晶闸管可控整流电路实验报告

实验一、单相半波可控整流电路实验

王季诚（20101496）

一、实验目的

（1）掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

（2）掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作情况。

（3）了解续流二极管的作用。 二、实验所需挂件及附件

三、实验线路及原理

单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在1-3节中作过介绍。将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发），图中的R负载用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式。二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验中选用700mH。直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。

图3-6 单相半波可控整流电路

四、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并记录。

（3）单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U2= f(α)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。

五、预习要求

（1）阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的

三章：晶闸管可控整流电路

3.1 整流电路的构成原理3.2 单相可控整流电路分析3.3 三相可控整流电路分析3.4 电动势负载可控整流电路分析3.5 交流电源回路电感效应

3.6 全控变流电路的有源逆变工作状态

三章：晶闸管可控整流电路

三章：晶闸管可控整流电路

一.

整流电路的整流原理

三章：晶闸管可控整流电路

二. 整流电路的基本类型电源相数 变压器次 级绕组工 作制半波桥式

划分 依据

输出电压

负载性质

基本类型

电阻负载

单相三相

不可控阻感负载 可控 反电动势

多相

半控阻容负载

三章：晶闸管可控整流电路

1.半波整流电路 据整流电路中开关元件的连接方式，可 分为共阴极组接法和共阳极组接法。 当整流电路中各开关元件的阴极接于一 点，而阳极分别接于各相电源时，称为共 阴极组接法。 共阴极组接法为高通电路，输出电压 极性为共阴极点为正，变压器次级中点为 负。 当整流电路中各开关元件的阳极接于一 点，而阴极分别接于各相电源时，称为共 阳极组接法。 共阳极组接法为低通电路，输出电压 极性为共阳极点为负，变压器次级中点为 正。a b c R a) a b c R b) VT1 VT2 VT3

VT1 VT2 VT3

三相半波电路 a)共阴极接法 b)共阳极接法

3.3 三相可控整流电路分析3.3.1 三相半波可控整流电路

3.3.2 三相桥式可控整流电路

三相可控整流电路分析 为什么要采用三相整流？

对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负载， 可影响电源三相负载的平衡性和系统的对称性。负载容量较大时，通 常采用三相或多相电源整流电路。三相或多相电源可控整流电路是三 相电源系统的对称负载，输出整流电压的脉动小，控制响应快，在许 多场合得到了广泛应用。 电源变压器的接线方式 三相可控整流电路电源变压器一般采用D,y或Y,d接线方式，以提 供一条3及3的倍数次谐波电流通路。对于三相半波可控整流电路而言， 次级绕组必须接成星形，以获得整流电源的中性点，故通常采用D,y 接线方式。

T a b ud c R id VT1 VT2 VT3

T

a b c ud R id

VT1 VT2 VT3

共阴极接法

共阳极接法

三相可控整流电路分析 三相对称电源： ua 2U 2 sin t 2 电源电压： ub 2U 2 sin( t ) 3 2 uc 2U 2 sin( t ) 3 uab ua ub 3 2U 2 sin( t ) 6 2

中北大学课程设计

说明书

单相双半波可控 整流电路的设计

学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 电气工程及其自动化

学生姓名： 闫强 学号： 1205044115 成绩

指导教师： 王忠庆

2015年 1 月

I

中北大学课程设计

任务书

学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目： 起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 学科部副主任：

闫强

计算机与控制工程学院 电气工程及其自动化

学 号： 1205044115

2014~2015 学年第 一 学期

单相双半波可控整流电路的设计 1月 4 日 ~ 1 月 16 日

德怀楼 王忠庆 刘天野

下达任务书日期: 2015 年 1 月 4 日

II

课 程 设 计 任 务 书

1．课程设计教学目的： 1）加深电力电子技术内容的理解。 2）锻炼学生的分析问题，解决问题，查阅资料，以及综合应用知识的能力。 2．课程设计的内容和要求（包括原始

中北大学课程设计

说明书

单相双半波可控 整流电路的设计

学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 电气工程及其自动化

学生姓名： 闫强 学号： 1205044115 成绩

指导教师： 王忠庆

2015年 1 月

I

中北大学课程设计

任务书

学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目： 起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 学科部副主任：

闫强

计算机与控制工程学院 电气工程及其自动化

学 号： 1205044115

2014~2015 学年第 一 学期

单相双半波可控整流电路的设计 1月 4 日 ~ 1 月 16 日

德怀楼 王忠庆 刘天野

下达任务书日期: 2015 年 1 月 4 日

II

课 程 设 计 任 务 书

1．课程设计教学目的： 1）加深电力电子技术内容的理解。 2）锻炼学生的分析问题，解决问题，查阅资料，以及综合应用知识的能力。 2．课程设计的内容和要求（包括原始

第二章 单相可控整流电路

一、单项选择题：

1.单相桥式全控整流纯电阻负载电路,触发角?>0,则输出电压的脉动频率与输入交流电压频率之比为( ) A.1

B.2 C.3 D.4

2..单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( )

A.90° B.120° C.150° D.180° 3.单相全控桥大电感负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为( ) A.

2U2 B. 22U2 C.22 U2 D.

6U2

4..单相全控桥电阻性负载电路中，晶闸管可能承受的最大正向电压为( )

12U2 D. 6U2 A. 2U2 B.22U2 C. 25.单相全控桥式整流大电感负载电路中，控制角α的移相范围是( )

A.0°～90° B.0°～180° C.90°～180°

课程设计说明书模板

题目:单相全控桥式晶闸管整流电路的设计

系 、 部： 电气与信息工程学院

学生姓名：

指导教师： 陆秀令 职称 教 授

专 业： 电气工程及其自动化

班 级： 电气本

完成时间：

摘 要

电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气工程及其自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。

它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。

电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处，因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计，因而我们进行了此次课程设计。又因为整流电路应用非常广泛，而锯齿波移相触发三相晶闸管全控整流电路又有利于夯实基础，故我们单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。

关键词： 电力电子技术；

2008年10月22日 星期三 18:41

图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益
图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2

图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3

图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点.

图5 和 图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计

图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K
图8的电阻匹配关系为R1=R2

图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称.

图10是利用单电源运放

整流电路仿真实验

实验一：单相桥式全控整流电路的MATLAB仿真

一、 实验内容

掌握单相桥式全控整流电路的工作原理；熟悉仿真电路的接线、器件及其参数设置；明确对触发脉冲的要求；观察在电阻负载、阻感负载和反电动势阻感负载情况下，控制角?取不同值时电路的输出电压和电流的波形。

二、 实验原理 1. 电阻性负载工作原理

在单相桥式全控整流电路中，闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。 在u2正半周（即a点电位高于b点电位）， 若4个晶闸管均不导通，id=0，ud=0，VT1、VT4串联承受电压u2。在触发角?处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端。当u2过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。

在u2负半周，仍在触发角?处触发VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。整流电路图如图1-1所示。

图1-1 单相桥式全控整流电路带电阻负载时的电路

1

2. 阻感性负载工作原理

电路如图1-2所示，在u2正半周期触发角?处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通，ud

中北大学信息商务学院 电子技术课程设计说明书

1 引言

整流电路技术在工业生产上应用极广。如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。 整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求，或者为了提高可控整流装置的功率因数，一般可在输入端加接整流变压器，把一次电压U1，变成二次电压U2。由晶闸管等组成的全控整流主电路，其输出端的负载，我们研究是电阻性负载、电阻电感负载