新电力电子技术实验 第2版 教学课件 主编 实验二十九 晶闸管直流调速系统参数的测定
晶闸管直流调速系统资料
4 -1 晶闸管直流调速系统主要单元调试一、实验目的1.熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
2.掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二、实验内容1.调节器的调试2.电平检测器的调试3.反号器的调试4.逻辑控制器的调试三、实验设备及仪器1 . DKSZ 一l 型实验装置主控制屏DK012 ． DK02 、DK03、DK04挂箱3 ．二踪扫描示波器4 ．万用电表四、实验方法实验中所用的各控制单元的原理图见第二章有关内容。
1 ．调节器（AsR 、ACR ）的调试合上低压直流电源开关，观察各指示灯指示是否正常。
( l ）调零.将调节器输入端接地，把串联反馈网络中的电容短接，使调节器变为P调节器，再调节面板上的调零电位器，使调节器的输出为零。
( 2 ）调整输出正、负限幅值. 将反馈电容短接线去掉，使调节器变为PI 调节器，加入一定的输入电压，调整正、负限幅电位器，使输出正负最大值为所需的数值。
( 3 ）测定输入输出特性.向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。
( 4 ）观察PI 特性.突加给定电压UG，用示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。
反馈电容由外接电容箱改变数值。
2 ．电平检测器的调试1）测定转矩极性鉴别器DPT的环宽，要求环宽为0.4-0.6V，记录高电平值，调节RP1使环宽对称纵坐标。
2）测定零电流检测器DPZ的环宽，要求环宽也为0.4-0.6V，调节RP1使回环向纵坐标右侧偏离0.1-0.2V。
3）按测得数据，画出两个电平检测器的回环。
3 ．反号器（AR）的调试( l )调零（2）测定输入输出比例．调节RP2使USC=-U Sr 。
4．逻辑控制器（DLC ）的调试（1）测试逻辑功能，列出真值表，真值表应符合下表（2）调试时的阶跃信号可从给定器和低压直流电源输出端得到。
可按下图进行连线测试。
直流电机调速控制ppt课件
参考教材 电子技术基础 维修电工 电机与变压器 p半pt精导选体版变流技术 电力电子技术 元器件手册 上21 网
④反馈信号用光电耦合电路取样。
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电子技术基础 维修电工（技师 高级技师） 半导体变流技术 电力电子技术 自动控制原
理 上网
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⑤可控整流电路和电机励磁电源的 改进
调速系统分交流和直流调速系统， 由于直流调速系统的调速范围广，静 差率小、稳定性好以及具有良好的动 态性能。因此在相当长的时期内，高 性能的调速系统几乎都采用了直流调 速系统。
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这就是所谓的电 源—电动机调速 系统（V—M） 系统，它属于开 环系统。
用晶闸管触发可控整流电路 实现电枢电压可调，从而达到改 变电机转速的目的。
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电子技术基础 维修电工（技 师 高级技师） 半导体变流技 术 电力电子技术 自动控制原 理 电机与变压器 上网
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⑥调速旋纽的改进
1、触摸式音量控制器代替RP22速度控制电位 器。
2、将电路改动后试运行。
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场效应管增强型N-MOS
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⑦全电路测量与调试
④电路中反馈信号直接在主电路取样，设备维护和检修 时有安全隐患，建议用光电耦合器隔离取样。
⑤可控整流电路和电机励磁电源有改进空间。
⑥手动调速旋纽使用时间长了会接触不良，影响系统稳 定，建议用触摸式电压调节器来改进。
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2、在原电路基础上提出改进意见，并重新绘
制系统原理图。
①用比例调节器代替原来的放大和比 较节。
他励直流电机的调速
晶闸管直流调速系统实验
第一章DJDK-1 型电力电子技术及电机控制实验装置简介1-1 控制屏介绍及操作说明一、特点(1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、《直流调速系统》、《交流调速系统》、《电机控制》及《控制理论》等课程所开设的主要实验项目。
(2)实验装置占地面积小，节约实验室用地，无需设置电源控制屏、电缆沟、水泥墩等，可减少基建投资；实验装置只需三相四线的电源即可投入使用，实验室建设周期短、见效快。
(3)实验机组容量小，耗电小，配置齐全；装置使用的电机经过特殊设计,其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组。
(4)装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、清晰、直观；实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备，造成该设备损坏；电路连接方式安全、可靠、迅速、简便；除电源控制屏和挂件外，还设置有实验桌，桌面上可放置机组、示波器等实验仪器，操作舒适、方便。
电机采用导轨式安装，更换机组简捷、方便；实验台底部安装有轮子和不锈钢固定调节机构，便于移动和固定。
(5)控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，切实有效保护操作者的人身安全，为开放性的实验室创造了前提条件。
(6)挂件面板分为三种接线孔，强电、弱电及波形观测孔，三者有明显的区别，不能互插。
(7)实验线路选择紧跟教材的变化，完全配合教学内容，满足教学大纲要求。
图1-1 DJDK-1 电力电子技术及电机控制实验装置外形图二、技术参数(1)输入电压三相四线制 380V±10% 50±1Hz(2)工作环境环境温度范围为-5～40℃，相对湿度≤75%，海拔≤1000m(3)装置容量：≤1.5kVA(4)电机输出功率:≤200W(5)外形尺寸：长×宽×高=1870㎜×730㎜×1600㎜1-2 DJK01电源控制屏电源控制屏主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源等；同时为实验提供所需的仪表，如直流电压、电流表，交流电压、电流表。
电力电子技术(第二版)课件
电力电子技术的发展趋势
总结词
未来电力电子技术的发展趋势包括更高频率的电能转换、更高效的能量管理和系统集成、 以及更智能的控制策略。
详细描述
随着电力电子技术的不断发展，未来的电能转换将向更高频率的方向发展，这将有助于减小设备体积和重量， 提高系统效率。同时，随着能源危机和环境问题的日益严重，更高效的能量管理和系统集成成为电力电子技 术的重要发展方向。此外，人工智能和自动控制技术的不断发展，也将推动电力电子技术向更智能的控制策
VS
详细描述
交流调压电路主要由自耦变压器或接触器 组成，通过控制自耦变压器或接触器的通 断状态，改变交流电的电压波形，从而实 现交流电压的调节。交流调压电路广泛应 用于灯光调节、电机调速、加热器控制等 场合。
04
电力电子技术的应用
电力系统
电力系统控制
分布式发电与微电网
利用电力电子技术实现对电力系统电 压、电流、频率等的精确控制，提高 电力系统的稳定性和可靠性。
电力电子技术(第二版)课件
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件 • 电力电子电路 • 电力电子技术的应用 • 电力电子技术的未来展望
01
电力电子技术概述
定义与特点
总结词
电力电子技术是利用半导体电力电子器件进行电能转换和控制的学科领域。
详细描述
电力电子技术主要研究将电能从一种形式转换为另一种形式，例如从交流（AC）转换为直流（DC），或从一个 电压级别转换到另一个电压级别。它涉及的半导体电力电子器件包括晶体管、可控硅整流器（SCR）、可关断晶 闸管（GTO）等。
节能控制
通过电力电子技术实现设备的节能控制，降低能耗，提高能源利用 效率。
智能家居与楼宇自动化
利用电力电子技术实现智能家居和楼宇自动化，提高居住环境的舒 适度和节能性。
晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验报告
晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验报告一、实验目的1.熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
2.掌握晶闸管直流调速系统的参数测试及反馈环节测定方法和测试条件。
二、实验内容1.测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻 R。
2.测定晶闸管直流调速系统主电路总电感 L。
3.测定直流电动机 - 发电机 - 测速发电机飞轮惯量 GD2。
4.测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数 T d。
5.测定直流发电机电动势常数C e和转矩常数 C T。
6.测定晶闸管直流调速系统机电时间常数 T m。
7.测定晶闸管触发及整流装置特性 U d =ƒ(U ct)。
8.测定测速发电机特性 U TG =ƒ(n)。
三、实验设备四、实验原理五、实验步骤（一）测定晶闸管直流调速系统主电路电阻。
伏安比较法测量1. 测量电枢回路总电阻RR=R a + R L + R n (电枢电阻R a、平波电抗器电阻R L 、整流装置内阻R n ）（1）不加励磁、电机堵转（2）合上S1和S2，调节给定，使输出电压到30%-70%的额定电压调节电阻，使枢电流80%-90%的额定电流测定U1和I1。
（3）断开S2测定U2和I2。
（4）计算电枢回路总电阻R=(U2-U1)/( I1 - I2)合上S1和S2测得U1=100V, I1=0.95A;断开S2测得U2=103V，I2=0.63A；R=(U2-U1)/( I1 - I2)=(103V-100V)/(0.95A-0.63A)=9.375Ω2. 电枢电阻 R a（1）短接电机电枢（2）不加励磁、电机堵转（3）合上S1和S2，调节给定，使输出电压到30%-70%的额定电压调节电阻，使枢电流80%-90%的额定电流测定U1’和I1’。
（4）断开S2测定U2’和I2’。
（5）计算平波电抗器电阻R L和整流装置内阻R n： R L + R n =(U2’-U1’)/(I2’-I1’) 电枢电阻R a ：R a =R-(R L + R n)合上S1和S2测得U1’=95V，I1’=1.15A断开S2测得U2’=97V，I2’=0.80AR L + R n =(U2’-U1’)/(I2’-I1’)=(97V-95V)/(1.15A-0.8A)=5.714ΩR a =R-(R L + R n)=9.375Ω-5.714Ω=3.661Ω3. 平波电抗器电阻 R L（1）短接电抗器两端（2）不加励磁、电机堵转（3）合上S1和S2，调节给定，使输出电压到30%-70%的额定电压调节电阻，使枢电流80%-90%的额定电流测定U1’ ’和I1’ ’ 。
电力电子技术(第2版)课件绪论
四、电力电子技术的应用
电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水 等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。 电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感 应加热电源、淬火电源等场合。
四、电力电子技术的应用
（2）交通运输。电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电 力机车中的直流机车采用整流装置，交流机车采用变频装置。 直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中， 电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电动机传动外，车 辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。 电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制， 其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一辆高级汽车中需 要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。
四、电力电子技术的应用
（4）电子装置用于电源。各种电子装置一般都需要不同电 压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直 流电源采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的 工作电源、微型计算机内部的电源也都采用高频开关电源。 在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于 开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐步取代了线性 电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源， 所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
二、电力电子技术的发展
由场控和双极型合成的新一代电力电子器件，如绝缘栅双 极型晶体管（IGT或IGBT）和MOS控制晶闸管（MCT） 也正在兴起，容量也已相当大。这些新器件均具有门极关 断能力，且工作频率可以大大提高，使电力电子电路更加 简单，使电力电子装置的体积、重量、效率、性能等各方 面指标不断提高，它将使电力电子技术发展到一个更新的 阶段。与此同时，电力电子器件、电力电子电路和电力电 子装置的计算机模拟和仿真技术也在不断发展。
电力电子技术及自动控制系统实验指导书：晶闸管直流调速系统的调试
实验三 晶闸管直流调速系统的调试一、实验目的1.分析晶闸管半控桥式整流电路电机负载（反电动势负载）时的电压、电流波形。
2.熟悉典型小功率晶闸管直流调速系统的工作原理，掌握直流调速系统的整定与调试。
3.测定直流调速系统的机械特性。
二、实验设备高自EAD —I 型电力电子与自控系统实验装置 万用表 双踪示波器 滑动变阻器直流电机机组，带涡流制动和机械制动负载，并有光电数字测速计及转速反馈模拟量输出。
机组的直流电机为SZD01型稀土高性能永磁直流电动机，电机的额定值为P nom =100W ，U nom =90V ，I nom =1.5A ，n nom =1000，T nom =1Nm ，Ω=11a R 。
三、实验电路实验电路具体接线如图3-1所示 四、实验原理此调速系统是小容量晶闸管直流调速装置，适用于4kW 以下直流电动机无级调速。
装置的主回路采用单相半控桥式晶闸管可控整流电路，触发电路采用电压控制的单结晶体管移相触发电路。
具有电压负反馈和电流正反馈及电流截止负反馈环节，电路均为分离元件，用于要求不太高的小功率传动调速场合。
1.晶闸管直流调速系统的基本工作原理虽然采用转速负反馈可以有效地保持转速的近似恒定，但安装测速发电机比较麻烦，费用也多。
所以在要求不太高的场合，往往以电压负反馈加电流正反馈来代替转速负反馈。
这是由于当负载转矩变化（设转矩增加）而使转速降低时，电动机的电枢电流将增加，而电流的增加，整流装置的内阻和平波电抗器上的电压降落也成正比地增加，这样，电动机电枢两端的电压将减小，转速也因此要下降，因而可考虑引入电压负反馈，使电压保持不变。
另一方面，电枢电流（d I ）的大小也间接地反映了负载转矩l T （扰动量）的大小（d T m l I K T T Φ=≈），因此可考虑采用扰动顺馈补偿，引入电流正反馈，以补偿因负载转矩l T （扰动）增加而形成的转速降。
电压负反馈不能弥补电枢压降所造成的转速降落，调速性能不太理想。
晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验报告
晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验报告实验报告:晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定1.引言晶闸管直流调速系统是目前广泛应用于工业生产中的一种主要电力调速装置。
了解晶闸管直流调速系统的参数和环节特性对于系统的稳定运行和性能优化具有重要意义。
本实验旨在通过实验测定的方式获得晶闸管直流调速系统的参数和环节特性，并对其进行分析和评价。
2.实验设备和原理实验所使用的设备包括晶闸管直流调速系统、信号发生器、示波器等。
晶闸管直流调速系统由晶闸管单元、电机、测速装置和控制电路等组成。
系统的调速性能受到许多因素的影响，如比例增益、积分时间常数、微分时间常数等。
3.实验步骤3.1参数测定首先调节信号发生器产生脉冲信号，并连接至晶闸管控制器的脉冲控制口。
设置信号发生器的频率和幅度，记录下晶闸管控制器的输出电压和输出脉冲宽度。
通过改变信号发生器的频率和幅度，重复上述步骤，获得晶闸管控制器的不同输出电压和输出脉冲宽度。
3.2环节特性测定将信号发生器的正弦波信号连接至晶闸管控制器的控制口，设置不同频率的信号，并记录下晶闸管控制器的输出电压和输出电流。
通过改变信号发生器的频率，重复上述步骤，获得晶闸管控制器的不同输出电压和输出电流。
4.实验数据处理和结果分析通过实验测得的参数和环节特性数据，进行数据处理和结果分析，得出晶闸管直流调速系统的参数和环节特性。
参数包括比例增益、积分时间常数、微分时间常数等；环节特性包括传递函数、开环增益和相位等。
5.结果及讨论根据实验数据处理和结果分析，得出晶闸管直流调速系统的参数和环节特性。
分析系统的稳定性和性能优化的方法，如调节比例增益、积分时间常数和微分时间常数等参数的取值。
讨论实验结果的局限性和可能存在的误差。
6.结论通过实验测定和结果分析，得出晶闸管直流调速系统的参数和环节特性，并对系统的稳定性和性能优化提出了建议。
实验结果有助于理解晶闸管直流调速系统的工作原理和设计方法，为实际应用提供指导和参考。
新电力电子技术第二讲晶闸管
1.3 半控器件—晶闸管全称晶体闸流管，又称可控硅整流器（SCR ）。
1、晶闸管的结构与工作原理晶闸管结构图、双晶体管模型图、工作原理图和符号图如图1所示，晶闸管的管芯是P1N1P2N2四层半导体，形成3个PN 结J1、J2和J3。
可等效为PNP 和NPN 两个三极管。
图1 晶闸管结构图、双晶体管模型图、工作原理图和符号图晶闸管的工作原理是：门极电流I G ↑→I b2↑→I c2(I b1)↑→Ic 1↑→I K ↑，阳极A 、阴极K 饱和导通。
2、晶闸管工作特点是：（1）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。
（2）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。
（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。
（4）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以下 。
3、晶闸管电流关系 根据晶体管的工作原理和结点电流定律，得：I I I CBO A C 111+=αI I I CBO K C 222+=αI I I G A K +=I I I C C A 21+=)(121CBO2CBO1G 2A ααα+-++=I I I I （2-1） 阻断状态：I G =0，α1+α2很小。
流过晶闸管阳极的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和。
开通状态：若注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致α1+α2趋近于1，则流过晶闸管的电流I A将趋近于无穷大，实现饱和导通，I A实际由外电路决定。
4、闸管静态特性晶闸管静态V-I特性曲线图如图2所示。
图2 晶闸管静态V-I特性曲线图（1）正向特性：I G=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。
正向电压超过正向转折电压U bo，则漏电流急剧增大，器件开通。
随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。
晶闸管本身的压降很小，在1V左右。
（2）反向特性：反向特性类似二极管的反向特性。
反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。
晶闸管直流调速系统
电力电子课程设计书——晶闸管直流调速系统设计******班级：机电二班学号：***********指导教师：***2012-7-3一、设计意义及目的通过课程设计是学生对本课程所学内容加深理解另一方面让学生熟悉工程设计的过程、规范和方法能正确查阅技术资料、技术手册和标准培养学生工程设计能力。
二、设计技术数据及要求1. 直流电动机额定数据2. 主电路中晶闸管要有过电压、过电流及抑制其正向电压上升率、正向电流上升率的保护电路。
3.选择合适的晶闸管触发电路。
三、设计内容1.系统调速方案的确定。
2.主电路的选择与计算a.整流变压器次级电压的计算整流变压器次级电流及变压器容量的计算b.电枢整流桥路中晶闸管额定电压和额定电流的计算,以及晶闸管型号的确定。
C. 电枢电感M L的计算整流变压器漏电感BL的计算。
3.主电路中各种保护电路的选用及元件参数计算。
摘要直流电动机具有良好的起、制动性能宜于在大范围内平滑调速在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。
晶闸管问世后生产出成套的晶闸管整流装置组成晶闸管—电动机调速系统简称V-M系统和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
本文首先明确了设计的任务和要求在了解了转速电流双闭环直流调速系统的调速原理后依次对晶闸管相控整流调速系统的主电路保护电路检测电路和触发电路进行了设计并且计算了相关参数。
最后给出了这次设计的心得体会参考文献和系统的电气总图。
目录设计任务及要求摘要第一章晶闸管直流调速系统概述第一节直流调速系统的组成第二节双闭环直流调速系统的静特性第二章系统主电路原理分析第一节晶闸管直流电动机调速系统原理第二节总体方案第三节三相桥式全控整流电路第三章系统参数计第一节整流变压器参数计算第二节晶闸管参数计算第三节其他参数计算第四章保护电路第一节过电压保护第二节过电流保护第五章系统控制电路设计第一节信号检测电路设计第二节系统调节器第三节触发电路心得第一章晶闸管直流电动机调速系统概述直流调速系统通过调节控制电压Uc就可改变电动机的转速。
晶闸管直流调速系统参数和环节特
晶闸管直流调速系统参数和环节特性测定一、实验目的熟悉晶闸管直流调速系统的组成及基本原理熟悉晶闸管直流调速系统各个环节的工作特性熟悉晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法二、实验内容测定晶闸管直流调速系统电枢回路电阻测定晶闸管直流调速系统电枢回路电感测定直流电机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量测定晶闸管直流调速系统电枢回路电磁时间常数测定直流电动机电动势常数和转矩常数测定晶闸管直流调速系统机时间常数测定晶闸管触发及整流装置特性测定测速发电机特性三、晶闸管直流调速系统的组成及其基本原理晶闸管直流调速系统由三相调压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器和电机-发电机组等组成。
本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路控制回路可直接由给定电压作为触发器的移相控制电压，改变电压大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。
四、晶闸管直流调速系统的各个环节的工作特性三相调压器：主要工作原理是将四层三端半导体器件，接在电源和负载中间，配上相应的触发控制电路板，就可以调整加到负载上的电压、电流和功率。
晶闸管整流调速装置：电动机的电枢和磁场均可由晶闸管整流器供电，因为该整流器的直流电压可通过触发延迟角均匀调节，电动机的转速便可以得到均匀改变而达到无级调速。
平波电抗器：平波电抗器用于整流以后的直流回路中。
整流电路的脉波数总是有限的，在输出的整直电压中总是有纹波的。
这种纹波往往是有害的，需要由平波电抗器加以抑制。
电机-发电机组：发电是将其他形式的能源转换成电能的机械装置。
电动机是把电能转换成机械能的一种设备。
五、晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法1．电枢回路电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻Ra，平波电抗器的直流电阻RL和整流装置的内阻Rn，即R=Ra+RL+Rn为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路如图6-1所示。
将变阻器RP（可采用两只600Ω电阻并联）接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。
功率电子课程设计-晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验
晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验晶闸管直流调速系统在电气传动领域中应用的非常广泛，在理论和实践等方面都是比较成熟的系统。
由于它的技术性能优越，在生产企业中，如各种金属切削机床、轧钢机、挖掘机等方面得到了日益广泛的应用。
因此，加强对晶闸管直流调速系统的认识和掌握，可大大提高该专业学生解决实际问题的能力。
本课程设计介绍了晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验的实验目的、实验原理、实验内容、计算机仿真实验、实验总结等内容。
1、实验目的（1）熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
（2）掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
2、实验原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机—发电机住等组成。
在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压U g作为触发器的移相控制电压U ct，改变Ug的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。
实验系统的组成原理如图1所示。
图1 晶闸管直流调速实验系统原理图3、实验内容（1）测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。
（2）测定晶闸管直流调速系统住电感值L。
（3）测定直流电机—直流发电机—测速发电机组的飞轮惯量GD2。
（4）测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d。
（5）测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M。
（6）测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M。
（7）测定晶闸管出发及整流装置特性U d=ƒ(U ct)。
（8）测定测速发电机特性U TG=ƒ（n）。
4、实验仿真晶闸管直流调速实验系统的原理图如图1所示。
该系统由给定信号、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。
图2是采用面向电气原理图方法构成的晶闸管直流调速系统的仿真模型。
下面介绍各部分建模与常数设置过程。
图2 晶闸管开环直流调速系统的仿真模型4.1系统的建模和模型参数设置系统的建模包括主电路的建模和控制电路的建模两部分。
晶闸管—直流电动机调速系统
7.1 晶闸管—直流电动机调速系统采用晶闸管可控整流电路给直流电动机供电，通过移相触发，改变直流电动机电枢电压，实现直流电动机的速度调节。
这种晶闸管—直流电动机调速系统是电力驱动中的一种重要方式，更是可控整流电路的主要用途之一。
可以图7-1所示三相半波晶闸管—直流电动机调速系统为例，说明其工作过程和系统特性。
直流电动机是一种反电势负载，晶闸管整流电路对反电势负载供电时，电流容易出现断续现象。
如果调速系统开环运行，电流断续时机械特性将很软，无法负载；如果闭环控制，断流时会使控制系统参数失调，电机发生振荡。
为此，常在直流电机电枢回路内串接平波电抗器Ld，以使电流Id尽可能连续。
这样，晶闸管—直流电动机调速系统的运行分析及机械特性，必须按电流连续与否分别讨论。
8.1.1 电流连续时如果平波电抗器Ld电感量足够大，晶闸管整流器输出电流连续，此时晶闸管—直流电动机系统可按直流等值电路来分析，如图7-2所示。
图中，左半部代表电流连续时晶闸管整流器的等效电路，右半部为直流电动机的等效电路。
由于电流连续，晶闸管整流器可等效为一个直流电源Ud与内阻的串联，Ud为输出整流电压平均值（7-1）式中U为电源相压有效值，为移相触发角。
电流连续情况下，晶闸管有换流重迭现象，产生出换流重迭压降，相当于整流电源内串有一个虚拟电阻，其中LB为换流电感。
再考虑交流电源（整流变压器）的等效内电阻Ro，则整流电源内阻应为，如图所示。
电流连续时直流电动机可简单地等效为为反电势E与电枢及平波电抗器的电阻总和Ra串联，而平波电抗器电感Ld在直流等效电路中是得不到反映的。
这样，根据图7-2等效电路，可以列写出电压平衡方程式为（7-2）式中，Ce为直流电机电势常数，φ为直流电机每极磁通。
求出电机转速为（7-3）可以看出，在电枢电流连续的情况下，当整流器移相触发角固定时，电动机转速随负载电流Id的增加而下降，下降斜率为。
当角改变时，随着空载转速点no的变化，机械特性为一组斜率相同的平行线。
新电力电子技术第二讲晶闸管
1.3 半控器件—晶闸管全称晶体闸流管，又称可控硅整流器（SCR ）。
1、晶闸管的结构与工作原理晶闸管结构图、双晶体管模型图、工作原理图和符号图如图1所示，晶闸管的管芯是P1N1P2N2四层半导体，形成3个PN 结J1、J2和J3。
可等效为PNP 和NPN 两个三极管。
图1 晶闸管结构图、双晶体管模型图、工作原理图和符号图晶闸管的工作原理是：门极电流I G ↑→I b2↑→I c2(I b1)↑→Ic 1↑→I K ↑，阳极A 、阴极K 饱和导通。
2、晶闸管工作特点是：（1）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。
（2）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。
（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。
（4）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以下 。
3、晶闸管电流关系根据晶体管的工作原理和结点电流定律，得：I I I CBO A C 111+=αI I I CBO K C 222+=αI I I G A K +=I I I C C A 21+=)(121CBO2CBO1G 2A ααα+-++=I I I I （2-1） 阻断状态：I G =0，α1+α2很小。
流过晶闸管阳极的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和。
开通状态：若注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致α1+α2趋近于1，则流过晶闸管的电流I A将趋近于无穷大，实现饱和导通，I A实际由外电路决定。
4、闸管静态特性晶闸管静态V-I特性曲线图如图2所示。
图2 晶闸管静态V-I特性曲线图（1）正向特性：I G=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。
正向电压超过正向转折电压U bo，则漏电流急剧增大，器件开通。
随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。
晶闸管本身的压降很小，在1V左右。
（2）反向特性：反向特性类似二极管的反向特性。
反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。