单相半波可控整流.doc

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1、黑龙江科技大学综合性、设计性实践报告实践项目名称单相半波可控整流电路所属课程名称矿山电力系统及其自动装置实践日期2013年11月9日星期六班级电气工程2013级专硕学号姓名杨金龙成绩电气与控制工程学院实践基地实践概述：【实践目的及要求】实践目的：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并且了解不同负载下单相半波可控整流电路的工作情况。实践要求：1.单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。2.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【

2、实践原理】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

3、电阻性负载。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

4、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b.输出电流平均值c.负载电压有效值d.负载电流有效值e.晶闸管电流平均值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uAK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。在ωt=α时刻，门极加触发信号，晶闸管触发导通，电源电压u2加到负载上，输出电压ud=u2。由于

5、电感的存在，负载电流id只能从零按指数规律逐渐上升。在ωt=ωt1~ωt2期间：输出电流id从零增至最大值。在id的增长过程中，电感产生的感应电势力图限制电流增大，电源提供的能量一部分供给负载电阻，一部分为电感的储能。在ωt=ωt2~ωt3期间：负载电流从最大值开始下降，电感电压改变方向，电感释放能量，企图维持电流不变。在ωt=π时，交流电压u2过零，由于感应电压的存在，晶闸管阳极、阴极间的电压uAK仍大于零，晶闸管继续导通，此时电感储存的磁能一部分释放变成电阻的热能，另一部分磁能变成电能送回电网，电感的储能

6、全部释放完后，晶闸管在u2反压作用下而截止。直到下一个周期的正半周，即ωt=2π+α时，晶闸管再次被触发导通，如此循环不已。4.单相半波可控整流电路（感性负载加续流二极管）4.1电路结构图3单相半波可控整流电路（阻—感性负载激加续流二极管）的电路原理图4.2工作原理在电源电压正半波（0~π），晶闸管受正向电压。在ωt=α处触发晶闸管，使其导通，形成负载电流id，负载上有输出电压和电流，此间续流二极管VD承受反向阳极电压而关断。在电源电压负半波，电感感应电压使续流二极管VD导通续流，此时电压u2＜0，u2通过续

7、流二极管VD使晶闸管承受反向电压而关断，负载两端的输出电压为续流二极管的管压降，如果电感足够大，续流二极管一直导通到下一周期晶闸管导通，使id连续，且id波形近似为一条直线。以上分析可看出，电感性负载加续流二极管后，输出电压波形与电阻性负载波形相同，续流二极管可起到提高输出电压的作用。在大电感负载时负载电流波形连续且近似一条直线，流过晶闸管的电流波形和流过续流二极管的电流波形是矩形波。对于电感性负载加续流二极管的单相半波可控整流器移相范围与单相半波可控整流器电阻性负载相同，为0～180º，且有α+θ=180º

8、。4.3基本数量关系a.直流输出电压平均值b.输出电流平均值c.晶闸管电流的平均值d.负载电流有效值【实践设备及仪器】序号型号备注1DJK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2DJK02晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”，以及“电感”等几个模块。3DJK03-1晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。4DJK06给定及实验器件该挂件包含“二极管”以及“开关”