单相交流调压电路实验

订线

实验报告

课程名称：________电力电子技术______指导老师：______成绩：_________________

实验名称：单相交流调压电路实验实验类型：_____同组学生姓名：

一、实验目的二、实验原理

三、实验接线图四、实验设备

五、实验步骤六、实验数据记录

七、实验数据分析八、实验结果或结论

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、实验原理

本实验采用锯齿波集成移相触发器。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，如图所示。

三、实验内容

(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。

四、实验器材

(1)MCL现代运动控制技术实验台主控屏。

(2)给定、零速封锁器、速度变换器、速度调节器、电流调节器组件挂箱。

(3)单结晶体管、正弦波、锯齿波触发电路挂箱。

(4)滑线变阻器。

实验名称：单相交流调压电路实验姓名：

(5)双踪记忆示波器。

(6)数字式万用表。

五、操作方法和实验步骤

1.单相交流调压带电阻性负载

将面板上的两个晶闸管反向并联而构成交流调压器，将触发器的输出脉冲端“G1”、“K1”、“G2”和“K2”分别接至主电路相应晶闸管的门极和阴极。接上电阻性负载，用示波器观察负载电压、晶闸管两端电压Uv

的波形。调节“单相调压触发电路”上的电位器RP2，观察在

T

不同α角时各点波形的变化，并记录α=60°、90°、120°时的波形。

2.单相交流调压接电阻电感性负载

①在进行电阻电感性负载实验时，需要调节负载阻抗角的大小，因此应该知道电抗器的内阻和电感量。常采用直流伏安法来测量内阻，如图所示。电抗器的内阻为：

电抗器的电感量可采用交流伏安法测量，如图所示。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，从而可得到交流阻抗。

(3-2)

电抗器的电感为

(3-3)

这样，即可求得负载阻抗角

在实验中，欲改变阻抗角，只需改变滑线变阻器R的电阻值即可。

②切断电源，将L与R串联，改接为电阻电感性负载。按下“启动”按钮，用双踪示波器同时观察负载电压U1和负载电流I1的波形。调节R的数值，使阻抗角为一定值,观察在不

实验名称：单相交流调压电路实验姓名：

同α角时波形的变化情况，记录α＞φ、α= φ、α＜φ三种情况下负载两端的电压U1和流过负载的电流I1波形。

六、实验数据记录和处理

直流：

10.63739Ω

交流：

220.1778Ω

L=√Z L2+R L2

2πf

=0.704 =27°

此图可以显示清晰的φ值，约为28°，与理论值相符。

(1)整理、画出实验中所记录的各类波形。

单相交流调压带电阻性负载

实验名称：单相交流调压电路实验姓名：

α=60°α=90°

α=120°

单相交流调压接电阻电感性负载

α＞φ，α= φ，α＜φ三种情况

实验名称：单相交流调压电路实验姓名：

此时单管整流

(2)分析电阻电感性负载时，α角与φ角相应关系的变化对调压器工作的影响。

负载阻抗角：φ= arctan(wL/R) ；若晶闸管短接，稳态时负载电流为正弦波，电流相位滞后于u1的角度为φ，当用晶闸管控制时，只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后。

（1）a =φ时，负载上获得最大功率，电流临界连续。

（2）a >φ时电路工作情况：①正负半波不会连续；②导通角θ<180°。③a越大，θ越小，即晶闸管导通的时间越短，波形不连续越严重。

（3）a <φ时电路工作情况：①VT1的导通时间超过π。②触发VT2时，io尚未过零，VT1仍导通，VT2不会导通。io过零后，VT2的触发脉；③冲有足够的宽度而尚未消失，VT2才可开通，VT2导通角小于π。④衰减过程中，VT1导通时间渐短，VT2的导通时间渐长。

⑤当a < φ时，其稳态工作情况和a ＝φ时完全相同。

结论：阻感负载稳态时α的移相范围应为φ≤a≤π。

实验名称：单相交流调压电路实验姓名：

五、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?

感性负载会产生反向感应电动势，使调光器中的可控硅误触发而失灵。电压过零为负值后，还要经过一个延滞角，电流才会降到零，所以已经导通的晶闸管也要经过一个延迟角才会关断。

接零后就能有效的吸收感性器件产生的脉冲，使调压器能保持基本稳定地工作。

(2)交流调压有哪些控制方式? 有哪些应用场合?

交流调压有斩波、电感耦合、磁感应、容差、阻变等方式。

应用场合：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）及异步电动机的软启动，也用于异步电动机的调速。在电力系统中，这种电路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。

七、讨论、心得

1.通过本次实验，加深了我对单相交流调压电路的工作原理以及交流调压感性负载时对移相范围要求的理解。

2.光用肉眼观察φ值很困难且不精确，老师提供一种方法，在电阻电感负载的情况下，

调节波形至临界状态，再切除电感负载，仅用电阻负载，此时的波形就可以清晰地观测φ值，这种“转化”的思想在实验中很有用。