实验六 单相半波可控整流电路实验
单相半波可控整流电路实验报告
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。
单相半波可控整流、单相桥式半控整流电路仿真实验
实验一
1、单相半波可控整流电路仿真实验（电阻性负载）
α＝0°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管两端波形α＝30°、90°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管两端波形α＝120°、150°时电源电压、触发脉冲、负载两端电压和电流波形、晶闸管两端波形
2、单相半波可控整流电路仿真实验（电阻电感性负载）
α＝0°时输出电压和电流波形和Vt1、vd的电压电流波形
α＝30°时输出电压和电流波形和Vt1、vd的电压电流波形
α＝90°时输出电压和电流波形和Vt1、vd的电压电流波形
α＝120°时输出电压和电流波形和Vt1、vd的电压电流波形
实验二
1、单相桥式半控整流电路仿真实验（电阻性负载）
α＝0°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形α＝30°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形
α＝90°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形2、单相桥式半控整流电路仿真实验（电阻电感性负载）
α＝0°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形
α＝30°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形α＝90°时输出电压和电流波形和Vt1、vd4的电压电流波形。
单相半波可控整流电路建模仿真实训
项目一 单相半波可控整流电路建模仿真实训一、 单相半波可控整流电路（电阻性负载）（1）原理图单相半波可控整流电流（电阻性负载）原理图，晶闸管作为开关元件，变压器t 器变换电压和隔离的作用，用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电压u2为50hz 正弦波波形如图所示，其有效值为u2，如图1-1。
u du图1-1（2）建立仿真模型根据原理图用matalb 软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。
图1-3脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（1/50）x（n/360）s，如图1-4图1-4电源参数，频率50hz，电压220v，如图1-5图1-5晶闸管参数，如图1-6图1-6（3）仿真参数设置设置触发脉冲α分别为0°、30°、90°、120°、150°。
与其产生的相应波形分别如图1-7、图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。
在波形图中第一列波为脉冲波形，第二列波为流过负载电压波形，第三列波为晶闸管电压波形，第四列波为负载电流波形，第五列波为电源波形。
图1-7图1-8图1-9图1-10图1-11（4）小结在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管承受正向电压，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。
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0。
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0。
直到电压电源U2的下个周期的正半波，脉冲在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。
二、单相半波可控整流电路（阻-感性负载） （1）原理图如图单相半波阻-感性负载整流电路图如2-1所示，当负载中感抗远远大于电阻时成为阻-感性负载，属于阻-感性负载的有机的励磁线圈和负载串联电抗器等。
单相半波整流可控电路(纯电阻,阻感,续流二极管)
电力电子技术实验报告实验名称：单相半波可控整流电路的仿真与分析班级：自动化091 组别： 08 成员：职业技术学院信息工程学院年月日一. 单相半波可控整流电路(电阻性负载) ................................................ 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理 (8)2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。
3. 仿真结果与分析 (5)4. 小结 (8)二. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载) ............................................... 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。
2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。
3. 仿真结果与分析............................................................................... 错误!未定义书签。
4. 小结................................................................................................... 错误!未定义书签。
三. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ....................... 错误!未定义书签。
1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。
单相半波可控整流电路实验报告
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。
【2017年整理】单相半波可控整流电路建模仿真实训
【2017年整理】单相半波可控整流电路建模仿真实训项目一单相半波可控整流电路建模仿真实训一、单相半波可控整流电路(电阻性负载)(1)原理图单相半波可控整流电流(电阻性负载)原理图，晶闸管作为开关元件，变压器t 器变换电压和隔离的作用，用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电压u2为50hz正弦波波形如图所示，其有效值为u2，如图1-1。
uTidTrVTuu12ud图1-1(2)建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2仿真参数，算法(solver)ode15s，相对误差(relativetolerance)1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。
图1-3脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟(1/50)x(n/360)s，如图1-4图1-4电源参数，频率50hz，电压220v，如图1-5图1-5晶闸管参数，如图1-6图1-6(3)仿真参数设置设置触发脉冲α分别为0?、30?、90?、120?、150?。
与其产生的相应波形分别如图1-7、图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。
在波形图中第一列波为脉冲波形，第二列波为流过负载电压波形，第三列波为晶闸管电压波形，第四列波为负载电流波形，第五列波为电源波形。
图1-7图1-8图1-9图1-10图1-11(4)小结在电源电压正半波(0~π区间)，晶闸管承受正向电压，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。
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0。
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0。
直到电压电源U2的下个周期的正半波，脉冲在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。
二、单相半波可控整流电路(阻-感性负载)(1)原理图如图单相半波阻-感性负载整流电路图如2-1所示，当负载中感抗远远大于电阻时成为阻-感性负载，属于阻-感性负载的有机的励磁线圈和负载串联电抗器等。
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：(1) 单相半波可控整流电路（电阻性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。
(2) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。
(3) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）电路的工作原理电路设计与仿真。
（4）了解三种不同负载电路的工作原理及波形。
二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路（电阻性负载）如图1.1所示，单向半波可控制整流电路原理图，晶闸管作为开关，变压器T起到变换电压与隔离的作用。
其工作原理：（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、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后，可得仿真电路。
如图所示：2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中，波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。
设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。
α=30°α=60°α=90°α=120°分析：与电阻性负载相比，负载电感的存在，使得晶闸管的导通角增大，在电源电压由正到负的过零点也不会关断，输出电压出现了负波形，输出电压和电流平均值减小；大电感负载时输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零。
单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验报告
单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验报告实验目的：研究单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性。
实验器材：单结晶体管、电阻、电容、整流电路板、交流电源。
实验原理：1.单结晶体管触发电路：单结晶体管触发电路是一种常用的触发电路，可用于控制开关电路，使电路开启或关闭。
单结晶体管的基极和发射极之间的电流可以通过控制功率电源的输入电压来调节，从而实现对整个触发电路的控制。
2.单相半波可控整流电路：单相半波可控整流电路主要包括一个可控硅管和一个载流电阻。
通过控制可控硅管的导通角，可以实现对交流电的半波整流，将交流电转换为直流电。
实验步骤：1.搭建单结晶体管触发电路：根据实验要求，接入单结晶体管、电阻和电容，连接交流电源。
确定合适的电流和电压参数。
2.调节交流电源输出电压，观察并记录单结晶体管的调节情况。
3.搭建单相半波可控整流电路：根据实验要求，接入可控硅管和载流电阻，连接交流电源。
确定合适的电流和电压参数。
4.调节交流电源输出电压，观察并记录可控硅管的导通角度和整流电路的输出情况。
实验结果：1.单结晶体管触发电路的调节情况：在不同的输入电压下，单结晶体管的输出电流变化情况。
2.单相半波可控整流电路的输出情况：记录不同导通角度下，整流电路的输出电流和输出电压。
实验讨论：根据实验结果，分析单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性和工作原理。
对于单结晶体管触发电路，可以控制电路的开启和关闭，实现对电路的控制。
对于单相半波可控整流电路，可以将交流电转换为直流电，实现对电流的整流。
单相半波可控整流电路实验报告
单相半波可控整流电路实验报告单相半波可控整流电路实验报告引言：在电力系统中，整流电路起到将交流电转换为直流电的作用。
而单相半波可控整流电路是一种常见的整流电路，通过控制可控硅器件的导通角，可以实现对输出电压的控制。
本实验旨在通过搭建单相半波可控整流电路，探究其工作原理和性能特点。
实验装置和方法：实验所需的装置包括变压器、可控硅器件、电阻、电容等。
首先，将变压器的输入端接入交流电源，输出端接入可控硅器件的阳极。
然后，将可控硅器件的控制端接入控制电路，通过控制电路来控制可控硅器件的导通角。
最后，通过电阻和电容来平滑输出电压。
实验结果和分析：在实验过程中，我们通过改变可控硅器件的导通角，观察输出电压的变化。
实验结果显示，随着导通角的增大，输出电压的有效值也相应增大。
这是因为导通角增大意味着可控硅器件导通时间增加，从而使得输出电压的平均值增大。
另外，我们还观察到，当可控硅器件的导通角为180度时，输出电压为零。
这是因为在这种情况下，可控硅器件始终处于关断状态，无法导通电流。
通过实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 单相半波可控整流电路可以实现对输出电压的控制，通过改变可控硅器件的导通角可以调节输出电压的大小。
2. 输出电压的有效值与可控硅器件的导通角度成正比，导通角度越大，输出电压越大。
3. 当可控硅器件的导通角为180度时，输出电压为零，可控硅器件无法导通电流。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了单相半波可控整流电路的工作原理和性能特点。
我们发现，通过控制可控硅器件的导通角，可以实现对输出电压的控制。
这对于电力系统的稳定运行和能源的有效利用具有重要意义。
同时，我们也了解到，单相半波可控整流电路存在导通角度限制的问题，需要在实际应用中加以考虑。
总结：单相半波可控整流电路是一种常见的整流电路，通过控制可控硅器件的导通角，可以实现对输出电压的控制。
本实验通过搭建实验装置，观察输出电压随导通角的变化，深入探究了单相半波可控整流电路的工作原理和性能特点。
单相半波可控仿真实验报告
张杨222008322072058 电科2班
一、实验名称：单相半波可控整流电路（仿真）
二、实验目的：1、了解单相半波可控整流的基本原理。
2、了解如何通过控制晶闸管的导通时间来得到需要的整流输出波形。
三、实验内容：根据单相半波可控整流电路在PSPICE环境中模拟出其整流输出曲线。
半波可控整流电路
四、实验步骤：
1）、画电路图：
在Capture的绘图页中绘制如上图所示的单相半波可控整流电路图。
2）、设置仿真参数：
上图中V1 为220V, 50Hz 的正弦交流电源，S1为晶闸管，V2为晶闸管的触发脉冲信号源。
触发脉冲的幅度为-lOV（对门、阴极间而言是＋lOV），脉冲宽度为 lms，上升、下降时间均为1us，周期等于输入电源Vl 的周期(20ms)。
作图时，V1取自元件库SOURCE.slb；晶闸管S1和脉冲信号源V2分别取自元件库EVAL.slb中的2N1595和SOURCE.slb中的VPULSE。
3）、仿真电路：
以时间位横轴，电压和电流输出为纵轴绘制曲线，仿真时间长度设置为两个周期。
五、仿真及分析结果：
1）、仿真结果曲线如下图：
2)、结果分析：
根据仿真结果曲线分析：当晶闸管导通时间段，负载两端电压波形应和交流电源波形一致，为标准正弦波；当晶闸管由导通变为关断时，此时电路相当于断路，如果为阻性负载，则电压，电流立即变为0，但是本实验负载为租感性负载，电路断路的瞬间由于电感作为储能元件，将维持电流在一段微小的时间内不变，从而导致电压继续保持不变。
六、实验总结：
通过本次仿真实验，理解了单相半波可控整流的基本原理，了解了如何通过控制晶闸管的导通时间来得到需要的整流输出波形。
单相半波可控整流电路实验报告
单相半波可控整流电路实验报告实验目的：通过搭建单相半波可控整流电路，了解可控硅的工作原理，掌握可控整流电路的基本特性，并通过实验数据分析和计算，验证理论知识。
实验原理：单相半波可控整流电路是由交流电源、负载电阻和可控硅组成的。
当可控硅触发角大于零时，可控硅导通，电流通过负载电阻，负载电压为零；当可控硅触发角小于零时，可控硅关断，负载电压为正弦波形。
实验仪器与设备：1. 交流电源。
2. 可控硅。
3. 负载电阻。
4. 示波器。
5. 万用表。
6. 电阻箱。
7. 直流电压表。
8. 直流电流表。
实验步骤：1. 按照电路图连接实验电路。
2. 调节交流电源电压，使得可控硅触发角为零。
3. 通过示波器观察输入输出波形。
4. 测量电路中的电压和电流值。
5. 改变可控硅触发角，重复步骤3和4。
6. 记录实验数据。
实验结果：1. 当可控硅触发角为零时，可控硅导通，负载电压为零。
2. 随着可控硅触发角的增大，负载电压波形逐渐变化。
3. 实验数据和理论计算结果基本吻合。
实验分析：通过实验数据和波形图的观察，我们可以清晰地看到可控硅的导通和关断过程，以及负载电压的变化规律。
同时，通过实验数据和理论计算结果的比对，可以验证理论知识的准确性。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了单相半波可控整流电路的工作原理和特性，掌握了可控整流电路的实验操作方法，并通过实验数据验证了理论知识的正确性。
同时，实验过程中我们也发现了一些问题，例如在调节可控硅触发角时需要小心操作，以免对设备造成损坏。
实验改进：在今后的实验中，我们可以尝试使用不同的负载电阻，观察可控整流电路在不同负载条件下的工作情况，以及进一步探索可控整流电路的特性和应用。
通过本次实验，我们对单相半波可控整流电路有了更深入的了解，也提高了实验操作和数据分析的能力，为今后的学习和研究打下了坚实的基础。
单相半波可控整流电路实验
信息科学与技术学院实验报告课程名称： 电力电子应用技术 实验项目： 单相半波可控整流电路实验 实验地点： 指导老师： 实验日期： 实验类型： 综合性实验 专业： 电子信息科学与技术 班级： 姓名： 学号：一、实验目的及要求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。
3.了解续流二极管的作用。
二、实验仪器、设备或软件1. DJK01 电源控制屏2. DJK03-1 晶闸管触发电路3. 双踪示波器4. DJK02 晶闸管主电路5. D42 三相可调电阻三、实验内容1、电阻性负载在电源电压正半周，晶闸管承受正向电压，在α=wt 处触发晶闸管，晶闸管开始导通，负载上的电压等于变压器输出电压u 2。
在π=wt 时刻，电源电压过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。
在电源电压负半周，0<AK u ，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载电流为零，负载上没有输出电压，直到电源电压u 2的下一周期，直流输出电压u d 和负载电流i d 的波形相位相同。
通过改变触发角α的大小，直流输出电压u d 的波形发生变化，负载上的输出电压平均值发生变化，显然O 180=α时，U d =0。
由于晶闸管只在电源电压正半波内导通，输出电压ud 为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，故称“半波”整流。
直流输出电压平均值为2. 电感性负载(无续流二极管)电感性负载的特点是感生电动势总是阻碍电感中流过的电流使得流过电感的电流不发生突变。
α-0时，AK u 大于零，但门极没有触发信号，晶闸管处于正向关断状态，输出电压、电流都等于零。
在α=wt ，门极有触发信号，晶闸管被触发导通，负载电压u d = u 2。
当π=wt 时，交流电压u 2过零，由于流过电感电流的减小，电感会产生感生电势，使得晶闸管的电压AK u 仍大于零，晶闸管会继续导通，电感的储能全部释放完后，晶闸管在u 2反压作用下而截止。
单相半波可控整流电路
Um 2U2 2 220 311V
考虑(2~3)倍安全裕量，晶闸管的额定电压为
UTN (2 ~ 3)U m (2 ~ 3)311 622 ~ 933 V
选取晶闸管型号为 KP100-7F晶闸管。
3.1 单相半波可控整流电路
T
VT
id
二、电感性负载
a) u1
uVT u2
L ud
UTM 2U 2
3.1 单相半波可控整流电路
〖例3-1〗 如图所示单相半波可控整流器，电阻性负
载，电源电压U2为220V，要求的直流输出最高平
均电压为50 V，直流输出平均电流为20A 。 试计算： (1) 晶闸管的控制角； (2) 输出电流有效值； (3) 电路功率因数； (4) 晶闸管的额定电压和额定电流。
断状态，负载电流为零，负载上没有输出电压，直到电源
电压u2的下一周期，直流输出电压ud和负载电流id的波形相
位相同。
通过改变触发角α的大小，直流输出电压ud的波形发生变化， 负载上的输出电压平均值发生变化，显然α=180º时，Ud=0。 由于晶闸管只在电源电压正半波内导通，输出电压ud为极
性不变但瞬时值变化的脉动直流，故称“半波”整流。
3.1 单相半波可控整流电路
首先，引入两个重要的基本概念：
• 触发角α ：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加 发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发角或控制角。 • 导通角θ ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度 称为导通角，用θ表示 。
在单相半波可控整流电阻性负载电路中,
移相角α的控制范围为:0～π， 对应的导通角θ的可变范围是π～0， 两者关系为 α＋θ=π。
图3-1 单相半波可控整流电路 （电阻性负载）及波形
电子技术教案设计单相半波可控整流电路
电子技术教案9.1单相半波可控整流电路 (2)9.2单相桥式半控整流电路 (3)9.3桥式全控整流电路的仿真 (4)第九章 晶闸管及其电路本小节将对半波可控整流、单相半控桥式整流、单相全控桥式整流电路进行仿真，全控桥式整流又分纯阻性负载和阻感负载，主要介绍电路的仿真方法和所能解决的问题。
9.1单相半波可控整流电路在EWB 中创建的半波整流电路见图9-1。
注意触发信号的接入方法，触发信号的频率应与输入信号的频率保持一致。
这里输入信号 V U 1002=，要求控制角︒=90α，理论上根据输入与输出信号的关系式可计算出输出信号平均值（不计晶闸管正向压降）：V U U 5.22290cos 145.020=︒+= 而实际的仿真结果如图9-1中电压表所示，为21.66V ，与理论计算很接近，表明仿真结果真实可靠。
图9-2是电路的仿真波形，其中a 图为输入信号与触发信号的对照波形，从图中可以看出控制角为90度；5-2b 图为输入信号与输出信号的对照波形。
图9-1 半波可控整流电路a ）b ） 图9-2 半波可控整流电路仿真波形9.2单相桥式半控整流电路桥式半控整流电路仿真图的创建方法如图9-3所示，由于是桥式整流，所以触发信号的频率应是输入信号频率的二倍。
理论上输出电压平均值按下式计算：V U U 2/)cos 1(9.020α+=当控制角α︒=60，V U 1202=时，计算得：V U 810=，与仿真结果近似相等。
用示波器图9-3 桥式半控整流电路仿真图还可观察到各点波形，如图9-4所示，其中a 图为输入信号与控制信号的对应波形；b图为输出信号的波形。
注意测量输出信号时示波器的接法，见图9-3。
a）b）图9-4 桥式半控整流电路的仿真波形9.3桥式全控整流电路的仿真桥式全控整流电路，纯阻性负载仿真图的创建方法如图9-5所示，理论上输出电压平图9-5 桥式全控整流电路的仿真图均值的计算方法同桥式半控整流电路，仿真结果与理论计算相符。
单相半波可控整流电路建模仿真实训
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。
图3-3
图3-4
图3-5
图3-6
图3-7
（
在电源电压正半波，电压u2＞0，晶闸管uAK＞0。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。
图1-2
仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。
图1-3
脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（1/50）x（n/360）s，如图1-4
图1-4
电源参数，频率50hz，电压220v，如图1-5
脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（1/50）x（n/360）s，如图1-4
电源参数，频率50hz，电压220v，如图1-5
晶闸管参数，如图1-6
电感参数设置如2-3。
(3)
设置触发脉冲α分别为0°、30°60°、90°、120°。与其产生的相应波形分别如图3-3、图3-4、图3-5、图3-6、图3-7。在波形图中第一列波为脉冲波形，第二列波为负载电流波形，第三列波为晶闸管电压波形，第四列波为负载压波形，第五列波为电源电压波形。
单相半波可控整流电路
一.单项半波不控整流电路
1.当电压为正半周时，二极管导通
2.当电压为负半周时，二极管截止
3.电路中电感的储能作用使二极管的导通角度增加了0
4.利用二极管的单相导电性实现整流
二.单相半波可控整流电路
1.为了控制导通时间，用晶闸管代替二极管
①当电压正半周，晶闸管导通还需要门极施加正的触发电流。
在此之前，负载两端电压为零。
②当电压正半周，晶闸管门极有正的触发电流，晶闸管导通。
此时负载两端电压等于电源电压。
③当电压负半周期，晶闸管反偏截止。
2.直流输出电压平均值
3.晶闸管承受的最大电压
当电压处于负半周最大值时，晶闸管承受的电压最大为:√2U
三.带阻感负载的单相半波可控整流电路
阻感负载的工作特点：电感对电流的变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不会发生突变。
1.0-wt1：
①.电压正半周，但是晶闸管门极没有触发电流，晶闸管截止。
②.晶闸管反偏，负载两端电压为零，晶闸管两端电压为电源电压U
2.wt1-Π
①.电压正半周，晶闸管门极有正的触发电路，晶闸管导通
②.晶闸管导通，负载两端电压为电源电压，晶闸管两端电压为零
3.Π-wt2
①.电源电压负半周，由于电感的作用，流过晶闸管的电流为正，晶闸管导通
②.晶闸管导通，负载两端电压等于电压电压，晶闸管两端电压为零
③.由于电感对电流的变化的抗拒作用，使得触发角a变大。
4.当晶闸管导通时，有：
四、结语
希望本文对大家能够有所帮助。
实验六 单相半波可控整流电路实验
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单相半波可控整流电路实验
九、注意事项
(4)为避免晶闸管意外损坏，实验时要注意以下几 点： ①在主电路未接通时，首先要调试触发电路，只有 触发电路工作正常后，才可以接通主电路。 ②在接通主电路前，必须先将控制电压Uct调到零， 且将负载电阻调到最大阻值处；接通主电路后，才 可逐渐加大控制电压Uct，避免过流。 ③要选择合适的负载电阻和电感，避免过流。在无 法确定的情况下，应尽可能选用大的电阻值。
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单相半波可控整流电路实验
五、预习要求
α 30° 60° 90° 120° 150°
U2
200 200
74
200
50
200
25
200
7
Ud（记录值） 92 Ud/U2 Ud（计算值） 92.4V
74.3VV
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单相半波可控整流电路实验
六、思考题
(1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路 中电容C1的数值有什么关系? (2)单相半波可控整流电路接电感性负载时 会出现什么现象?如何解决?
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单相半波可控整流电路实验
三、实验线路及原理
图中的R负载用DQ27三相可调电阻，将两 个900Ω接成并联形式。二极管VD1和开关 S1均在DK08挂件上，电感Ld在DK03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DK03挂件上得到。
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单相半波可控整流电路实验
没有接续流二极管时的电压值
α 30° 60° 90° 120° 150°
U2
Ud(记录 值） Ud/U2 Ud（计算 值）
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实验六 单相半波可控整流电路实验
指导教师:黄琴
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单相半波可控整流电路实验
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单相半波可控整流电路实验
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。 (3)了解续流二极管的作用。
6.6V
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六、思考题
(1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路 中电容C1的数值有什么关系? (2)单相半波可控整流电路接电感性负载时 会出现什么现象?如何解决?
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单相半波可控整流电路实验
九、注意事项
(2)在本实验中触发电路选用的是单结晶体 管触发电路，同样也可以用锯齿波同步移相 触发电路来完成实验。 (3)在实验中，触发脉冲是从外部接入DK03 面板上晶闸管的门极和阴极，此时,应将所 用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉 冲的开关拨向“断”的位置，避免误触发。
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单相半波可控整流电路实验
三、实验线路及原理
图中的R负载用DQ27三相可调电阻，将两 个900Ω接成并联形式。二极管VD1和开关 S1均在DK08挂件上，电感Ld在DK03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DK03挂件上得到。
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九、注意事项
(5) 由于晶闸管持续工作时，需要有一定的 维持电流，故要使晶闸管主电路可靠工作， 其通过的电流不能太小，否则可能会造成晶 闸管时断时续，工作不可靠。在本实验装置 中，要保证晶闸管正常工作，负载电流必须 大于500mA以上。
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九、注意事项
双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但 这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个 探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两 个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短 路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一 根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的 地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时 观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信 号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至 被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两 个信号，而不发生意外。
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七、实验方法
(1)单结晶体管触发电路的调试
将TKDD-1电源控制屏的电源选择开关打到 “直流调速”侧，使输出线电压为200V，用两 根导线将200V交流电压接到DK05的“外接 220V”端，按下“启动”按钮，打开DK05电源 开关，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路 中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结 晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相电 位器RP1，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲 波形的移相范围能否在30°～170°范围内移 动?
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七、实验方法
(2)单相半波可控整流电路接电阻性负载
触发电路调试正常后，按电路图接线。将电阻 器调在最大阻值位置，按下“启观察α =30°、 60°、90°、120°、150°时Ud、UVT 的波形，并测量直流输出电压Ud和电源电压 U2，记录于下表中。
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五、预习要求
α 30° 60° 90° 120° 150°
U2
200 200
74
200
50
200
25
200
7
Ud（记录值） 92 Ud/U2 Ud（计算值） 92.4V
74.3V
50V
24.8V
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七、实验方法
(3)单相半波可控整流电路接电阻电感性负 载 (3)单相半波可控整流电路接电阻电感性负 载
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单相半波可控整流电路实验
(3)单相半波可控整流电路接电阻电感性负 载 将负载电阻R改成电阻电感性负载（由电阻 器与平波电抗器Ld串联而成）。暂不接续流 二极管VD1，在不同阻抗角[阻抗角 φ=tg1(ωL/R)，保持电感量不变，改变R的电阻 值,注意电流不要超过1A]情况下，观察并记 录 α =30°、60°、90°、120°时的直 流输出电压值Ud及UVT的波形。
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九、注意事项
(2)由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响， 故观察输出脉冲电压波形时，需将输出端 “G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极 （或者也可用约100Ω左右阻值的电阻接到 “G”、“K”两端，来模拟晶闸管门极与阴极 的阻值），否则，无法观察到正确的脉冲波 形。
单相半波可控整流电路实验
接入续流二极管VD1，重复上述实验，观察续流二极管的作用, 以及UVD1波形的变化。
α
30°
60°
90°
120°
150°
U2
Ud（记录 值） Ud/U2 Ud（计算 值）
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九、注意事项
(4)为避免晶闸管意外损坏，实验时要注意以下几 点： ①在主电路未接通时，首先要调试触发电路，只有 触发电路工作正常后，才可以接通主电路。 ②在接通主电路前，必须先将控制电压Uct调到零， 且将负载电阻调到最大阻值处；接通主电路后，才 可逐渐加大控制电压Uct，避免过流。 ③要选择合适的负载电阻和电感，避免过流。在无 法确定的情况下，应尽可能选用大的电阻值。
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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 内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。 (2)复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌 握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻 电感性负载时的工作波形。 (3)掌握单相半波可控整流电路接不同负载时 Ud、Id的计算方法。
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二、实验所需挂件及附件
序号 型 号 备 注
1 2 3
TKDD-1 电源控制屏 DK03 晶闸管主电路
UAB=220V 晶闸管和电感
DK05 晶闸管触发电路 单结晶体管触发电路
4
5 6 7
DK08 给定及实验器件 带开关的二极管
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四、实验内容
900Ω并900Ω
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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。
其中
Im 2U R t
2 2
t
t arctg R
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当α=
时， d 成为正弦半波电流。
i
1 Ud 2
2U sin td t
U 2
cos cos
1 Id 2
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答： 晶闸管在延迟角α处导通后下面电压方程式成立。
如果电流的初相位为α，则
id
did Id Rid 2U sin t dt
R t
id I m sint I m sin e
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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DK05挂件上的单 结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到 DK03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）
d
i d t 或
Ud Id R
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DQ27 三相可调电阻 450Ω YB4328 DT9205
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双踪示波器 万用表
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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DK05挂件上的单 结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到 DK03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）