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。
三相交流电路实验总结
三相交流电路实验总结是工业中常用的一种电路形式，它由三个交流电源组成，每个电源的相位角相差120度。
这种电路可以提供更稳定的电压和功率，因此被广泛应用于发电厂、变电站等场所。
在进行实验时，我们需要了解电路的基本结构、工作原理以及常见问题的解决方法，以使实验能够顺利进行并取得准确的结果。
一、的基本结构和工作原理由三个相位角相差120度的电源组成，每个电源可以看作一个单独的交流电路。
这三个单相交流电路通过连接在一起的负载形成一个整体电路。
的基本结构包括三个电源、三个负载和连接这些元件的导线。
的工作原理是通过交变电压的周期性变化来实现电能的传输。
每个电源的电压随时间呈正弦波形，且相位依次相差120度。
这样，当一个电源电压达到最大值时，其他两个电源的电压可能正处于上升或下降的过程中。
通过这种交替的方式，实现了电能的连续传输。
二、实验中常见的问题及解决方法在进行实验时，可能会遇到一些常见的问题，例如电压不稳定、电流过载等。
以下是一些可能的问题及其解决方法：1. 电压不稳定：可能是由于电源电压不稳定，或者负载电流变化较大导致的。
解决方法是使用稳压器来稳定电源电压，或者调整负载的电流。
2. 电流过载：负载电流超过了电路的额定电流，导致电路运行不稳定。
解决方法是检查负载的额定电流，并适当调整负载的大小。
3. 电路短路：电路中出现电源短路或负载短路导致电流过大。
解决方法是检查电路连接是否正确，并修复短路的部分。
4. 功率损耗：电路中存在功率损耗，导致效率低下。
解决方法是使用低功率损耗的材料，或改进电路的设计。
三、实验中的关键步骤和注意事项在进行实验时，有一些关键的步骤和注意事项需要注意，以确保实验的准确性和安全性。
1. 确定实验安排：确定实验所需的电源、负载和其他实验器材，并安排它们的正确连接。
2. 测量电压和电流：使用合适的测量仪器测量电路中的电压和电流值，以获得准确的实验结果。
3. 记录数据：及时记录实验过程中的数据和观察结果，以便后续分析和总结。
三相交流调压电路实验实验报告
三相交流调压电路实验实验报告实验日期：2021年11月1日实验地点：XXX实验室一、实验目的1.了解三相交流电路的基本特点。
2.掌握三相交流调压电路的组成及原理。
3.掌握三相半波可控整流电路及三相全波可控整流电路的调压方法。
二、实验器材1.三相交流电源模块。
4.示波器。
5.直流电压表。
6.多用表。
7.接线板及导线。
三、实验原理三相电路是指电压或电流具有三个相位、相互相位差相等、频率相等的交流电。
三相交流电源是工业中最常用的电源形式。
三相交流电路具有以下特点:(1)电源电压稳定，电流平衡分配。
(2)发电机功率密度高，体积小，重量轻。
(3)运行平稳可靠，可实现无级调速。
(4)经济性高，在运输、建设、运行费用方面有一定优势。
2.三相半波可控整流电路半波可控整流电路是一类基础的电力电子电路，可以将交流电变成脉动的直流电。
三相半波可控整流电路由三个半波可控整流单元组成。
通过控制晶闸管的导通，实现输出电压的控制。
四、实验步骤2.连接多用表测量三相交流电源的电压。
3.连接示波器观测输出电压波形。
4.通过调节触发电路中的电压，调节输出电压大小。
5.记录输出电压大小及波形。
五、实验结果输出电压大小为12V，实验结果见图1。
六、实验分析此次实验通过搭建三相半波可控整流电路及三相全波可控整流电路，掌握了三相交流调压电路的组成及调压原理。
实验结果表明，三相半波可控整流电路与三相全波可控整流电路的实验结果大小略有差异，应注意控制输出电压的大小和稳定性，实现准确调压。
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。
电力电子技术实验内容
电力电子技术实验内容实验一：单相桥式全控整流电路实验一、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—电感性负载及反电势负载时的工作。
3．熟悉NMCL—05锯齿波触发电路的工作。
二、实验线路及原理参见图4-7。
三、实验内容1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。
2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。
3．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载。
四、实验设备及仪器1．NMCL系列教学实验台主控制屏。
2．NMCL—18组件（适合NMCL—Ⅱ)或NMCL—31组件（适合NMCL—Ⅲ）。
3．NMCL—33组件或NMCL—53组件（适合NMCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．NMCL—05组件或NMCL—05A组件5．NMEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。
6．NMCL-35三相变压器。
7．双踪示波器 (自备)8．万用表 (自备)五、注意事项1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱，故NMCL-33（或NMCL-53，以下同）的内部脉冲需断X1插座相连的扁平带需拆除，以免造成误触发。
2．电阻RP的调节需注意。
若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。
3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。
4．NMCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。
同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。
5．逆变变压器采用NMCL-35三相变压器，原边为220V，低压绕组为110V。
6．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。
7．带反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁。
六、实验方法1．将NMCL—05（或NMCL—05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接NMCL—18的U、V输出端（如您选购的产品为NMCL—Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连）， “触发电路选择”拨向“锯齿波”。
单相和三相交流调压电路实验
实验三单相和三相交流调压电路实验一、实验目的(1)．加深理解交流调压电路的工作原理。
(2)．加深理解单相交流调压感性负载时对移相范围要求。
(2)．加深理解三相交流调压阻性负载时的工作情况。
二、实验设备及仪器(１)．计算机(２)．MATLAB软件三、注意事项（1）在单相电阻电感负载时，当α<ϕ时，若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量。
（2）三相电路中，触发脉冲要选择双脉冲。
（3）仿真时间不宜太长，一般几个电源周期即可（4）晶闸管器件选择“普通晶闸管”，而不是详细模型的晶闸管。
（5）电气仿真时，一定要有“powergui”模块在仿真界面中才可以仿真成功。
四、实验步骤(１) 单相交流调压器带电阻性负载电路原理图如下图所示图1交流调压电路电阻性负载原理图基本参数为：交流电源：220V，50Hz电阻负载：10欧姆α=，120°，150°时负载侧电压、电流要求：搭建仿真电路，分别输出60波形及电源侧电压波形，并显示负载电压的有效值。
记录波形并分析触发角的移相范围。
步骤1：搭建主电路(a)搭建如图2所示主电路仿真中模型的提取路径是：交流电源：simpowersystem\Electrical sources\AC Voltage Source晶闸管： simpowersystem\Power Electronics\thyristor电阻： simpowersystem\Elements\series RLC Branch(b)设置参数根据已知条件设置电源和负载参数，晶闸管可用默认参数。
图2电阻负载主电路部分步骤二：搭建触发电路（a）触发电路利用脉冲发生器实现，如图3所示图3 脉冲触发电路触发脉冲提取路径为： simulink\Sources\Pulse Genetator(b)设置参数脉冲类型：Time based时间：Use simulation time脉冲幅值：1.0脉冲宽度：5脉冲周期：（自己思考）脉冲延时：（单位：秒；触发角不同，延时不同。
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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。
Z L =U L /I
电抗器的电感量为
)2/(22f 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
1ωϕ
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
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角时各波形的变化并记录。
（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。
移相范围为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的移相范围应为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
时对移相范围要求的理解。
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。