电力电子技术实验报告(西电自动化11级千博)

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1、电力电子技术实验报告机电工程学院自动化实验一控制电路及交流调压实验一、实验目的和要求本实验是利用单结晶体管来构成的最简单的控制电路。但具有触发电路的四要素，这种电路的中小功率电路中仍广泛使用。1.学会制作单结晶体管控制电路，以实现对小功率电力电子电路的控制，通过实验学习触发电路的设计及测量方法2.了解脉冲变压器在可控硅触发电路中的应用，学习脉冲变压器的制作及同名端的测试方法3.学习双向晶闸管在调压电路中的应用，在制作简单的控制电路的基础上，完成用双向晶闸管实现交流调压，用来控制灯光的亮度二、实验内容1．单结晶体管DT33构成的控制电路调试，记录各级波形，形成控制脉冲2．单相交流

2、调压电路调试，实现灯光亮度调节三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明）1．单相或三相电源变压器一台2．模拟或数字示波器一台3．单结晶体管、可控硅及实验板一套四、实验原理1．把交流电整流成脉动直流电，再经过二极管限幅，形成同步梯形波，再把此电压加给电容器，使其充电，当其电压到达单结晶体管的峰点电压时，单结晶体管导通，电容器放电。我们正是利用单结晶体管BT33的负阻区形成触发脉冲，如图1所示。2．双向晶闸管具有双向调节电压的的作用，图2的上半部分给出了双向晶闸管调压电路，所采用的双向晶闸管是BT136塑封管，其管脚图如图2的右下角BT136管脚的正视图，有字一面正对自己，最左

3、边的为第一脚是门极，最右边的一脚是T1极，中间的是T2极。3．利用单结晶体管BT33在负阻区形成触发脉冲作为控制信号，加在门极和T1极上去控制双向晶闸管工作，使其在交流电的正半周和负半周各有一段时间不导通，控制不导通的时间长短就达到了调压调光目的。4．利用示波器找出脉冲变压器的同名端，目的是把正极性的控制信号加到可控硅的门极上，图中有黑点的端为同名端。单结晶体管组成控制电路原理图（作图工具：altiumdesigner）l晶闸管对控制电路的要求：1.触发脉冲的极性应与晶闸管门极工作状态相一致；2.触发脉冲的幅度值应大于晶闸管标的触发电压和电流值，但触发功率不能超过功率容限，脉冲

4、的宽度应能保证晶闸管可靠导通，脉冲的前延要陡峭；3.触发脉冲应与主回路的电源电压同步；4.触发脉冲应有一定的移相范围。而以上控制电路能满足上述要求。l单结晶体管自激振荡电路工作原理：单结晶体管自激振荡电路是利用单结晶体管的负阻效应和RC充放电原理工作的。在加正弦电后，经过整流电路和限流电路形成梯形电压波形，即B点波形。此时通过R1和W1给电容器C1充电，电容器上的电压按指数规律上升，形成锯齿波。一开始ucup时，单结晶体管进入负阻区，发射极电流从几微安的漏电流一下子跃变到几十毫安电流，单结晶体管立即进入导通状态。于是电容

5、器上的电压就通过单结晶全管向电阻R4放电，这样在R4上就产生了一个触发脉冲（即D点波形）。由于R4很小，放电时间很短，触发脉冲的宽度很窄。电容器放电到其上电压ucup时，单结晶体管进入导通状态，导通后随着Ie增大，ue反而减小。正常情况下，电阻不变，随着电压增大，电流要增大，电流与电压成正比。而负阻区的单结晶体管在导通状态是随着电流增大而电压反而减小，相当于电阻提供了能量，即负电阻。五、实验方法与步骤1．图1的电路给出了控制电路的几种形式，包括了了脉冲形成电路、同步电路、移相电路、输出电路等。同学们

6、可参照图1的电路在面包板上插接电路：1）先用整流桥搭接整流电路，把交流电整流成脉动直流电，通电后观察并在座标纸上记录A点显示的波形；2）断电后串电阻接上稳压二极管，经过二极管限幅，形成同步梯形波；再加电测量并记录B点显示的同步梯形波波形；3）断电后插上R2、R3、W1、C1、BT33和R4，再加电后用示波器测量C点、D点波形，看C点是否是锯齿波，D点有无脉冲输出。4）若有波形，看脉冲多少，应控制脉冲在5~20个之间，并调节W1，看锯齿波的个数有无增加或减少，有变化为正常。正常后调节到脉冲较少时记录波形，注意用双踪示波器对应测量C点和D点波形，观察D点的脉冲是在锯齿波的上升边还是

7、在锯齿波的下降沿。5）去掉电阻R4，换上脉冲变压器B，（1）测量变压器输出头的同名端，方法是用示波器探头的接地端接一个输出头，用示波器探头接另一个输出头，若输出脉冲为正极性则示波器探头所接的输出头为同名端，如图2中脉冲变压器B中分别带点的输出头。（2）测量输出脉冲的波形，这时脉冲的波形有正有负，这是由于脉冲变压器的电感引起的。并上反向二极管，可去掉负半边。2．图2给出了单结晶体管控制电路组成的调光电路。这里包括了调光主回路用的双向晶闸管BT136和发光元件普通的220V/40W灯泡。从图上显