四川大学单相半控桥式整流电路实验报告

电气信息学院

实验报告书

课程名称：电力电子技术

实验项目：单相半控桥整流电路实验专业班组：电气工程及其自动化105班实验时间：2013年10月28日

成绩评定：

评阅教师：

报告撰写：学号：

同组人员：学号：

同组人员：学号：

同组人员：学号：

电气信息学院专业中心实验室

目录

一．实验内容

1.1 实验项目名称 (3)

1.2 实验完成目标 (3)

1.3 实验内容及已知条件 (3)

二．实验环境

2.1 主要设备仪器 (4)

2.2 小组人员分工 (5)

三．电路分析与仿真

3.1 基本电路 (5)

3.2 电路仿真 (6)

四．实验过程

4.1 实现同步 (7)

4.2 半控桥纯阻性负载实验 (8)

4.3 半控桥阻感性负载实验 (9)

五．实验数据处理与分析

5.1 理论数据与分析 (11)

5.2 实验数据与处理 (11)

5.3 误差分析 (13)

六．思考讨论与感悟

6.1 实验思考题 (13)

6.2 实验讨论题 (14)

6.3 自主思考与讨论 (18)

6.4 实验方案、结果可信度分析 (19)

6.5 实验优化改进方案 (20)

6.6 实验感悟 (20)

附件

1.1实验名称

单相半控桥式整流电路实验

1.2实验完成目标

①实现控制触发脉冲与晶闸管同步；

②观测单相半控桥在纯阻性负载时Ud，Uvt波形，测量最大移相范围及输入-

输出特性；

③单相半控桥在阻-感性负载时，测量最大移相范围，观察失控现象并讨论解决

方案。

1.3实验内容及已知条件

①实现同步：

从三相交流电源进端取线电压Uuw（约230V）到降压变压器（MCL-35）,输出单相电压（约124V）作为整流输入电压U2；

在（MCL-33）两组基于三相全控整流桥的晶闸管阵列（共12只）中，选定两只晶闸管，与整流二极管阵列（共6只）中的两只二极管组成共阴极方式的半控整流桥，保证控制同步，并外接纯阻性负载。

思考：接通电源和控制信号后，如何判断移相控制是否同步？

②半控桥纯阻性负载实验：

连续改变控制角，测量并记录电路实际的最大移相范围，用数码相机记录α最小、最大和90°时的输出电压Ud波形（注意：负载电阻不宜过小，确保当输出电压较大时， Id 不超过0.6A）；

思考：如何利用示波器测定移相控制角的大小？

在最大移相范围内，调节不同的控制量，测量控制角、输入交流电压U2、控制信号Uct和整流输出Ud的大小，要求不低于8组数据。

③半控桥阻-感性负载（串联L=200mH）实验：

断开总电源，将负载电感串入负载回路；

连续改变控制角α，记录α最小、最大和90°时的输出电压Ud波形，观察其特点（Id 不超过0.6A）；

固定控制角α在较大值，调节负载电阻由最大逐步减小（分别达到电流断续、临界连续和连续0.5A三种情况测量。注意 Id ≤0.6A），并记录电流Id波形，观察负载阻抗角的变化对电流Id的滤波效果；

思考：如何在负载回路获取负载电流的波形？

保持控制角α<90°，适当调整负载电阻，使Id≈0.6A，突然断掉两路晶闸管的脉冲信号（模拟将控制角α快速推到180°），制造失控现象，记录失控前后的ud波形，并提出如何判断哪一只晶闸管失控的测试方法。

2.1 主要设备仪器

实验台：华纬MCL-Ⅲ型电力电子及电气传动教学实验台（浙江大学求是公司）

示波器：Tektronix TDS1012示波器（带宽：100MHZ 最高采样频率：1GS/s）

数字万用表：

2.2 小组人员分工

1.实验阶段

线路连接及检查：

移相可调电位器及电阻的调节：

数字万用表的操作及测量：

示波器操作的及测量：

数据记录及计算：

2.报告撰写

报告主体撰写：

实验仿真：

数据处理分析：

特性曲线与拟合：

思考题的整理：

讨论内容整理：

图片整理与使用：

讨论与拓展思考：

三．实验仿真

3.1 基本电路

1.阻性负载

图3-1所示为带阻性负载时单相桥式半控整流电路。两个晶闸管共阴极连接，两个二极管共阳极连接。二极管共阳极，所以阴极电位低的管子导通。晶闸管触发导通，整流二极管自然换相。

图3-1

2.阻感负载

图3-2所示为带阻感负载时单相桥式半控整

流电路。电源电压U2为负半周时，由于电感存在，VT1将继续导通，此时a 点电位较b 点电位低，二

极管自然换相，从VD4换至VD2。这样电流不再经过变压器绕组，而由VT1，VD2续流，忽略器件导

通压降，Ud=0，整流电路不会输出负电压。 图3-2

u R u R L d

3.2 电路仿真

根据实验内容，我们先对单相半控桥整流电路带阻感负载进行仿真。仿真使用mulitism软件进行。仿真电路阻感负载连接如图3-3所示。

图3-3 仿真电路阻感负载连接图

在图3-3的基础上去掉电感L1即为阻性负载连接图，在此不单独贴出。首先我们再阻性负载情况下对电路模拟运行，用软件中的模拟示波器记录α=0°，90°，180°（失控），36°时的输出电压Ud波形，如下。

注：关于失控现象分析见“思考与讨论”。

图3-4 α=0°时输出电压Ud波形图3-5 α=90°时输出电压Ud波形