单相半波可控整流电路实验报告材料
电力电子技术__单相半控桥整流电路实验报告
一、实验背景整流电路，尤其是单相半控整流电路，是电力电子技术中出现最早的一种电路，它与人类生产生活实际紧密联系，应用十分广泛。
单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用原件少的优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。
较为常用的是半控桥式整流电路，简称半控桥。
该次实验内容就是有关单相半控桥整流电路的较为简单的研究。
二、实验原理（该部分所有图像均由天舒同学绘制）单相桥式半控整流电路在电阻性负载时的工作情况与全控电路完全相同，这里只介绍电感性负载时的工作情况。
单相桥式半控整流电路原理图如图所示。
假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态。
当电源电压u2在正半周期，控制角为α时，触发晶闸管VT1使其导通，电源经VT1和VD4 向负载供电。
当u2过零变负时，由于电感的作用使VT1继续导通。
因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移至VD2，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
此阶段忽略器件的通态压降，则ud＝0，不像全控电路那样出现ud为负的情况。
在u2负半周控制角为a时触发VT3使其导通，则向VT1加反压使之关断，u2经VT3和VD2向负载供电。
u2过零变正时，VD4导通。
VT3和VD4续流，ud又为零。
此后重复以上过程。
若无续流二极管，则当 a突然增大至180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud 为零，其平均值保持恒定，称为失控。
有续流二极管VD时，续流过程由VD完成，在续流阶段晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。
该部分资料参考自wenku.baidu.三、相关资料补充（该部分所有图像均由天舒同学绘制）(一)晶闸管晶闸管是晶体闸流管的简称，又可以称作可控硅整流器，以前被称为可控硅。
晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极、阴极和门极。
晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
单相半波可控整流电路实验报告
单相半波可控整流电路实验报告实验目的:
通过单相半波可控整流电路实验，掌握半波可控整流电路的性能及其参数的测量方法。
实验原理:
单相半波可控整流电路是一种电源型可控整流电路，其主要由晶闸管、变压器、电感、电容等元器件组成。
在正半周中，晶闸管把电源电压加到负载上;而在负半周中，集电极电压为零，晶闸管闭合，负载电压等于零。
当控制角度为α时，输出电压的平均值为2Umax/π,当负载电流为I时，晶闸管的导通持续时间为
t=α/360°,输出电压的有效值为Vrms=Umax/√2。
实验装置:
单相半波可控整流电路实验用途是：通过观察电路实验现象，掌握半波可控整流电路的性能，熟悉参数的测量方法和标定；这是电力电子技术中最基础的实验之一。
实验内容：
1. 熟悉半波可控整流电路的构造和工作原理；
2. 测量晶闸管电流和电压值；
3. 手动测量及用示波器观测负载电压和电流波形；
4. 测量晶闸管控制角度和电压设定值；
5. 测量电路输入和输出电流及功率。
实验结果和分析：
在实验中，得到了以下结果：
1. 测得晶闸管最大电压为500V，维斯基电压为1.25V；
2. 测得晶闸管最大电流为20A，输入电流为3A左右；
3. 测得晶闸管的最大功率为120W，输入功率为2.1W左右；
4. 使用示波器测量输出电压及电流波形，可以直观的看到波形
的正弦性和对称性。
总结：
通过该实验，深刻理解半波可控整流电路的原理及性能，掌握
了半波可控整流电路的电路构建与参数测量方法。
同时，加深了
对电力电子器件的认识，为今后的学习和研究奠定了坚实的基础。
实验一 单相半波可控整流电路的研究
实验一单相半波可控整流电路的研究一．实验目的1．熟悉NMCL-II型电机电力电子及电气传动教学实验台。
2．了解单相半波可控整流电路的工作原理。
3．研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作。
二．实验线路及原理单相半波可控整流电路使用一只晶闸管，输出电压脉动较大，变压器利用率低。
实验线路见附图1。
三．实验内容1．研究单相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。
2．研究单相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。
四．实验设备及仪表1．NMCL—001交直流仪表。
2．NMCL—002电源控制屏。
3．NMCL—31A调速系统控制单元。
4．NMCL—33触发电路和晶闸管主回路。
5．NMEL—03三相可调电阻器。
6．NMCL—331的电抗器。
7．双踪示波器。
五．注意事项1．接线时，必须关闭主电源。
接线完成后，检查各个模块电源都处于关闭状态，把电阻模块逆时针调至最大值，三相调压器逆时针调至零，由实验指导老师检查后，方可开启主电源进行实验。
2．整流电路的负载电阻不宜过小，应使I d不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证I d超过0.1A，避免晶闸管时断时续。
3．正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。
六．实验方法1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。
（1）打开NMCL—002电源开关，给定电压有电压显示。
（2）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲（3）用示波器观察晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。
2．研究单相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作按图接线，接上电阻性负载。
将R d调至最大值，调压器逆时针调到底（零），合上主电源，调节主控制屏输出电压U uv，从0V调至110V：（a）改变控制电压U ct，观察在不同触发移相角α时，可控整流电路的输出电压U d= f（t）与输出电流波形i d=f（t），并记录相应的U d、I d值。
单相半波可控整流电路实验报告
一、实验目的1. 理解单相半波可控整流电路的工作原理。
2. 掌握单结晶体管触发电路的调试方法。
3. 研究单相半波可控整流电路在不同负载条件下的工作特性。
4. 计算整流电压和整流电流的平均值及电流的有效值。
二、实验原理单相半波可控整流电路主要由变压器、晶闸管、负载电阻和触发电路组成。
晶闸管在触发电路的控制下导通，实现交流电到直流电的转换。
通过调节触发电路，可以改变晶闸管导通的时刻，从而改变输出电压的平均值。
三、实验仪器与设备1. 单相半波可控整流电路实验板2. 直流电压表3. 直流电流表4. 交流电压表5. 单结晶体管触发电路6. 电源7. 负载电阻四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验板上的接线图，连接变压器、晶闸管、负载电阻和触发电路。
2. 调试触发电路：调整触发电路的参数，确保晶闸管在适当的时刻导通。
3. 观察波形：使用示波器观察晶闸管各点电压波形，记录波形特征。
4. 测试不同负载：更换不同阻值的负载电阻，观察输出电压和电流的变化。
5. 计算平均值和有效值：根据实验数据，计算整流电压和整流电流的平均值及电流的有效值。
五、实验结果与分析1. 电阻性负载：当负载为电阻时，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度成正比。
随着控制角增大，输出电压降低，输出电流增大。
2. 电感性负载：当负载为电感性时，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度成反比。
随着控制角增大，输出电压升高，输出电流降低。
3. 续流二极管：在电感性负载中，加入续流二极管可以改善输出电压波形，降低晶闸管的电流峰值。
六、实验结论1. 单相半波可控整流电路可以实现交流电到直流电的转换，输出电压和电流的平均值与晶闸管导通角度有关。
2. 在电感性负载中，加入续流二极管可以改善输出电压波形，降低晶闸管的电流峰值。
3. 实验结果与理论分析基本一致。
七、实验心得1. 通过本次实验，加深了对单相半波可控整流电路工作原理的理解。
2. 掌握了单结晶体管触发电路的调试方法，提高了动手能力。
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：(1) 单相半波可控整流电路（电阻性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。
(2) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。
(3) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）电路的工作原理电路设计与仿真。
（4）了解三种不同负载电路的工作原理及波形。
二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路（电阻性负载）如图1.1所示，单向半波可控制整流电路原理图，晶闸管作为开关，变压器T起到变换电压与隔离的作用。
其工作原理：（1）在电源电压正半波(0~π区间)，晶闸管承受正向电压，脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。
（2）在ωt=π时刻，u2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。
（3）在电源电压负半波(π~2π区间)，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零。
（4）直到电源电压u2的下一周期的正半波，脉冲uG 在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流又加在负载上，如此不断重复。
2、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后，可得仿真电路。
如图所示：2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中，波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。
设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。
α=30°α=60°α=90°α=120°分析：与电阻性负载相比，负载电感的存在，使得晶闸管的导通角增大，在电源电压由正到负的过零点也不会关断，输出电压出现了负波形，输出电压和电流平均值减小；大电感负载时输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零。
实验一 单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验
构成如图1-1所示的实验线路。
图1－1
1．双踪示波器有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。
三、实验步骤及内容
1．画出触发电路在α=90°时的各点波形。
2．画出电阻性负载，α=90°时，Ud=f（t），Uvt=f（t），id=f（t）波形。
3．分别画出电阻、电感性负载，当电阻较大和较小时，Ud=f（t）、UVT=f（t），id=f（t）的波形（α=90°）。
4．画出电阻性负载时Ud/U2=f（a）曲线，并与 进行比较。
2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：
（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。
（2）在控制电压Uct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大Uct，使整流电路投入工作。
（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。
湖北民族学院信息工程学院实验报告
（电气、电子类专业用）
班级：0317406姓名：许志帅学号：031740616实验成绩：
实验时间：2019年10月9日7-8节实验地点：实验楼6楼
课程名称：电力电子技术实验实验类型：设计型□验证型□综合型□√
实验题目：实验一 单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验
实验仪器：教学实验台主控制屏；晶闸管；锯齿波触发电路；
单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验报告
单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验报告实验目的：研究单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性。
实验器材：单结晶体管、电阻、电容、整流电路板、交流电源。
实验原理：1.单结晶体管触发电路：单结晶体管触发电路是一种常用的触发电路，可用于控制开关电路，使电路开启或关闭。
单结晶体管的基极和发射极之间的电流可以通过控制功率电源的输入电压来调节，从而实现对整个触发电路的控制。
2.单相半波可控整流电路：单相半波可控整流电路主要包括一个可控硅管和一个载流电阻。
通过控制可控硅管的导通角，可以实现对交流电的半波整流，将交流电转换为直流电。
实验步骤：1.搭建单结晶体管触发电路：根据实验要求，接入单结晶体管、电阻和电容，连接交流电源。
确定合适的电流和电压参数。
2.调节交流电源输出电压，观察并记录单结晶体管的调节情况。
3.搭建单相半波可控整流电路：根据实验要求，接入可控硅管和载流电阻，连接交流电源。
确定合适的电流和电压参数。
4.调节交流电源输出电压，观察并记录可控硅管的导通角度和整流电路的输出情况。
实验结果：1.单结晶体管触发电路的调节情况：在不同的输入电压下，单结晶体管的输出电流变化情况。
2.单相半波可控整流电路的输出情况：记录不同导通角度下，整流电路的输出电流和输出电压。
实验讨论：根据实验结果，分析单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性和工作原理。
对于单结晶体管触发电路，可以控制电路的开启和关闭，实现对电路的控制。
对于单相半波可控整流电路，可以将交流电转换为直流电，实现对电流的整流。
实验一 单相半波可控整流电路
实验一单相半波可控整流电路一、实验目的1、掌握单相半波可控整流电路的基本组成。
2、熟悉单相半波可控整流电路的基本工作特性。
二、实验内容1、验证单相半波可控整流电路的工作特性。
三、实验设备与仪器1、“电力电子变换技术挂箱Ⅱa（DSE03）”—DE08、DE09单元2、“触发电路挂箱Ⅰ（DST01）—DT01单元3、“电源及负载挂箱Ⅰ（DSP01）—DP01单元4、逆变变压器配件挂箱（DSM08）—电阻负载单元5、慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器四、实验电路的组成及实验操作1、实验电路的组成：实验电路主要由触发电路、脉冲隔离、功率开关（晶闸管）、电源及负载组成。
实验系统提供了单结晶体管触发电路和集成单相锯齿波移相触发图2-1单相半波整流电路原理示意图电路可供选择。
实验指南以前者构成实验电路。
主电路开关元件只有一个单向晶闸管，在交流电源的正半周波，触发信号来临时，晶闸管满足条件开通，直到管子两端电位反向或者电路中的电流减小到晶闸管维持电流以下时管子关断。
控制触发脉冲的相位，从而控制每个周期晶闸管开通的起始时刻。
因为电路中只有一个开关管，所以只能完成半个周波范围内的相位控制，故此称其为半波可控整流电路。
单相半波整流电路的原理示意见图2-1。
2、实验操作：打开系统总电源，系统工作模式设置为“高级应用”。
将主电源面板上的电压选择开关置于“3”位置，即主电源相电压输出设定为220V。
按附图1完成实验接线。
将DT01单元的控制电位器逆时针旋到头，经指导教师检查无误后，可上电开始实验。
依次闭合控制电路、挂箱上的电源开关、主电路；用示波器监测负载电阻两端的波形，顺时针缓慢调节DT01单元的控制电位器，观察并记录负载电压波形及变化情况；依次关闭系统主电路、挂箱上的电源开关、控制电路；改变电路的负载特性，在负载回路内串入大电感，重复以上操作，观察并记录相应波形；对比实验结果，参照教材相关内容，分析电路工作原理。
实验完毕，依次关断系统主电路、挂箱电源开关、控制电路电源以及系统总电源。
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实验一、单相半波可控整流电路实验
王季诚（20101496）
一、实验目的
（1）掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
（2）掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作情况。
（3）了解续流二极管的作用。
二、实验所需挂件及附件
三、实验线路及原理
单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在1-3节中作过介绍。
将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极，并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭（防止误触发），图中的R负载用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式。
二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上，电感L
d
在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验中选用700mH。
直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。
图3-6单相半波可控整流电路
四、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并记录。
（3）单相半波整流电路带电阻性负载时U
d /U
2
= f(α)特性的测定。
（4）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。
五、预习要求
（1）阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容，弄清单结晶体管触发电路的工作原理。
（2）复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。
（3）掌握单相半波可控整流电路接不同负载时U
d 、I
d
的计算方法。
六、实验方法
（1）单结晶体管触发电路的调试
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，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。
调节移相电位器RP1，观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°～170°范围内移动?
（2）单相半波可控整流电路接电阻性负载
触发电路调试正常后，按图3-6电路图接线。
将电阻器调在最大阻值位置，按下“启动”按钮，用示波器观察负载电压U
d
、晶闸管VT两端
电压U
VT
的波形，调节电位器RP1，观察α =30°、60°、90°、120°、
150°时U
d 、U
VT
的波形，并测量直流输出电压U
d
和电源电压U
2
，记录于下
表中。
U
d =0.45U
2
(1+cosα)/2
（3）单相半波可控整流电路接电阻电感性负载
将负载电阻R改成电阻电感性负载（由电阻器与平波电抗器L
d
串联而成）。
暂不接续流二极管VD1，在不同阻抗角[阻抗角φ=tg-1(ωL/R)，保持电感量不变，改变R的电阻值,注意电流不要超过1A]情况下，观察
并记录α =30°、60°、90°、120°时的直流输出电压值U
d 及U
VT
的波
形。
计算公式: U
d = 0.45U
2
(l十cosα)/2
七、实验报告
（1）画出α°=30°、60°、90°、120°、150°时，电阻性负载
和电阻电感性负载的U
d 、U
VT
波形。
α°=30°时：
α°=90°时：
α°=120°时：
（2）分析实验中出现的现象，写出体会。
八、注意事项
（1）参照实验一的注意事项。
（2）在本实验中触发电路选用的是单结晶体管触发电路，同样也可以用锯齿波同步移相触发电路来完成实验。
（3）在实验中，触发脉冲是从外部接入DJKO2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，避免误触发。
（4）为避免晶闸管意外损坏，实验时要注意以下几点：
①在主电路未接通时，首先要调试触发电路，只有触发电路工作正
常后，才可以接通主电路。
②在接通主电路前，必须先将控制电压U
调到零，且将负载电阻
ct
，避免过调到最大阻值处；接通主电路后，才可逐渐加大控制电压U
ct
流。
③要选择合适的负载电阻和电感，避免过流。
在无法确定的情况下，应尽可能选用大的电阻值。
（5）由于晶闸管持续工作时，需要有一定的维持电流，故要使晶闸管主电路可靠工作，其通过的电流不能太小，否则可能会造成晶闸管时断时续，工作不可靠。
在本实验装置中，要保证晶闸管正常工作，负载电流必须大于50mA以上。
（6）在实验中要注意同步电压与触发相位的关系，例如在单结晶体管触发电路中，触发脉冲产生的位置是在同步电压的上半周，而在锯齿波触发电路中，触发脉冲产生的位置是在同步电压的下半周，所以在主电路接线时应充分考虑到这个问题，否则实验就无法顺利完成。
九、实验小结
本次实验中，经过亲自的动手连接电路，并自己对波形图进行观察，对单相半波整流电路的概念又有了新的理解。
本来只是在书本上看到了理想的波形，但是在实验中，真正的波形还是和理想波形有很大的差别的。
因此，这次实验还是让我觉得受益匪浅，对单项半波整流电路亦有了新的认识。