闸管整流电路课程名称电子技术基础课程性质专业基础课授课专业授课地点授课班级授课时数6学时授课内容分析晶闸管组成的整流电路可以在交流电压不变的情况下，方便地改变直流输出电压的大小，即可控整流。
可控整流是实现交流到可变直流之间的转换。
晶闸管组成的可控整流电路具有体积小、质量轻、效率高以及控制灵敏等优点，目前已取代直流发电机组，用作直流拖动调速装置，广泛用于机床、轧钢、造纸、电解、电镀、光电、励磁等领域。
晶闸管整流电路按电源极性可以分为单相整流和三相整流；按整流方式可以分为半波可控整流和半控桥式整流。
电感性负载与电阻性负载对晶闸管会产生一定的影响，易发生失控现象，解决的办法是常在负载两端并联一个续流二极管。
在讲述整流时，同第四章二极管整流内容比较，突出本章的“可控”的特性。
重点介绍单相可控整流电路和三相半波可控整流电路，三相半控桥整流电路是最大的难点，只需了解不同控制角时输出电压的波形特点。
教学目标知识目标1.掌握单相、三相可控整流电路的电路的结构特点；2.掌握单相可控整流电路的工作原理；3.了解三相可控整流电路的工作原理，了解不同控制角时输出电压的波形特点；4.了解电感负载时，可控整流电路的失控现象及消除方法。
能力目标1.根据不同的单相可控整流电路，会绘制不同控制角下的输出电压和电流波形，会计算输出电压、电流，会选择晶闸管与整流二极管；2.可控整流电路电感性负载加续流二极管，会计算电路的有关参数；熟练查阅晶体管手册，能够正确选择晶闸管与整流二极管。
情感目标1．通过学生主动参与的教学活动，培养学生的学习兴趣；2．通过积分奖励等环节的实施，使学生得成功的体验，增强学生学习自信心；3．培养学生乐于探究的精神；4．通过分组教学，培养学生小组合作的团队精神。
教学重点1.单相和三相半波可控整流电路工作原理；2.单相可控整流电路电感性负载时的失控现象的分析。
第 1 页共11页教学难点单相半控桥式整流电路、三相半控桥式整流电路工作原理教学资源 及手段一体化教室；“学习通”课程学习平台；网络视频资源；课前上传到学习通的教学课件；动终端（手机）；黑板及彩色粉笔。
单相半波可控整流电路实验报告实验目的:
通过单相半波可控整流电路实验，掌握半波可控整流电路的性能及其参数的测量方法。
实验原理:
单相半波可控整流电路是一种电源型可控整流电路，其主要由晶闸管、变压器、电感、电容等元器件组成。
在正半周中，晶闸管把电源电压加到负载上;而在负半周中，集电极电压为零，晶闸管闭合，负载电压等于零。
当控制角度为α时，输出电压的平均值为2Umax/π,当负载电流为I时，晶闸管的导通持续时间为
t=α/360°,输出电压的有效值为Vrms=Umax/√2。
实验装置:
单相半波可控整流电路实验用途是：通过观察电路实验现象，掌握半波可控整流电路的性能，熟悉参数的测量方法和标定；这是电力电子技术中最基础的实验之一。
实验内容：
1. 熟悉半波可控整流电路的构造和工作原理；
2. 测量晶闸管电流和电压值；
3. 手动测量及用示波器观测负载电压和电流波形；
4. 测量晶闸管控制角度和电压设定值；
5. 测量电路输入和输出电流及功率。
实验结果和分析：
在实验中，得到了以下结果：
1. 测得晶闸管最大电压为500V，维斯基电压为1.25V；
2. 测得晶闸管最大电流为20A，输入电流为3A左右；
3. 测得晶闸管的最大功率为120W，输入功率为2.1W左右；
4. 使用示波器测量输出电压及电流波形，可以直观的看到波形
的正弦性和对称性。
总结：
通过该实验，深刻理解半波可控整流电路的原理及性能，掌握
了半波可控整流电路的电路构建与参数测量方法。
同时，加深了
对电力电子器件的认识，为今后的学习和研究奠定了坚实的基础。
一、实验目的1. 理解单相半波可控整流电路的工作原理。
2. 掌握单结晶体管触发电路的调试方法。
3. 研究单相半波可控整流电路在不同负载条件下的工作特性。
4. 计算整流电压和整流电流的平均值及电流的有效值。
二、实验原理单相半波可控整流电路主要由变压器、晶闸管、负载电阻和触发电路组成。
晶闸管在触发电路的控制下导通，实现交流电到直流电的转换。
通过调节触发电路，可以改变晶闸管导通的时刻，从而改变输出电压的平均值。
三、实验仪器与设备1. 单相半波可控整流电路实验板2. 直流电压表3. 直流电流表4. 交流电压表5. 单结晶体管触发电路6. 电源7. 负载电阻四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验板上的接线图，连接变压器、晶闸管、负载电阻和触发电路。
2. 调试触发电路：调整触发电路的参数，确保晶闸管在适当的时刻导通。
3. 观察波形：使用示波器观察晶闸管各点电压波形，记录波形特征。
4. 测试不同负载：更换不同阻值的负载电阻，观察输出电压和电流的变化。
5. 计算平均值和有效值：根据实验数据，计算整流电压和整流电流的平均值及电流的有效值。
五、实验结果与分析1. 电阻性负载：当负载为电阻时，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度成正比。
随着控制角增大，输出电压降低，输出电流增大。
2. 电感性负载：当负载为电感性时，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度成反比。
随着控制角增大，输出电压升高，输出电流降低。
3. 续流二极管：在电感性负载中，加入续流二极管可以改善输出电压波形，降低晶闸管的电流峰值。
六、实验结论1. 单相半波可控整流电路可以实现交流电到直流电的转换，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度有关。
2. 在电感性负载中，加入续流二极管可以改善输出电压波形，降低晶闸管的电流峰值。
3. 实验结果与理论分析基本一致。
七、实验心得1. 通过本次实验，加深了对单相半波可控整流电路工作原理的理解。
2. 掌握了单结晶体管触发电路的调试方法，提高了动手能力。
实验二 晶闸管可控整流电路一、实验目的1、 学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法。
2、 熟悉单结晶体管触发电路（阻容移相桥触发电路）的工作原理及调试方法。
3、 熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。
二、实验原理可控整流电路的作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。
图20－1 所示为单相半控桥式整流实验电路。
主电路由负载R L （灯炮）和晶闸管T 1组成，触发电路为单结晶体管T 2及一些阻容元件构成的阻容移相桥触发电路。
改变晶闸管T 1的导通角，便可调节主电路的可控输出整流电压（或电流）的数值，这点可由灯炮负载的亮度变化看出。
晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频率f ，由公式)η11ln(RC 1f -=图4－1 单相半控桥式整流实验电路可知，当单结晶体管的分压比η（一般在0.5～0.8之间）及电容C 值固定时，则频率f 大小由R 决定，因此，通过调节电位器Rw ，使可以改变触发脉冲频率，主电路的输出电压也随之改变，从而达到可控调压的目的。
用万用电表的电阻档(或用数字万用表二极管档)可以对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。
图20－2 为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号。
好的单结晶体管PN结正向电阻R EB1、R EB2均较小，且R EB1稍大于R EB2，PN结的反向电阻R B1E、R B2E均应很大，根据所测阻值，即可判断出各管脚及管子的质量优劣。
(a) (b) (c)图4－2 单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号图4－3 为晶闸管2P4M 管脚排列、结构图及电路符号。
晶闸管阳极(A)—阴极(K) 及阳极(A) —门极(G) 之间的正、反向电阻R AK、R KA、R AG、R GA均应很大，而G — K之间为一个PN结，PN结正向电阻应较小，反向电阻应很大。
(a) (b) (c)图4－3 晶闸管管脚排列、结构图及电路符号三、实验设备及器件1、±5V、±12V 直流电源2、可调工频电源3、万用电表4、双踪示波器5、交流毫伏表6、直流电压表7、晶闸管 3CT3A 单结晶体管 BT33二极管 IN4007×4 稳压管 IN4735灯炮 12V／0.1A四、实验内容1、单结晶体管的简易测试用万用电表R×10Ω档分别测量EB1、EB2间正、反向电阻，记入表20－1。
实验二 单相全波可控整流电路一．实验目的1．了解可控硅整流电路的组成、特性和计算方法。
2．了解不同负载类型的特性。
二．实验原理1．可控硅（又名晶闸管）不同于整流二极管，可控硅的导通是可控的。
可控整流电路的 作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。
图2-1所示为单相半波可控整流实验电路。
可控硅的特点是以弱控强，它只需功率很小的信号（几十到几百mA 的电流，2~3V 的电压）就可控制大电流、大电压的通断。
因而它是一个电力半导体器件，被应用于强电系统。
（a ）主回路（b ）控制回路图2-1 单相全波可控整流电路2． 如图2-1，设变压器次级电压为U=Usin ωt 则负载电压与电流的平均值以及有效值：在 控制角为α时，负载上直流电压的平均值U dA V =⎰παωωπ)(sin 1t td U =)cos 1.(απ+U直流电流平均值I dA V =d d R U =dR Uπ )cos 1(α+ 直流电压有效值：U dRMS =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-22sin 22ααππU 直流电流有效值：I dRMS =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-22sin 22ααππdR U三．实验器材名称 数量 型号 1．变压器45V/90V 3N 1 MC0101 2．保险丝 1 MC0401 3．可控硅 1 MC0309D 4．负载板 各1 MC0603 MC0604 5．2脉冲控制单元 1 MC0501 6．稳压电源（±15V ） 1 MC0201 7．电压/电流表 2 MC0701 8．输入单元 1 MC0202 10．隔离器 1 11．示波器 1 12．导线和短接桥 若干四．带电阻性负载的可控整流实验步骤1． 根据图2-1连接线路，注意：主回路和控制回路交流供电电源必须同步。
将各实验模块连接好，采用电阻负载，取U 1=U 2=45V 档的交流电为输入电压，负载R=50Ω（采用2只100Ω电阻并联）。
2． 用电压电流表实测输入电压U 2有效值= ______________V 。
运动控制仿真实验报告——晶闸管三相全控桥式整流仿真实验——实用Buck 变换仿真实验晶闸管三相全控桥式整流仿真实验（大电感负载）原理电路R2晶闸管三相可控整流仿真实验2原理电路框图输入三相交流电，额定电压380 伏（相电压220 伏），额定频率50Hz，星型联接。
输入变压器可省略。
为便于理解电路原理，要求用 6 只晶闸管搭建全控桥。
实验内容1、根据原理框图构建Matlab 仿真模型。
所需元件参考下表：仿真元件库：Simulink Library Browser示波器Simulink/sink/Scope要观察到整个仿真时间段的结果波形必须取消对输出数据的5000 点限制。
要观察波形的FFT 结果时，使能保存数据到工作站。
仿真结束后即可点击仿真模型左上方powergui 打开FFT 窗口，设定相关参数：开始时间、分析波形的周期数、基波频率、最大频率等后，点Display 即可看到结果。
交流电源SimPowerSystems/Electrical Sources/AC Voltage Source设定频率、幅值、相角，相位依次滞后120 度。
晶闸管SimPowerSystems/Power Electronics/Thyristor6 脉冲触发器SimPowerSystems/Extra Library/Control Blocks/Synchronized 6-Pulse Generator设定为50Hz，双脉冲利用电压检测构造线电压输入。
Block 端输入常数0.输出通过信号分离器分为 6 路信号加到晶闸管门极，分离器输出脉冲自动会按顺序从1 到 6排列，注意按号分配给主电路对应晶闸管。
电阻、电容、电感SimPowerSystems/Elements/Series RLC Branch设定参数负载切换开关SimPowerSystems/Elements/Breaker设定动作时间信号合成、分离Simulink/Signal Routing/Demux,Mux电流傅立叶分解SimPowerSystems/Extra Library/Discrete Measurements/Discrete Fourier设定输出为50Hz，基波有效值SimPowerSystems/Extra Library/Discrete Measurements/Discrete RMS value 设定为50Hz位移功率因数计算Simulink/User-Difined Functions/Fcn将度转换为弧度后计算余弦常数Simulink/Sources/Constant增益Simulink/Math Operations/Gain乘除运算Simulink/Math/Divide显示Simulink/sinks/Display电压检测SimPowerSystems/Measurements/Voltage Measurement电流检测SimPowerSystems/Measurements/Current Measurement2、带阻感负载，电感0.1H, 设定触发角为30 度：起动时基本负载20 欧，0.3 秒后并联一个2 欧姆电阻。
