1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上黑龍江科技大學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)踐報(bào)告實(shí)踐項(xiàng)目名稱單相半波可控整流電路所屬課程名稱礦山電力系統(tǒng)及其自動(dòng)裝置實(shí) 踐 日 期2013年11月9日星期六班 級(jí)電氣工程2013級(jí)專碩學(xué) 號(hào)姓 名楊金龍成 績(jī)電氣與控制工程學(xué)院實(shí)踐基地實(shí)踐概述：【實(shí)踐目的及要求】實(shí)踐目的：1 熟悉強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)程；2進(jìn)一步了解晶閘管的工作原理；3掌握單相半波可控整流電路的工作原理并且了解不同負(fù)載下單相半波可控整流電路的工作情況。實(shí)踐要求：1. 單相半波整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)特性的測(cè)定。2. 單相半波整流電路帶電阻電感性負(fù)載時(shí)，續(xù)流二極管作用的觀察【實(shí)踐原理】1、晶閘管的工作原理晶閘管的雙晶體管模

2、型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：晶閘管在正常工作時(shí)，承受反向電壓時(shí)，不論門(mén)極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。當(dāng)承受正向電壓時(shí)，僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通。晶閘管一旦導(dǎo)通，門(mén)極就失去控制作用。要使晶閘管關(guān)斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值一下。2.單相半波可控整流電路（電阻性負(fù)載）2.1電路結(jié)構(gòu)若用晶閘管T替代單相半波整流電路中的二極管D，就可以得到單相半波可控整流電路的主電路，如圖1-1 電路圖所示。設(shè)圖中變壓器副邊電壓u2為50HZ正弦波，負(fù)載 RL為電阻性負(fù)載。圖 1 單相半波可控整流電路(純電阻負(fù)載)的電路原理圖2.2 工作原理： （1）在電源電壓正半波（0區(qū)間），晶閘管承受

3、正向電壓，脈沖uG在t=處觸發(fā)晶閘管，晶閘管開(kāi)始導(dǎo)通，形成負(fù)載電流id,負(fù)載上有輸出電壓和電流。 （2）在t=時(shí)刻，u2=0，電源電壓自然過(guò)零，晶閘管電流小于維持電流而關(guān)斷，負(fù)載電流為零。 （3）在電源電壓負(fù)半波（2區(qū)間），晶閘管承受反向電壓而處于關(guān)斷狀態(tài)，負(fù)載上沒(méi)有輸出電壓，負(fù)載電流為零。 （4）直到電源電壓u2的下一周期的正半波，脈沖uG在t=2+處又觸發(fā)晶閘管，晶閘管再次被觸發(fā)導(dǎo)通，輸出電壓和電流又加在負(fù)載上，如此不斷重復(fù)。2.3基本數(shù)量關(guān)系a.直流輸出電壓平均值b.輸出電流平均值c.負(fù)載電壓有效值d.負(fù)載電流有效值e.晶閘管電流平均值3.單相半波可控整流電路（阻感性負(fù)載）3.1電路結(jié)構(gòu)

4、圖2 單相半波可控整流電路（阻感性負(fù)載）電路原理圖波形圖3.2 工作原理在t=0期間：晶閘管陽(yáng)-陰極間的電壓uAK大于零，此時(shí)沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)，晶閘管處于正向關(guān)斷狀態(tài)，輸出電壓、電流都等于零。在t=時(shí)刻，門(mén)極加觸發(fā)信號(hào)，晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓u2加到負(fù)載上，輸出電壓ud= u2 。由于電感的存在，負(fù)載電流id只能從零按指數(shù)規(guī)律逐漸上升。在t=t1t2期間：輸出電流id 從零增至最大值。在id的增長(zhǎng)過(guò)程中，電感產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)力圖限制電流增大，電源提供的能量一部分供給負(fù)載電阻，一部分為電感的儲(chǔ)能。 在t=t2t3期間：負(fù)載電流從最大值開(kāi)始下降，電感電壓改變方向，電感釋放能量，企圖維持電流不變。在t=

5、時(shí)，交流電壓u2過(guò)零，由于感應(yīng)電壓的存在，晶閘管陽(yáng)極、陰極間的電壓uAK仍大于零，晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通，此時(shí)電感儲(chǔ)存的磁能一部分釋放變成電阻的熱能，另一部分磁能變成電能送回電網(wǎng)，電感的儲(chǔ)能全部釋放完后，晶閘管在u2 反壓作用下而截止。直到下一個(gè)周期的正半周，即t=2+時(shí)，晶閘管再次被觸發(fā)導(dǎo)通，如此循環(huán)不已。4.單相半波可控整流電路（感性負(fù)載加續(xù)流二極管）4.1電路結(jié)構(gòu)圖3 單相半波可控整流電路（阻感性負(fù)載激加續(xù)流二極管）的電路原理圖 4.2 工作原理在電源電壓正半波（0），晶閘管受正向電壓。在t=處觸發(fā)晶閘管，使其導(dǎo)通，形成負(fù)載電流id，負(fù)載上有輸出電壓和電流，此間續(xù)流二極管VD承受反向陽(yáng)極電壓而關(guān)

6、斷。在電源電壓負(fù)半波，電感感應(yīng)電壓使續(xù)流二極管VD導(dǎo)通續(xù)流，此時(shí)電壓u2 0， u2通過(guò)續(xù)流二極管VD使晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷，負(fù)載兩端的輸出電壓為續(xù)流二極管的管壓降，如果電感足夠大，續(xù)流二極管一直導(dǎo)通到下一周期晶閘管導(dǎo)通，使id連續(xù)，且id波形近似為一條直線。以上分析可看出，電感性負(fù)載加續(xù)流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負(fù)載波形相同，續(xù)流二極管可起到提高輸出電壓的作用。在大電感負(fù)載時(shí)負(fù)載電流波形連續(xù)且近似一條直線，流過(guò)晶閘管的電流波形和流過(guò)續(xù)流二極管的電流波形是矩形波。對(duì)于電感性負(fù)載加續(xù)流二極管的單相半波可控整流器移相范圍與單相半波可控整流器電阻性負(fù)載相同，為0180º，且有+=

7、180º。4.3基本數(shù)量關(guān)系a.直流輸出電壓平均值b.輸出電流平均值 c.晶閘管電流的平均值 d.負(fù)載電流有效值【實(shí)踐設(shè)備及儀器】序號(hào)型 號(hào)備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)模塊。2DJK02 晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”，以及“電感”等幾個(gè)模塊。3DJK03-1 晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“單結(jié)晶體管觸發(fā)電路”模塊。4DJK06 給定及實(shí)驗(yàn)器件該掛件包含“二極管”以及“開(kāi)關(guān)”等幾個(gè)模塊。 5D42三相可調(diào)電阻6雙蹤示波器自備7萬(wàn)用表自備實(shí)踐內(nèi)容：【實(shí)踐方案設(shè)計(jì)】（1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試 將DJK01電源控制屏的電源選擇開(kāi)關(guān)打到“直

8、流調(diào)速”側(cè)，使輸出線電壓為200V，用兩根導(dǎo)線將200V交流電壓接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“啟動(dòng)”按鈕，打開(kāi)DJK03-1電源開(kāi)關(guān)，用雙蹤示波器觀察單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中整流輸出的梯形波電壓、鋸齒波電壓及單結(jié)晶體管觸發(fā)電路輸出電壓等波形。調(diào)節(jié)移相電位器RP1，觀察鋸齒波的周期變化及輸出脈沖波形的移相范圍能否在30°170°范圍內(nèi)移動(dòng)? （2）單相半波可控整流電路接電阻性負(fù)載 觸發(fā)電路調(diào)試正常后，按電路圖接線。將電阻器調(diào)在最大阻值位置，按下“動(dòng)”按鈕，用示波器觀察負(fù)載電壓Ud、晶閘管VT兩端電壓UVT的波形，調(diào)節(jié)電位器RP1，觀察=30°、60

9、76;、90°、120°、150°時(shí)Ud、UVT的波形，并測(cè)量直流輸出電壓Ud和電源電壓U2，記錄于下表中。 30° 60° 90° 120° 150°U2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計(jì)算值）Ud=0.45U2(1+cos)/2 （3）單相半波可控整流電路接電阻電感性負(fù)載  將負(fù)載電阻R改成電阻電感性負(fù)載（由電阻器與平波電抗器Ld串聯(lián)而成）。暫不接續(xù)流二極管VD1，在不同阻抗角阻抗角 =tg-1(L/R)，保持電感量不變，改變R的電阻值,注意電流不要超過(guò)1A情況下，觀察并記

10、錄  =30°、60°、90°、120°時(shí)的直流輸出電壓值Ud及UVT的波形。  30° 60° 90° 120° 150°U2Ud（記錄值）Ud/U2Ud（計(jì)算值）Ud=0.45U2(1+cos)/2 【實(shí)踐過(guò)程】（實(shí)踐步驟、記錄、數(shù)據(jù)、分析）按照詳細(xì)電路連接，檢查電路無(wú)誤后，合上電源，調(diào)節(jié)滑阻改變的大小，觀察到燈泡隨著調(diào)節(jié)滑阻時(shí)而變暗時(shí)而變亮。1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表輸入電壓負(fù)載組成RLRL+續(xù)流二極管Ud(V)0°5555545°494690&#

11、176;32.5230135°7.5092.實(shí)驗(yàn)波形記錄和分析2.1純電阻負(fù)載輸出電壓波形圖負(fù)載：燈泡（電阻） =0°負(fù)載：燈泡（電阻） =45°負(fù)載：燈泡（電阻） =90°負(fù)載：燈泡（電阻） =135°2.2純電阻負(fù)載實(shí)驗(yàn)分析在此試驗(yàn)中，我們可以看出通過(guò)改變觸發(fā)角的大小，直流輸出電壓，負(fù)載上的輸出電壓波形都發(fā)生變化,顯然=180°時(shí)，平均電壓=0 由于晶閘管只在電源電壓正半波（0）區(qū)間內(nèi)導(dǎo)通，輸出電壓為極性不變但瞬時(shí)值變化的脈動(dòng)直流，故稱半波整流。單相半波可控整流電路中的輸出電壓與電流的波形相同，由于是電阻負(fù)載，電阻對(duì)電流沒(méi)有阻礙作

12、用，沒(méi)有續(xù)流的作用，不會(huì)產(chǎn)生反向電流，晶閘管的電壓沒(méi)有負(fù)值。2.3電感負(fù)載輸出電壓波形圖負(fù)載：電阻+電感 =0°負(fù)載：電感 =90°2.4電阻電感性負(fù)載實(shí)驗(yàn)分析由于在實(shí)際生活中有很多負(fù)載是電感性負(fù)載，如直流電動(dòng)機(jī)的繞組、電磁離合器的線圈、電磁鐵等，它們既含有電阻又含有電感，且電感量較大。由于電磁感應(yīng)作用，當(dāng)通過(guò)電感元件L 的電流發(fā)生變化時(shí)，在電感中產(chǎn)生阻礙電流變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，將使電流的變化總是滯后于外加電壓的變化。與電阻性負(fù)載相比，負(fù)載電感的存在，使得晶閘管的導(dǎo)通角增大，在電源電壓由正到負(fù)的過(guò)零點(diǎn)也不會(huì)關(guān)斷，輸出電壓出現(xiàn)了負(fù)波形，輸出電壓和電流的平均值減小；大電感負(fù)載時(shí)輸

13、出電壓正負(fù)面積趨于相等，輸出電壓平均值趨于零。2.5帶續(xù)流二極管的電感負(fù)載的輸出電壓波形圖負(fù)載：電阻+電感 =0°負(fù)載：電感 =45°負(fù)載：電感 =90°負(fù)載：電感 =135°2.6帶續(xù)流二極管的電感負(fù)載實(shí)驗(yàn)分析由以上分析可以看出，阻感性負(fù)載加續(xù)流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負(fù)載波形相同，續(xù)流二極管起到了續(xù)流的作用。在電感無(wú)窮大時(shí)，負(fù)載電流為一直線，流過(guò)晶閘管和續(xù)流二極管的電流波形是矩形波。阻感性負(fù)載加續(xù)流二極管的單向半波可控整流的+也等于180º。【結(jié)論】本次實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)親自的動(dòng)手連接電路，并自己對(duì)波形圖進(jìn)行觀察，對(duì)單相半波整流電路的概念又有了新的理解。本來(lái)只是在書(shū)本上看到了理想的波形，但是在實(shí)驗(yàn)中，真正的波形還是和理想