单相整流电路实验指导书

-1-实验四锯齿波同步移相触发电路实验一、实验目的(1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。(2)观察正弦波同步移相触发电路各点的波形，掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。二、实验所需挂件及附件序号型号备注1DJK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。2DJK03-1晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。3双踪示波器自备三、实验内容(1)锯齿波同步移相触发电路的调试。(2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。四、预习要求阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。五、实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路的原理图如图3-10所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成。RP1RP2R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10R11R12RP3C1C2C3C4C5VD1VD2VD3VD4VD5VD6VD7VD8VD9VD10V3V4V5V6V7V1V2+15VTP1TP2TP3TP4TP5TP6-15VG1K1G4K4AC7VUctQUb图3-10锯齿波同步移相触发电路Ⅰ原理图由V3、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由V1、V2等元件组成的恒流源电路，当V3截止时，恒流源对C2充电形成锯齿波；当V3导通时，电容C2通过R4、V3放电。调节电位器RP1可以调节恒流源的电流大小，从而改变了锯齿波的斜率。控制电压Uct、偏移电压Ub和锯齿波电压UT在V5基极综合叠加，控制V5的截止与导通，从而构成移相控制环节，RP2、RP3分别调节控制电压Uct和偏移电压Ub的大小。V6、V7构成脉冲形成放大环节，C5为强触发电容改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉冲，电路的各点电压波形如图3-11所示。-2-本装置有两路锯齿波同步移相触发电路，Ⅰ和Ⅱ，在电路上完全一样，只是锯齿波触发电路Ⅱ输出的触发脉冲相位与Ⅰ恰好互差180°，供单相整流及逆变实验用。电位器RP1、RP2、RP3均已安装在挂箱的面板上，同步变压器副边已在挂箱内部接好，所有的测试信号都在面板上引出。六、实验方法及步骤(1)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（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。①同时观察同步电压和“TP1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。②观察“TP1”、“TP2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。③调节电位器RP1，观测“TP2”点锯齿波斜率的变化。（RP1逆时针到底，斜率最小）④观察“TP3”～“TP6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽度，并比较“TP3”点电压U3和“TP6”点电压U6的对应关系。图3-11锯齿波同步移相触发电路Ⅰ各点电压波形（α=90°）(2)调节触发脉冲的移相范围-3-将控制电压Uct调至零(将电位器RP2逆时针旋到底)，用示波器观察同步电压信号和“TP6”点U6的波形，调节偏移电压Ub(即调RP3电位器)，使α=170°，其波形如图3-12所示。图3-12锯齿波同步移相触发电路(3)调节Uct（即电位器RP2）使α=60°，观察并记录U1～U6及输出“G、K”脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，并记录在下表中(可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置)。U1U2U3U4U5U6幅值(V)宽度(ms)七、实验报告(1)整理、描绘实验中记录的各点波形，并标出其幅值和宽度。(2)总结锯齿波同步移相触发电路移相范围的调试方法，如果要求在Uct=0的条件下，使α=90°，如何调整?(3)讨论、分析实验中出现的各种现象。八、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。九、思考题为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大?-4-实验七单相桥式全控整流电路实验一、实验目的(1)加深理解单相桥式全控整流电路的工作原理。(2)研究单相桥式变流电路整流的全过程。二、实验所需挂件及附件序号型号备注1DJK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2DJK02晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。3DJK03-1晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。4D42三相可调电阻5双踪示波器、万用表自备三、实验内容单相桥式全控整流电路带电阻电感负载。四、预习要求阅读电力电子技术教材中有关单相桥式全控整流电路的有关内容。五、实验线路及原理图3-17为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用D42三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，直流电压、电流表均在DJK02面板上。触发电路采用DJK03-1组件挂箱上的“锯齿波同步移相触发电路Ⅰ”（负半周触发脉冲）和“Ⅱ”（正半周触发脉冲）。图3-17单相桥式整流实验原理图六、实验方法及步骤(1)触发电路的调试将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-5-导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。将控制电压ctU调至零（将电位器RP2逆时针旋到底)，观察同步电压信号和“TP6”点6U的波形，调节偏移电压bU（即调RP3电位器)，使180°。将锯齿波触发电路的输出脉冲端分别接至全控桥中相应晶闸管的门极和阴极，注意不要把相序接反了，否则无法进行整流和逆变。将DJK02上的正桥和反桥触发脉冲开关都打到“断”的位置，并使lfU和lrU（DJK02-1）悬空，确保晶闸管不被误触发。(2)单相桥式全控整流（纯电阻负载）按图3-17接线，将电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，保持bU偏移电压不变(即RP3固定)，逐渐增加ctU（调节RP2），在30°、60°、90°、120°时，用示波器观察、记录整流电压dU和晶闸管两端电压VTU的波形，并记录电源电压2U和负载电压dU的数值于下表中。30°60°90°120°2UdU（记录值）dU（计算值）计算值：dU2/)cos1(9.02U七、实验报告(1)画出30°、60°、90°、120°、150°时dU和vtU的波形。(2)画出电路的移相特性)(fUd曲线。八、注意事项(1)参照实验五的注意事项。(2)在本实验中，触发脉冲是从外部接入DJK02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，并将lfU和lrU悬空，避免误触发。