单相交流调功电路实验

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单相交流调压电路实验报告

单相交流调压电路实验报告

大学电力电子技术课程设计总结报告题目:单相交流调压电路学生姓名:系别:专业年级:指导教师:年月日一、实验目的与要求(1)加深理解单相交流调压电路的工作原理。

(2)掌握单相交流调压电路的调试步骤和方法。

(3)熟悉单相交流调压电路各点的电压波形。

(4) 掌握直流电动机调压调速方法电力电子技术是专业技术基础课,做课程设计是为了让我们运用学过的电路原理的知识,独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告、制作电路等,进一步加深对变流电路基本原理的理解,提高运用基本技能的能力,为今后的学习和工作打下良好的基础,同时也锻炼了自己的实践能力。

二、实验设备及仪器1、DT01B 电源控制屏2、DT09 转速显示3、DT15 交流电压表4、DT14 直流电流表5、DT20 电阻(900欧)6、DT04 电阻(3000欧)7、DT02 220V直流稳压电源8、DDS12单相交流调压电路触发器9、DD202 晶闸管、二极管、续流二极管、电感 10、导线若干 11、双踪示波器三、实验线路及原理1、主电路的设计所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位,可以方便的调节输出电压的有效值。

交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软启动,也用于异步电动机调速。

此外,在高电压小电流或低电压大电流之流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。

本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。

由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系,因此下面就反电势电阻负载予以重点讨论。

①电阻负载图1、图2分别为电阻负载单相交流调压电路图及其波形。

图中的晶闸管VT1和VT2也可以用一个双向晶闸管代替。

在交流电源U2的正半周和负半周,分别对VT1和VT2的移相控制角进行控制就可以调节输出电压正、负半周α起始时刻(α=0),均为电压过零时刻。

在tωα=时,对VT1施加触发脉冲,当VT1正向偏置而导通时,负载电压波形与电源电压波形相同;在tωπ=时,电源电压过零,因电阻性负载,电流也为零,VT1自然关断。

单相交流调压电路实验总结

单相交流调压电路实验总结

单相交流调压电路实验总结1. 实验目的本实验旨在通过搭建单相交流调压电路,研究和了解调压原理,探究电压调节器的工作原理,掌握电压调节器的设计和使用方法。

2. 实验原理单相交流调压电路是一种能够将输入的交流电源电压调节到特定输出电压的电路。

通过调整器件的导通角度来改变直流电压的大小,从而实现对交流电源进行调节。

常见的调压器有可控硅调压器和晶闸管调压器。

本实验以晶闸管调压器为例,其主要由变压器、调压变压器、晶闸管、负载等组成。

通过改变触发信号的时刻,来控制晶闸管的导通和截断,从而改变输出电压的大小。

3. 实验步骤与结果3.1 实验步骤1.搭建单相交流调压电路,连接变压器、调压变压器、晶闸管和负载。

2.接通电源,调节输出电压调节器的电位器,观察输出电压的变化。

3.改变触发信号的时刻,观察输出电压的变化。

3.2 实验结果根据实验步骤进行实验后,观察到输出电压随着调节器电位器的调节而改变,同时观察到改变触发信号的时刻会对输出电压产生影响。

4. 重要观点与关键发现•晶闸管调压电路可以实现对交流电源电压的调节。

•调压电路主要由变压器、调压变压器、晶闸管和负载等组成。

•通过改变导通角度来控制晶闸管的导通和截断,从而调节输出电压的大小。

•输出电压的大小和触发信号的时刻密切相关。

5. 进一步思考1.通过实验可以发现,调压电路可以实现对交流电源电压的调节。

然而,在实际应用中,还需要考虑电流、功率等因素。

如何在保证电压稳定的前提下,实现对电流和功率的控制,是一个值得研究的问题。

2.实验中使用的是晶闸管调压器,还有其他类型的调压器,如可控硅调压器等。

不同类型的调压器具有不同的特点和适用范围,可以进行更深入的研究和比较。

3.在实验过程中,可能会遇到一些问题,如晶闸管发热、功率损耗等。

如何在设计和使用调压器时解决这些问题,可以进行进一步的探索和优化。

4.在实际应用中,调压器多用于电力系统中,如电网调压、高压输电线路调压等。

如何在复杂的电网环境下实现稳定的调压效果,是一个具有挑战性的问题,值得深入研究。

单相交流调压电路实验步骤

单相交流调压电路实验步骤

单相交流调压电路实验步骤
一、将实验台左侧面大旋钮逆时针(向“小”指示方向)转到头。

二、将PAC14单元中“锯齿波同步触发电路I”中的“RP2”可调旋钮顺时针转到头。

三、将MEC42单元中的“R3”、“R4”两个可调电阻旋钮逆时针(向“增大”方向)转到头。

四、按图接线。

五、打开实验台左侧MEC01单元中的“电源总开关”。

打开PAC09A单元中“直流稳压电
路”部分中的“电源开关”。

六、将MEC01单元中的“电压指示切换”开关拨到“三相调压输出”档,调节实验台左侧
面大旋钮,使“电压指示”指针大概指到30左右。

七、将示波器探头接到电阻负载两端,此时开始将PAC14单元中“锯齿波同步触发电路I”
中的“RP2”可调旋钮向逆时针方向慢慢旋转,过程中可观察到单相交流调压电路中负载两端电压波形的变化。

(观察过程中可由负载两端电压波形推断触发角大小,此时最好不要让触发角大于120度,否则实验台容易报警停机)
八、若观察过程中因为各种原因无法观察到正确波形,应按MEC01单元红色“停止”按钮。

关闭PAC09A单元中“直流稳压电路”部分中的“电源开关”,然后查找原因。

排除问题后,重新返回第一步开始向下进行。

实验过程中一定要注意安全!。

单相交流调压电路仿真实验报告

单相交流调压电路仿真实验报告

单相交流调压电路仿真实验报告一、实验目的本实验旨在通过仿真模拟,深入理解单相交流调压电路的工作原理和性能特点,掌握其电压调节原理和操作方法,提高对电力电子技术的理解和应用能力。

二、实验原理单相交流调压电路是通过控制开关器件的通断,调节输入交流电压的幅值和相位,以达到调节输出电压的目的。

根据控制方式的不同,单相交流调压电路可以分为斩波调压和相控调压两种。

本实验采用斩波调压方式。

斩波调压是通过控制开关器件的通断时间,调节输出电压的幅值。

当开关器件导通时,输出电压为输入电压;当开关器件关断时,输出电压为0。

通过调节开关器件的通断时间,可以改变输出电压的平均值,从而实现调节输出电压幅值的目的。

三、实验设备本实验使用MATLAB/Simulink软件进行仿真模拟,实验设备包括计算机、MATLAB/Simulink软件、电源模块、电阻器、电感器和开关器件等。

四、实验步骤1. 打开MATLAB/Simulink软件,新建一个仿真模型;2. 搭建单相交流调压电路的仿真模型,包括电源模块、电阻器、电感器、开关器件等;3. 设置仿真参数,如仿真时间、采样时间等;4. 启动仿真,观察并记录仿真结果;5. 分析仿真结果,包括输出电压的波形、相位、幅值等;6. 调整开关器件的通断时间,观察输出电压的变化,并分析斩波调压原理;7. 整理实验数据和波形,撰写实验报告。

五、实验结果与分析通过仿真模拟,我们得到了单相交流调压电路在不同开关器件通断时间下的输出电压波形。

从实验结果可以看出,当开关器件导通时间越长,输出电压的幅值就越高;当开关器件关断时间越长,输出电压的幅值就越低。

这个结果表明斩波调压原理是可行的。

此外,我们还观察了输出电压的相位变化。

当开关器件导通时,输出电压与输入电压同相位;当开关器件关断时,输出电压为0。

这说明斩波调压方式不会改变输出电压的相位。

六、结论与总结通过本次单相交流调压电路的仿真实验,我们深入了解了斩波调压电路的工作原理和性能特点,掌握了其电压调节方法和操作技巧。

单相交流调压电路实验

单相交流调压电路实验

实验三单相交流调压电路实验(1)一、实验目的(1)加深理解单相交流调压电路的工作原理。

(2)加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。

(3)了解KC05晶闸管移相触发器的原理和应用。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理本实验采用KCO5晶闸管集成移相触发器。

该触发器适用于双向晶闸管或两个反向并联晶闸管电路的交流相位控制,具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有失交保护、输出电流大等优点。

单相晶闸管交流调压器的主电路由两个反向并联的晶闸管组成,如图3-13所示。

图中电阻R用D42三相可调电阻,将两个900Ω接成并联接法,晶闸管则利用DJK02上的反桥元件,交流电压、电流表由DJK01控制屏上得到,电抗器L d从DJK02上得到,用700mH。

图 3-13 单相交流调压主电路原理图四、实验内容(1)KC05集成移相触发电路的调试。

(2)单相交流调压电路带电阻性负载。

(3)单相交流调压电路带电阻电感性负载。

五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关交流调压的内容,掌握交流调压的工作原理。

(2)学习本教材1-3节中有关单相交流调压触发电路的内容,了解KCO5晶闸管触发芯片的工作原理及在单相交流调压电路中的应用。

六、思考题(1)交流调压在带电感性负载时可能会出现什么现象?为什么?如何解决?(2)交流调压有哪些控制方式? 有哪些应用场合?七、实验方法(l)KCO5集成晶闸管移相触发电路调试将DJK01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DJK03的“外接220V ”端,按下“启动”按钮,打开DJK03电源开关,用示波器观察“1”~“5”端及脉冲输出的波形。

调节电位器RP1,观察锯齿波斜率是否变化,调节RP2,观察输出脉冲的移相范围如何变化,移相能否达到170°,记录上述过程中观察到的各点电压波形。

单相交流调压电路实验心得

单相交流调压电路实验心得

单相交流调压电路实验心得
在本次单相交流调压电路实验中,我深刻体会到了电路理论在实际应用中的重要性。

通过实验,我不仅加深了对单相交流调压电路工作原理的理解,还掌握了一些实用的实验技能。

实验开始前,我们先对单相交流调压电路的相关理论知识进行了学习,包括电路的组成部分、工作原理以及调压的实现方法等。

在实验过程中,我按照实验指导书的步骤进行操作,认真观察和记录实验现象,通过改变电阻值和控制信号,观察负载电压的变化,进一步理解了交流调压的工作原理。

通过本次实验,我还学会了如何使用示波器、万用表等仪器来测量和分析电路的性能。

这些实验技能将对我今后的学习和工作产生积极的影响。

这次实验让我对单相交流调压电路有了更深入的理解,也提高了我的实验技能和解决问题的能力。

我明白了理论知识与实践操作相结合的重要性,只有通过实际操作,才能真正理解和掌握所学的知识。

在今后的学习中,我将更加注重实践,不断提高自己的综合能力。

电力电子技术实验五之单相交流调压电路

电力电子技术实验五之单相交流调压电路

-15V
FBS(速度变换器)
1
RP
2
DZS(零速封锁器)
3
1
封锁
RP 4 2S2
解除
3
&1
+15V
-15V
MCL-33
+15V
0V
-15V
低压直流 电源输入
同步电源观察孔 脉冲观察孔
脉冲断
脉冲通
12345 6
Uct
+15V
Ub
移相控制电压
偏移电压
脉冲放大
Ublf
Ublr
控制
MCL-33挂件右上部触发脉冲通断开关 全部按起(脉冲通状态)。
MCL-31 低压控制电路及仪表
G(给定)
+15V RP1 RP1
RP2 -15V RP2
S1
S2
S1
正给定 -+
给定
S2
负给定 0V
V
+15V
低 压 电 源
给定电压显示
-15V
FBS(速度变换器)
1
RP
2
DZS(零速封锁器)
3
1
封锁
RP 4 2S2
解除
3
&1
+15V
-15V
MCL-33
+15V
0V
G(给定)
+15V RP1 RP1
RP2 -15V RP2
S1
S2
S1
正给定 -+
给定
S2
负给定 0V
V
+15度变换器)
1
RP
2
DZS(零速封锁器)
3

单相交流调压电路实验报告

单相交流调压电路实验报告

单相交流调压电路实验报告单相交流调压电路实验报告引言:在现代电力系统中,交流电压的调整和稳定对于各种电气设备的正常运行至关重要。

为了实现对交流电压的调节,单相交流调压电路应运而生。

本文将介绍一次单相交流调压电路的实验过程和结果。

实验目的:本次实验的目的是通过搭建单相交流调压电路,掌握调压电路的工作原理和调压效果,并通过实验数据分析,对调压电路的性能进行评估。

实验装置:1. 交流电源:提供实验所需的交流电源,频率为50Hz,电压为220V。

2. 变压器:将输入的220V交流电压转换为所需的输出电压。

3. 整流电路:将交流电压转换为直流电压。

4. 滤波电路:对整流后的直流电压进行滤波处理,使其更加稳定。

5. 调压电路:通过调节电路中的元件,实现对输出电压的调节。

实验步骤:1. 按照实验装置的接线图,将交流电源、变压器、整流电路、滤波电路和调压电路依次连接。

2. 打开交流电源,调节变压器的输出电压,使其达到所需的实验电压。

3. 通过示波器观察输出电压的波形,并记录下波形的峰值、峰-峰值和有效值。

4. 调节调压电路中的元件,观察输出电压的变化,并记录下调节前后的输出电压值。

5. 重复步骤4,记录不同调节状态下的输出电压值,以评估调压电路的性能。

实验结果:通过实验,我们得到了以下结果:1. 输出电压的波形为直流电压,具有较小的纹波。

2. 调节电路中的元件可以实现对输出电压的连续调节,并且调节范围较大。

3. 调节电路的调压效果良好,输出电压的稳定性较高。

实验分析:根据实验结果,我们可以得出以下分析:1. 变压器的作用是将输入的220V交流电压转换为所需的输出电压。

通过调节变压器的输出电压,可以实现对输出电压的初步调节。

2. 整流电路的作用是将交流电压转换为直流电压。

通过整流电路的滤波处理,可以使输出电压的纹波较小。

3. 调压电路的作用是通过调节电路中的元件,实现对输出电压的进一步调节。

通过实验数据的记录和分析,我们可以评估调压电路的性能,并对其进行优化和改进。

实验三 单相交流调压电路实验

实验三  单相交流调压电路实验

北京信息科技大学电力电子技术实验报告实验项目:单相交流调压电路实验学院:自动化专业:自动化(信息与控制系统)姓名/学号:贾鑫玉/2012010541班级:自控1205班指导老师:白雪峰学期:2014-2015学年第一学期实验三单相交流调压电路实验一.实验目的1.加深理解单相交流调压电路的工作原理。

2.加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求。

二.实验内容1.单相交流调压器带电阻性负载。

2.单相交流调压器带电阻—电感性负载。

三.实验线路及原理本实验采用了锯齿波移相触发器。

该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制,具有控制方式简单的优点。

晶闸管交流调压器的主电路由两只反向晶闸管组成。

四.实验设备及仪器1.教学实验台主控制屏2.NMCL—33组件3.NMEL—03组件4.NMCL-05(A)组件或NMCL—36组件5.二踪示波器6.万用表五.注意事项在电阻电感负载时,当α<ϕ时,若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量,损坏元件。

为此主电路可通过变压器降压供电,这样即可看到电流波形不对称现象,又不会损坏设备。

六.实验方法1.单相交流调压器带电阻性负载将NMCL-33上的两只晶闸管VT1,VT4反并联而成交流电调压器,接上电阻性负载(可采用两只900Ω电阻并联),并调节电阻负载至最大。

NMCL-31的给定电位器RP1逆时针调到底,使U ct=0。

调节锯齿波同步移相触发电路偏移电压电位器RP2,使α=150°。

合上主电源,用示波器观察负载电压u=f(t)的波形,调节U ct,观察不同α角时2.单相交流调压器接电阻—电感性负载(1)在做电阻—电感实验时需调节负载阻抗角的大小,因此须知道电抗器的内阻和电感量。

可采用直流伏安法来测量内阻,电抗器的内阻为R L =U L /I电抗器的电感量可用交流伏安法测量,由于电流大时对电抗器的电感量影响较大,采用自耦调压器调压多测几次取其平均值,从而可得交流阻抗。

单相交流电路及功率因数提高实验报告

单相交流电路及功率因数提高实验报告

单相交流电路及功率因数提高实验报告试验二单相沟通电路及功率因数的提高一、试验目的讨论正弦稳态沟通电路中电压、电流相量之间的关系。

了解日光灯电路的特点,理解改善电路功率因数的意义并把握其方法。

二、原理说明沟通电路中电压、电流相量之间的关系在单相正弦沟通电路中,各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律,即:工I = 0和》U = 0图1所示的RC串联电路,在正弦稳态信号U的激励下,电阻上的端电压Ur与电路中的电流I同相位,当R的阻值转变时,Ur和Uc的大小会随之转变,但相位差总是保持90°, UR的相量轨迹是一个半圆,电压U、Uc与Ur三者之间形成一个直角三角形。

即U = U R + U c,相位角0= acr tg (Uc / U r)转变电阻R时,可转变$角的大小,故RC串联电路具有移相的作用。

URUcURUc何RC串联电路图1 RC串联沟通电路及电压相量沟通电路的功率因数沟通电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比,即:cos 0= P / S其中0为电路的总电压与总电流之间的相位差。

沟通电路的负载多为感性(如日光灯、电动机、变压器等),电感与外界交换能量本身需要肯定的无功功率,因此功率因数比较低(cos 0 0.5)。

从供电方面来看,在同一电压下输送给负载肯定的有功功率时,所需电流就较大;若将功率因数提高(如cos 0= 1 ),所需电流就可小些。

这样即可提高供电设备的利用率,又可削减线路的能量损失。

所以,功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。

为了提高沟通电路的功率因数,可在感性负载两端并联适当的电容C,如图2所示。

并联电容C以后,对于原电路所加的电压和负载参数均未转变,但由于ic的出现,电路的总电流I减小了,总电压与总电流之间的相位差0减小,即功率因数COS0得到提高。

图2沟通电路的功率因数及改善日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成,C是补偿电容器,用以改善电路的功率因数,如图3所示。

单相交流调压电路实验总结

单相交流调压电路实验总结

单相交流调压电路实验总结一、实验目的本实验旨在通过搭建单相交流调压电路,掌握单相交流电路的基本原理和调压电路的工作原理,了解半波、全波和桥式整流电路的特点,并掌握使用示波器测量电压和电流信号的方法。

二、实验仪器和材料1. 万用表2. 示波器3. 电阻箱4. 二极管5. 变压器6. 电容器三、实验步骤及结果分析1. 搭建半波整流电路将变压器接入半波整流电路中,通过示波器观察输出端口的正弦波形,并测量输出端口的平均值和峰值。

结果显示,该半波整流电路输出直流电压幅值为输入交流电压幅值的一半。

2. 搭建全波整流电路将变压器接入全波整流电路中,通过示波器观察输出端口的正弦波形,并测量输出端口的平均值和峰值。

结果显示,该全波整流电路输出直流电压幅值为输入交流电压幅值的两倍。

3. 搭建桥式整流电路将变压器接入桥式整流电路中,通过示波器观察输出端口的正弦波形,并测量输出端口的平均值和峰值。

结果显示,该桥式整流电路输出直流电压幅值为输入交流电压幅值的两倍。

4. 搭建调压电路在全波整流电路的基础上,加入稳压二极管和电容器,形成调压电路。

通过示波器观察输出端口的正弦波形,并测量输出端口的平均值和峰值。

结果显示,该调压电路可以稳定地输出设定的直流电压。

四、实验总结通过本次实验,我们掌握了单相交流电路的基本原理和调压电路的工作原理。

我们了解了半波、全波和桥式整流电路的特点,并掌握了使用示波器测量信号的方法。

在搭建调压电路时,我们还学会了如何使用稳压二极管和电容器来稳定输出直流电压。

这些知识对于我们深入学习交流电路和实际工程应用都具有重要意义。

单相交流调压电路实验

单相交流调压电路实验

实验一 单相交流调压电路实验一.实验目的:1.加深理解单相交流调压电路的工作原理;2.加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。

二.实验内容:1.单相调压电路带电阻性负载实验;2.单相交流调压电路带电阻电感性负载实验。

三.实验过程:1、电阻性负载实验:按图1-1接好线路(蓝色为电源电压波形,黄色为负载电压波形,红色为负载电流波形)晶闸管脉冲触发角度: 绘制波形:结论: 2、带电阻电感性负载实验:按图1-2接好线路分别取脉冲触发角大于,等于和小于功率因数角φ三种情况。

当选R1和L 时,φ=48o 当选R2和L 时,φ=20o 当选R3和L 时,φ=18o图1-1图1-2绘制波形:结论:实验二功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一.实验目的:1.熟悉MOSFET主要参数的测量方法;2.掌握MOSFET对驱动电路的要求;3.掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法。

二.实验内容:1.MOSFET静态特性及主要参数测试:=GS(th)跨导gm=绘制转移特性曲线(2=on绘制输出特征曲线2.驱动电路研究:(1)快速光耦输入、输出延时时间测试;波形记录:延迟时间(2)驱动电路的输入、输出延时时间的测试; 波形记录:延迟时间3.动态特性测试:(1)电阻负载MOSFET开关特性测试;波形记录:开关时间:(2)电阻、电感负载MOSFET开关特性测试;波形记录:开关时间:(3)RCD缓冲电路对MOSFET开关特性的影响测试;波形记录:开关时间:(4)栅极反压电路对MOSFET开关特性的影响测试;波形记录:开关时间:(5)不同栅极电阻对MOSFET开关特性的影响测试。

波形记录:开关时间:实验三绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特性与驱动电路研究一.实验目的:1.熟悉IGBT主要参数的测量方法;2.掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。

二.实验内容:1.MOSFET静态特性及主要参数测量:(1)开启阀值电压V ge(th)测量;=ge(th跨导gm=(3)导通电阻R on的测量。

单相交流电路及功率因数的提高实验报告

单相交流电路及功率因数的提高实验报告

1 实验二单相交流电路及功率因数的提高一、实验目的1. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。

2. 了解日光灯电路的特点理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

二、原理说明 1. 交流电路中电压、电流相量之间的关系在单相正弦交流电路中各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律即∑I0和∑U0 图1所示的RC串联电路在正弦稳态信号U的激励下电阻上的端电压RU与电路械牡缌鱅同相位当R的阻值改变时RU和CU的大小会随之改变但相位差总是保持90°RU的相量轨迹是一个半圆电压U、CU与RU三者之间形成一个直角三角形。

即URUCU相位角φacr tg Uc / UR 改变电阻R时可改变φ角的大小故RC串联电路具有移相的作用。

图1 RC串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比即cosφP / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。

交流电路的负载多为感性如日光灯、电动机、变压器等电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率因此功率因数比较低cosφ0.5。

从供电方面来看在同一电压下输送给负载一定的有功功率时所需电流就较大若将功率因数提高如cosφ1 所需电流就可小些。

这样即可提高供电设备的利用率又可减少线路的能量损失。

所以功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。

为了提高交流电路的功率因数可在感性负载两端并联适当的电容如图2所示。

并联电容以后对于原电路所加的电压和负载参数均未改变但由于cI的出现电路的总电流I 减小了总电压与总电流之间的相位差φ减小即功率因数cosφ得到提高。

2 2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成C是补偿电容器用以改善电路的功率因数如图3所示。

其工作原理如下当接通220V交流电源时电源电压通过镇流器施加于启辉器两电极上使极间气体导电可动电极双金属片与固定电极接触。

单相交流调功电路实验

单相交流调功电路实验

实验十四 单相交流调功电路实验一、实验目的熟悉调功电路的基本工作原理与特点。

二、实验所需挂件及附件 序号 型 号 备 注1 DJK01 电源控制屏2 DJK22 单相交流调压/调功电路3 双踪示波器 自备 4万用表自备三、实验线路及原理单相交流调功电路方框图如图3-20所示。

图3-20单相交流调功电路方框图交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同,只是控制的方式不同,它不是采用移相控制而采用通断控制方式。

交流调压是在交流电源的半个周期内作移相控制,交流调功是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,即负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

如图3-21所示,这种电路常用于电炉的温度控制,因为像电炉这样的控制对象,其时间常数往往很大,没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。

只要大致以周波数为单位控制负载所消耗的平均功率,故称之为交流调功电路。

图3-21交流调功电路典型波形图采用周波控制方式,使得负载电压电流的波形都是正弦波,不会对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。

此外由于在BCR 导通期间,负载上的电压保持为电源电压,因此若将此控制方式用于手电钻在低速下对玻璃或塑性材料进行钻孔,将非常有利。

图3-22是一个应用的实验线路,选用灯泡作为实验负载,从灯泡亮、暗时段的变化,可了解交流调功电路的原理与特征。

实验线路中双向晶闸管的触发信号由555组成振荡器,LO ADBCR TLC336A1A2gu 脉宽可调矩形波信号发生器产生一个占空比可调的触发脉冲,并通过模拟门形成可靠的触发信号,其频率要低于市电的频率,并可在一定的范围内调节。

详细的电路原理及电路参数见图3-22。

四、实验内容交流调功电路的测试。

五、思考题(1)交流调压与交流调功电路的电路结构是否相同,控制方式有什么不同?(2)说明这两种交流控制方式的特点,并例举它们的应用。

单相交流电路及功率因数的提高实验报告

单相交流电路及功率因数的提高实验报告

实验二单相交流电路及功率因数的提高一、实验目的1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。

2.了解日光灯电路的特点,理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

二、原理说明1.交流电路中电压、电流相量之间的关系在单相正弦交流电路中,各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律,即:工I = 0和》U = 0图1所示的RC串联电路,在正弦稳态信号U的激励下,电阻上的端电压U R与电路中的电流I同相位,当R的阻值改变时,U R和U c的大小会随之改变,但相位差总是保持90°, U R的相量轨迹是一个半圆,电压U、U c与U R三者之间形成一个直角三角形。

即U = U R+ U c,相位角0= acr tg (Uc / U R)改变电阻R时,可改变$角的大小,故RC串联电路具有移相的作用。

URUc何RC串联电路图1 RC串联交流电路及电压相量2.交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比,即:cos 0= P / S其中0为电路的总电压与总电流之间的相位差。

交流电路的负载多为感性(如日光灯、电动机、变压器等) ,电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率,因此功率因数比较低(cos 0< 0.5)。

从供电方面来看,在同一电压下输送给负载一定的有功功率时,所需电流就较大;若将功率因数提高(如cos 0= 1 ),所需电流就可小些。

这样即可提高供电设备的利用率,又可减少线路的能量损失。

所以,功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。

为了提高交流电路的功率因数,可在感性负载两端并联适当的电容C, 如图2所示。

并联电容C以后,对于原电路所加的电压和负载参数均未改变,但由于i c的出现,电路的总电流I减小了,总电压与总电流之间的相位差0减小,即功率因数COS0得到提高。

图2交流电路的功率因数及改善3.日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成,C是补偿电容器,用以改善电路的功率因数,如图3所示。

单相交流电路研究实验报告

单相交流电路研究实验报告

单相交流电路研究实验报告一、实验目的本次实验的目的是利用实验测试单相交流电路的基本参数,例如电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等等。

此外,还需要学习并理解单相电路的工作原理、电路模型以及其它相关知识。

二、实验器材1. 万用表2. 电阻器3. 桥式整流电路板4. 模拟电表5. 计算机6. 示波器三、实验原理1. 单相交流电路单相交流电路是指由单个电源供电的电路,电压随时间的变化呈现正弦波形,频率为50Hz。

单相交流电路由交流电源、负载、开关、保险丝、插头插座等组成。

其基本电路如下所示:2. 电路参数单相交流电路的电路参数包括下列几个方面:(1). 电压单相交流电路中的电压是指正弦波形电压,即交流电压。

(2). 电流单相交流电路中的电流是指通过负载的电流。

(3). 有功功率在单相交流电路中,有功功率是指电路中产生有用功率的功率。

(4). 无功功率在单相交流电路中,无功功率是指电路中产生反馈(no-feedback)功率的功率。

(5). 视在功率在单相交流电路中,视在功率是指电路中的总功率,它等于有功功率加上无功功率。

(6). 功率因数功率因数是指有功功率与视在功率之比。

(7). 电阻电阻是指电路中任何两点间的电位差与通过该点的电流关系的比值。

单位为欧姆(Ω)。

四、实验过程1. 连接电路将电源线连接到电路板,并通过桥式整流电路板来正弦变换为直流电压,然后将其连接到测试电路上。

在这个过程中,需要使用多用途表来测量电路的电压、电流、电阻等数据。

2. 调试电路对电路进行调试,使其达到合适的工作状态,以便进行测试。

3. 测量电路参数测量电路的电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数。

四、实验结果经过测试,我们得到了单相交流电路的基本参数,结果如下:1. 电压:220V2. 电流:0.5A3. 有功功率:50W4. 无功功率:10W5. 视在功率:54W6. 功率因数:0.937. 电阻:440Ω五、实验结论通过实验,我们了解了单相交流电路的基本工作原理,学习了电路模型和其它相关知识,更加深入地理解了电路的基本参数,例如电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数等等。

单相交流电路及功率因数的提高实验报告

单相交流电路及功率因数的提高实验报告

实验二 单相交流电路及功率因数的提高一、实验目的1. 研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。

2. 了解日光灯电路的特点,理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

二、原理说明1. 交流电路中电压、电流相量之间的关系 在单相正弦交流电路中,各支路电流和回路中各元件两端的电压满足相量形式的基尔霍夫定律,即:ΣI =0和ΣU=0 图1所示的RC 串联电路,在正弦稳态信号U 的激励下,电阻上的端电压R U 与电路中的电流I 同相位,当R 的阻值改变时,R U 和C U 的大小会随之改变,但相位差总是保持90°,R U 的相量轨迹是一个半圆,电压U 、C U 与R U 三者之间形成一个直角三角形。

即U =RU +C U ,相位角φ=acr tg (Uc / U R ) 改变电阻R 时,可改变φ角的大小,故RC 串联电路具有移相的作用。

图1 RC 串联交流电路及电压相量2. 交流电路的功率因数交流电路的功率因数定义为有功功率与视在功率之比,即:cos φ=P / S 其中φ为电路的总电压与总电流之间的相位差。

交流电路的负载多为感性(如日光灯、电动机、变压器等),电感与外界交换能量本身需要一定的无功功率,因此功率因数比较低(cos φ<0.5)。

从供电方面来看,在同一电压下输送给负载一定的有功功率时,所需电流就较大;若将功率因数提高 (如cos φ=1 ),所需电流就可小些。

这样即可提高供电设备的利用率,又可减少线路的能量损失。

所以,功率因数的大小关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用。

为了提高交流电路的功率因数,可在感性负载两端并联适当的电容C,如图2所示。

并联电容C以后,对于原电路所加的电压和负载参数均未改变,但由于c I的出现,电路的总电流I 减小了,总电压与总电流之间的相位差φ减小,即功率因数cos φ得到提高。

2 交流电路的功率因数及改善3. 日光灯电路及功率因数的提高日光灯电路由灯管R、镇流器L和启辉器S组成,C是补偿电容器,用以改善电路的功率因数,如图3所示。

实验6 单相交流调压电路的研究

实验6  单相交流调压电路的研究

实验6 单相交流调压电路的研究一、实验目的1.通过观察电阻性和电感性负载的输出电压、电流波形,加深对双向晶闸管交流调压工作原理的理解。

2.明确交流调压感性负载时其移相应在180°≥α≥φ中范围内。

3.熟悉KC05晶闸管移相触发器的原理及应用。

二、实验电路图l 双向晶闸管单相交流调压实验电路三、实验设备JZB-II 型电力电子变流技术实验装置(KS、KC05模块) 1台双踪示波器1台变阻器或灯板1台电抗器1台万用表1块交直流电流表各1块四、实验原理本实验采用了KC05晶闸管移相触发器。

该触发器适用于双向晶闸管或两只反向并联晶闸管电路的交流相位控制,具有锯齿波线性好,移相范围宽,控制方式简单,易于集中控制,有失交保护,输出电流大等优点,是交流调压的理想电路。

下面简述KC05晶闸管移相触发器的工作原理。

图2 KC05内部电路原理图图3 KC05电路各点波形图2是KC05晶闸管移相触发器内部电路原理图。

V1、V2组成同步检测电路,当同步电压过零时V1、V2截止,从而使V3、V4、V5导通,V4导通,使V11基极被短接,V11截止,V5对外接电容C1充电到8V左右。

同步电压过零结束时,V1、V2导通,V3、V4、V5恢复截止,C1电容经V6恒流放电,形成线性下降的锯齿波。

锯齿波的斜率由5端的外接锯齿波斜率电位器RP1调节。

锯齿波送至V8与6端引入V9的移相控制电压Uc进行比较放大,当Uc>U B 时,V 10、V 11导通,V 12截止,V 13、V 14导通,输出脉冲。

V 4是失交保护输出,保证了移相电压与锯齿波失交时晶闸管仍保持全导通。

各点波形见图3。

对于不同的同步电压,KC05电路同步限流电阻R 1的选择可按如下经验公式计算(数值方程,同步电压的单位为V ,数3的单位为mA ):R 1=同步电压/3为提高触发灵敏度,双向晶闸管采用I -、Ш-触发方式。

在做电阻电感实验时需要调节阻抗角的大小,因此必须知道电抗器的内阻和电感量。

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创新性实验
姓名刘太阳
班级自动化2013级2班
学号201301100221
单相交流调功电路实验
一、实验目的
熟悉调功电路的基本工作原理与特点。

二、实验所需挂件及附件
序号型号备注
1.DJK01 电源控制屏
2.DJK22 单相交流调压/调功电路
3.双踪示波器自备
4.万用表自备
三、实验线路及原理
单相交流调功电路方框图如图所示。

单相交流调功电路方框图
把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。

这种电路不改变交流电的频率,称为交流电力控制电路。

交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同,只是控制的方式不同。

他不是采用移相控制而采用通断控制方式。

交流调功电路不是在每个交流电源周期都通过触发延迟角对输出电压波形进行控制。

而是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,即负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

如图所示,这种电路常用于电炉的温度控制,因为像电炉这样的控制对象,其时间常数往往很大,没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。

只要大致以周波数为单位控制负载所消耗的平均功率,故称之为交流调功电路。

BCR
TLC336
A1
A2
g
u
脉宽可调矩形
波信号发生器
单相交流调功主电路
采用周波控制方式,使得负载电压电流的波形都是正弦波,不会对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。

此外由于在BCR导通期间,负载上的电压保持为电源电压,因此若将此控制方式用于手电钻在低速下对玻璃或塑性材料进行钻孔,将非常有利。

交流调功电路典型波形图
实验线路,选用灯泡作为实验负载,从灯泡亮、暗时段的变化,可了解交流调功电路的原理与特征。

实验线路中双向晶闸管的触发信号由555组成振荡器,产生一个占空比可调的触发脉冲,并通过模拟门形成可靠的触发信号,其频率要低于市电的频率,并可在一定的范
围内调节。

四、实验内容
交流调功电路的测试。

五、思考题
(1)交流调压与交流调功电路的电路结构是否相同,控制方式有什么不同?
(2)说明这两种交流控制方式的特点,并例举它们的应用。

交流调压与交流调功电路的电路结构是否相同,控制方式有什么不同,说明这两种交流控制方式的特点,并例举它们的应用。

交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同,二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。

而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软起动,也用于异步电动机调速。

在供用电系统中,还常用于对无功功率的连续调节。

此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路
调节变压器一次电压,如采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联。

同样低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联,这都是十分不合理的。

采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压值电流值都不太大也不太小,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。

这样的电路体积小成本低,已与设计制造。

交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。

由于控制对象的时间常数大,没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。

六、实验方法
将DJK01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DJK22的“Ui”电源输入端,按下“启动”按钮。

打开交流调功电路的电源开关,用万用表测量555的电源电压,是否接近10V。

用示波器观测555输出端“3”的波形及4066输出(即BCR触发信号)波形是否正常。

当触发电路波形正常后关闭电源,接入负载(220V、15W灯泡)。

开启交流调功电路的电源开关,调节“周波控制”电位器,观察灯泡亮暗或闪烁的变化规律。

调节“周波控制”电位器,用示波器分别观测BCR的触发信号、BCR两端以及灯泡两端的波形,并记录。

实验仿真电路图
七、实验仿真波形
从上至下依次555输出波形cd4066输出波形,负载灯泡两端波形,BCR两端波形
八、注意事项
(1)双踪示波器有两个探头,可同时测量两路信号,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。

(2)调功电路的触发控制电路,其低压直流电源是通过交流电源电容降压,而不是通过降压变压器隔离,因此在实验时不要用手直接触模线路的低压部分,以免触电。

九.实验故障检测
选用灯泡作为实验负载,从灯泡亮、暗时段的变化,可了解交流调功电路的原理与特征。

线路中双向晶闸管的触发信号由555组成振荡器,产生一个占空比可调的触发脉冲,并通过模拟门形成可靠的触发信号,其频率要低于市电的频率,并可在一定的范围内调节。

将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,是输出线电压为220V,用两根导线将220V交流电压接到DJK22的“Ui”电源输入端,按下“启动”按钮。

打开交流调功电路的电源开关,用万用表测量555的电源电压,是否接近10V,之后,用示波器观测555输出端“3”的波形及4066的输出(即BCR触发信号)波形是否正常。

当触发电路波形正常后关闭电源,接入负载(220V、15W 灯泡),并开启交流调功电路的电源开关,调节“周波控制”电位器,观察灯泡亮暗或闪烁的变化规律。

在由原555集成触发电路的基础上,又增加了4066芯片,可产生三相六路互差60°的双窄脉冲或三相六路后沿固定、前沿可调的宽脉冲链,供触发晶闸管使用。

4066的引脚功能具体如下:每个封装内部有4个独立的模拟开关,每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子,其中输入端和输出端可互换。

当控制端加高电平时,开关导通;当控制端加低电平时开关截止。

模拟开关导通时,导通电阻为几十欧姆;模拟开关截止时,呈现很高的阻抗,可以看成为开路。

模拟开关可传输数字信号和模拟信号,可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。

各开关间的串扰很小,典型值为-50dB。

再就是用到了双向可控硅BCR(Z0409MF)取代由两个单向可控硅SCR反并联的结构形式,并利用RC充放电电路和双向触发二极管DB3的特点,在每半个周波内,通过对双向可控硅的通断进行移相触发控制,可以方便地调节输出电压的有效值。

正负半周控制角α的起始时刻均为电源电压的过零时刻,且正负半周的控制角相等,可见负载两端的电压波形只是电源电压波形的一部分。

在电阻性负载下,负载电流和负载电压的波形相同,α角的移相范围为0≤α≤π, α=0时,相
当于可控硅一直导通, 输入电压为最大值,U
0=U
i
灯最亮;随着α的增大,U
逐渐
降低,灯的亮度也由亮变暗,直至α=π时,U
=0,灯熄灭。

此外α=0时,功率因数cosφ=1,随着α的增大,输入电流滞后于电压且发生畸变,cosφ也逐渐降低。

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