实验三--单相交流调压电路实验
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。
单相交流电路的研究实验报告
单相交流电路的研究实验报告单相交流电路的研究实验报告引言：单相交流电路是电力系统中最基本的电路之一，广泛应用于家庭、工业和商业领域。
为了深入了解单相交流电路的特性和性能，我们进行了一系列的实验研究。
本实验报告将介绍实验的目的、实验装置、实验步骤以及实验结果和分析。
一、实验目的本实验旨在通过实际操作和测量，研究单相交流电路的特性和性能，包括电压、电流、功率等参数的测量和分析。
二、实验装置1. 电源：使用交流电源提供电压源。
2. 变压器：将高电压转换为适用于实验的低电压。
3. 电阻箱：用于调节电路中的电阻值。
4. 电流表和电压表：用于测量电流和电压。
5. 示波器：用于观察电路中的电压和电流波形。
三、实验步骤1. 搭建单相交流电路：根据实验要求，将电源、变压器、电阻箱、电流表和电压表按照电路图连接起来。
2. 测量电压和电流：打开电源，调节变压器和电阻箱的参数，分别测量电路中的电压和电流值。
3. 记录数据：将测量到的电压和电流值记录下来，并绘制电压和电流的波形图。
4. 计算功率：根据测量到的电压和电流值，计算电路中的功率值。
5. 分析结果：根据实验数据和计算结果，分析单相交流电路的特性和性能。
四、实验结果与分析通过实验测量和计算，我们得到了一系列的实验结果。
首先，我们观察到电压和电流的波形图呈正弦波形，符合单相交流电路的特点。
其次，我们发现电路中的电压和电流存在一定的相位差，这是由于电路中的电感和电容等元件引起的。
此外，我们计算得到的功率值表明，单相交流电路在不同负载下的功率变化较大，这与负载的阻抗有关。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：单相交流电路的特性和性能受到电阻、电感和电容等元件的影响。
电路中的电压和电流呈正弦波形，且存在一定的相位差。
在不同负载下，电路的功率表现出不同的特点。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了单相交流电路的特性和性能。
通过实际操作和测量，我们得到了电压、电流和功率等参数的实验结果，并对其进行了分析。
(整理)电力电子实验指导书完全版
电力电子技术实验指导书目录实验一单相半波可控整流电路实验 (1)实验二三相桥式全控整流电路实验 (4)实验三单相交流调压电路实验 (7)实验四三相交流调压电路实验 (9)实验装置及控制组件介绍 (11)实验一单相半波可控整流电路实验一、实验目的1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用；2.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析；3.了解续流二极管的作用；二、实验线路及原理熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。
将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极，即构成如图1-1所示的实验线路。
图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路三、实验内容1.单结晶体管触发电路的调试；2.单结晶体管触发电路各点电压波形的观察；=f（α）特性的测定；3.单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U24.单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察；四、实验设备1.电力电子实验台2.RTDL09实验箱3.RTDL08实验箱4.RTDL11实验箱5.RTDJ37实验箱6.示波器；7.万用表；五、预习要求1.了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉RTDL09实验箱；2.复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时，电路各部分的电压和电流波形；3.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。
六、思考题1.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象？如何解决？七、实验方法1．单相半波可控整流电路接纯阻性负载调试触发电路正常后，合上电源，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形U VT，调节电位器RP1，观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、U VT，记录于下表1-1中。
波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U22．单结晶体管触发电路的调试RTDL09的电源由电源电压提供（下同），打开实验箱电源开关，按图1-1电路图接线，负载为RTDJ37实验箱，选择最大的电阻值，调节移相可变电位器RP1，用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形（即用于单相半波可控整流的触发脉冲）。
实验三 电力电子实验——单相桥式全控整流电路实验
机电工程学院实验报告课程名称：电力电子实验 实验项目名称： 实验时间：班级： 姓名： 学号：实 验 目 的:1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。
2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载时的工作。
3．熟悉触发电路（锯齿波触发电路）。
实 验 设 备:1．教学实验台主控制屏 2．触发电路（锯齿波触发电路）组件 3．变压器组件 4．二踪示波器（自备） 5．万用表（自备）实 验 内 容 及 步 骤:参见图5－1。
1） 电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T 等2） 锯齿触发电路位于NMCL-05A 或NMCL-05D 等 3） L 平波电抗器位于NMCL-3314） Rd 可调电阻位于NMEL-03/4或NMCL-03等5） G 给定（Ug ）位于NMCL-31或NMCL-31A 或SMCL-01调速系统控制单元中 6） Uct 位于锯齿触发电路中单相全控整流实验直流电流表图5－11．将触发电路（锯齿波触发电路）面板左上角的同步电压输入接电源控制屏的U 、V 输出端。
2．断开变压器和晶闸管(T)主回路的连接线，合上控制屏主电路电源（按下绿色开关），此时锯齿波触发电路应处于工作状态。
3．调节脉冲移相范围将低压单元的“G”输出电压调至0V（逆时针调节电位器），即将控制电压U ct调至零。
调节偏移电压U b（即调RP），使α=180O。
（也可以用示波器观测锯齿波触发电路“1”脚与“6”脚之间电压波形，来判断α的大小）4．调节低压单元的给定电位器RP1，增加U ct，观察脉冲的移动情况，要求U ct=0时，α=180O，U ct=U max时，α=30O，以满足移相范围α=30O~180O的要求。
注意观察U ct=U max时，可能出现脉冲消失，这时候，将给定U ct时调小点，使有脉冲出现，不然后面观察输出电压Uo可能不对。
5．断开主电源，按图5－1连线。
6．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。
单相交流调压电路(电阻负载)
实验一：单相交流调压电路(电阻负载)一、 实验容对单相交流调压电路的原理能够理解，并能够通过MATLAB 仿真得出当α为不同角度时的仿真波形。
最后通过分析仿真波形来了解单相交流调压电路（电阻负载）的工作情况。
电路模型由交流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻负载组成。
单相交流调压电路（电阻负载）如图1-1所示。
我所要分析的问题是α为不同值时，输出电压及电流的波形变化。
图1-1二、 实验原理图1-1为纯电阻负载的单相调压电路。
图中晶闸管VT1和VT2反并联连接与负载电阻R 串联接到交流电源U 2上。
当电源电压正半周开始时出发VT1，负半周开始时触发VT2，形同一个无触点开关，允许频繁操作，因为无电弧，寿命特长。
在交流电源的正半周αω=t 时，触发导通VT1，导通角为1θ= απ-；在负半周αω=t +π时，触发导通VT2，导通角为2θ= απ-。
负载端电压U 为下图所示斜线波形。
这时负载电压U 为正弦波的一部分，宽度为（απ-），若正负半周以同样的移相角α触发VT1和VT2，则负载电压U 的宽度会发生变化，那么负载电压有效值也将随α角而改变，从而实现交流调压。
三、 实验步骤在MATLAB 新建一个Model ，命名为zuxingfuzai ，同时模型建立如下图所示图1-2 电阻负载的电路建模图四、仿真结果仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.06，其他的选项为默认设置。
模型参数设置参数设置为频率（Frequency）为50Hz，电压幅值100V，“measurements”测量选“V oltage” 其他为默认设置，如图所示触发信号uG1参数设置：幅值（Amplitude）电压为12V；周期（Period）为0.02s；占空比（Pulse Width）为40%；时相延迟（Phase delay）为（α*0.02/360）其他为默认设置，如图所示。
电力电子技术课程实验指导书
《电力电子技术》课程实验指导书一、课程的目的、任务本课程是电子科学、测控技术专业学生在学习电力电子技术课程中的一门实践性技术基础课程，其目的在于通过实验使学生能更好地理解和掌握电力电子基本理论，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的电工实验技能和分析处理实际问题的能力。
为后续课程的学习打下基础。
二、课程的教学内容与要求包括三个子实验：1、单相交流调压电路实验通过该实验加深理解单相交流调压电路的工作原理和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。
2、功率场效应晶体管（MOSFET）特性与驱动电路研究掌握MOSFET对驱动电路的要求并且熟悉MOSFET主要参数的测量方法。
3、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）特性与驱动电路研究掌握混合集成驱动电路EXB840的工作原理与调试方法。
三、各实验具体要求见P2四、实验流程介绍学生用户登陆进入实验系统的用户名为：D+学号（D205003200XX)，密码：netlab五、实验报告请各指导老师登陆该实验系统了解具体实验方法，并指导学生完成实验。
学生结束实验后应完成相应的实验报告并交给指导老师。
其中实验报告的主要内容包括：实验目的，实验内容，实验结果和实验心得等。
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．实验步骤：在客户端实验界面中的实验列表框中选择“电力电子实验”下的“单相交流调压实验”子实验，出现“单相交流调压实验”的实验界面。
点击工具栏的开始实验按钮，开始“单相交流调压实验”。
点击图中电阻和电感边上的红点选择电阻和电感，进行电路连接。
然后在“晶闸管脉冲触发角度”框中输入“0—360”之间的任意角度，然后点击“开始”按钮，开始实验。
右边界面将出现三路波形，其中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。
电力电子报告
专业：电气工程及其自动化班级：电气10-3班姓名：学号：指导老师：实验日期：2013年6月25日1实验一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．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。
无三相调压器，直接合上主电源。
以下均同同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。
观察“3”~“5”孔波形及输出电压U G1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。
3．调节脉冲移相范围将MCL—18的“G”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观察U2电压（即“2”孔）及U5的波形，调节偏移电压Ub（即调RP），使α=180O，其波形如图2-2所示。
图2-2 脉冲移相范围调节MCL—18的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，α=180O，Uct=Umax时，α=30O，以满足移相范围α=30O~180O的要求。
4．调节Uct，使α=60O，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压U G1K1，U G2K2的波形，并标出其幅值与宽度。
用导线连接“K1”和“K3”端，用双踪示波器观察U G1K1和U G3K3的波形，调节电位器RP3，使U G1K1和U G3K3间隔1800。
六．实验报告1．整理，描绘实验中记录的1、2、3、4、5、6各点的波形，并标出幅值与宽度。
答：“1”孔（上）、“2”孔（下）波形：“3”孔波形（上）、“2”孔（下）：UU34“4”孔波形： “5”孔波形：“6”孔波形（下）：U G1K1波形： U G2K2波形2、调节脉冲移相范围⑴U2、U5波形：⑵、U G1K1、 U G2K2波形⑶、U G1K1、 U G3K3波形：2．总结锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法，移相范围的大小与哪些参数有关？答：锯齿波同步触发电路移相范围的调试方法：调节电位器RP2，改变偏移电压Ub，从而改变α。
电力电子技术实验指导书
目录一、实验的基本要求 (2)二、安全操作说明 (6)三、电力电子技术实验实验一单相桥式全控整流电路实验 (7)实验二三相桥式全控整流电路实验 (11)实验三单相交流调压电路实验 (15)实验四直流斩波电路原理实验 (19)实验五SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 (26)实验六基于Multism的开环降压电路的仿真 (29)实验七基于Multism的闭环降压电路的仿真 (31)一、实验的基本要求《半导体变流技术》、《电力电子技术》是电气工程及其自动化、自动化等专业的三大电子技术基础课程之一，课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实验环节是这些课程的重要组成部分。
通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高学生独立动手能力和分析、解决问题的能力。
1、实验的特点和要求电力电子技术与电机控制实验的内容较多、较新，实验系统也比较复杂，系统性较强。
学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题，提高动手能力；同时通过实验来验证理论，促使理论和实践相结合，使认识不断提高、深化。
具体地说，学生在完成指定的实验后，应具备以下能力:(1)掌握电力电子变流装置主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路。
(2)熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能及使用方法。
(3)能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题。
(4)能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。
2、实验前的准备实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。
每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，否则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验要求，甚至有可能损坏实验装置。
因此，实验前应做到：(1)复习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。
(2)阅读本教材中的实验指导，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验系统的工作原理和方法；明确实验过程中应注意的问题。
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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）
/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围要求。
二．实验容
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
=0。
调节锯齿波同步移相触发电
ct
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
，观察不同α角时
ct
各波形的变化，并记录α=0︒，90︒，120︒时的波形。
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阻和电感量。
可采用直流伏安法来测量阻，电抗器的阻为
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。
Z L =U L /I 电抗器的电感量为
)2/(2
2f R Z L L L L π-=
这样即可求得负载阻抗角 L
d R R L tg +=-1
1
ωϕ
在实验过程中，欲改变阻抗角，只需改变电阻器的数值即可。
（2）断开电源，接入电感（L=700mH ）。
调节
U ct ，使α=450。
合上主电源，用二踪示波器同时观察负载电压u 和负载电流i 的波形。
调节电阻R 的数值（由大至小），观察在不同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电压u 和流过负载的电流i 的波形。
也可使阻抗角φ为一定值，调节α观察波形。
注：调节电阻R 时，需观察负载电流，不可大于0.8A 。
六．实验报告
1．整理实验中记录下的各类波形
2．分析电阻电感负载时，α角与ϕ角相应关系的变化对调压器工作的影响。
3．分析实验中出现的问题。
六．实验报告
1．单相交流调压器带电阻性负载
，观察不同α角时各波形的变化并记录。
用示波器观察负载电压u=f（t）的波形，调节U
ct
（1）α=30︒
（2）α=90︒
（3）α=120︒
分析总结：
正半周α时刻触发VT1，负半周π+α时刻触发VT2，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波。
移相围为0 ≤ a ≤π。
a ＝0时，输出电压为最大：U0＝U1；随a的增大，U0降低， a ＝π时，U0＝0。
2．单相交流调压器接电阻—电感性负载
由于实验设备限制，只能测得α近似等于φ以及α＞φ的波形：
（1）α近似等于φ时（2）α＞φ时
分析总结：
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的移相围应为φ≤a≤π。
七：实验总结
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
时对移相围要求的理解。
比较遗憾的是由于实验设备的限制，对于交流调压感性负载
的调压实验只能测得α近似等于φ以及α＞φ的波形，没能看到α<φ时波形的动态
变化过程。