单相半波可控整流电路
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。
单相半波可控整流电路(电阻性负载)
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2.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。
2.1基本数量关系a.直流输出电压平均值 2cos 145.02cos 12)(sin 221222απωωπαπα+=+==⎰U U t d t U U db.输出电流平均值 2cos 1.45.02aR U RU I d d +==c.负载电压有效值 πππ242sin .2a a U U -+=d.负载电流有效值πππ242sin 2a a RU I -+=e.晶闸管电流平均值 2cos 1.45.02aR U RU I d dT +==3.仿真模型2.1仿真模块的参数设置交流电压的参数设置晶闸管的参数设置负载电阻R的参数设置示波器的参数设置脉冲信号发生器的参数设置按关系360t ，对电网交流电T=0.02s，当a=0，t=0（实际仿真模型中应使aT/t=0.00001s）。
单相半波可控整流电路的设计
单相半波可控整流电路的设计引言：单相半波可控整流电路是电力系统中常见的一种电路，它的设计与应用十分广泛。
本文将详细介绍单相半波可控整流电路的设计原理、工作过程以及应用场景。
一、设计原理单相半波可控整流电路由可控硅元件、二极管、电容和负载组成。
可控硅元件通过控制触发角来实现对电路的导通和截止控制。
当可控硅导通时，电流从正弦交流电源流入负载；当可控硅截止时，电流则由二极管提供。
电容的作用是平滑电流波形，使输出电压更稳定。
二、工作过程在正半周的前半部分，可控硅导通，电流从正弦交流电源流入负载。
电流的大小取决于可控硅的触发角。
触发角越小，导通时间越长，电流越大。
在正半周的后半部分，可控硅截止，电流由二极管提供。
由于二极管只能导通，不能截止，所以输出电流为正半周的后半部分。
三、应用场景单相半波可控整流电路广泛应用于电力系统中，其主要用途如下：1. 直流电源：通过使用单相半波可控整流电路，可以将交流电源转换为直流电源，以满足各种设备对直流电源的需求。
例如，计算机、手机充电器等设备都需要直流电源来正常工作。
2. 电动机驱动：通过单相半波可控整流电路可以实现对电动机的驱动。
利用可控硅的导通和截止控制，可以调节电动机的转速和扭矩，满足不同工况下的需求。
3. 光伏发电系统：在光伏发电系统中，太阳能电池板产生的电流是交流的，需要通过单相半波可控整流电路将其转换为直流电流，以便储存和使用。
4. 交流调压：通过调节可控硅的触发角，可以实现对交流电压的调节。
在一些需要对交流电压进行精确控制的场合，如实验室仪器、电焊机等，单相半波可控整流电路可以发挥重要作用。
总结：单相半波可控整流电路是一种常见且实用的电路，其设计原理简单明了，工作过程清晰易懂。
在电力系统中，它被广泛应用于直流电源、电动机驱动、光伏发电系统以及交流调压等方面。
通过合理的设计和控制，单相半波可控整流电路可以实现对电流和电压的精确控制，满足各种不同的工况需求。
在未来的发展中，相信单相半波可控整流电路会继续发挥重要作用，为电力系统的稳定运行和设备的正常工作提供强有力的支持。
第四讲 单相半波可控整流电路
3）电路参数计算 ①输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id。
U d
1 2π
π
2U2 sin td(t)
2U 2 2π
[ cos t]π
0.45U
2
1
cos 2
2U2 (1 cos ) 2π
Id
Ud Rd
0.45 U2 Rd
1 cos 2
（2）接续流二极管时
②流过晶闸管电流的平均值IdT和有效值IT
单相半波可控整流带电阻性负载电路参数的计算
1）输出电压平均值与平均电流的计算：
Ud
1 2π
π
2U2 sin td(t)
2U 2 2π
[ cos t]π
2U 2 2π
(1
cos )
0.45U 2
1
cos 2
Id
Ud Rd
0.45U 2 1 cos
Rd 2
2）负载上电压有效值U与电流有效值的计算：
Rd 2π
4π
晶闸管可能承受的正反向峰值电压为：U TM 2U 2
4）功率因数 cos P UI π sin 2
S U2I
2π
4π
例1-3: 单相半波可控整流电路，阻性负载，电源电压U2为220V，要
求的直流输出电压为50V，直流输出平均电流为20A，试计算：晶闸 管的控制角。输出电流有效值。电路功率因数。晶闸管的额定电压和 额定电流，并选择晶闸管的型号。
定性分析： 1） 60o 时的波形分析 （a）输出电压波形
（b）晶闸管两端电压波形
60o 时输出电压和晶闸管两端电压的实测波形
（a）输出电压波形 （b）晶闸管两端电压波形
2） 120o时的波形分析 （a）输出电压波形 （b）晶闸管两端电压波形
单相半波可控整流电路实验报告
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5 D42 三相可调电阻6 双踪示波器自备7 万用表自备三、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/U2= 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。
单相半波可控整流电路的移相范围
曾经想成为电力的主宰，控制电流只需一闪一闪开关？在单相半波可控整流器电路中相位移位范围允许你这样做！通过玩弄胸骨的射击角度，你可以调整电路的输出电压，赋予你支配多少果汁能通过负载的能力。
这就像一个管弦乐的指挥家，管理电力的音乐跳舞到你的曲调。
那么，为什么你可以在拥有自己指挥电动交响乐的力量时，选择一个无聊的老开关？
在单相半波可控整流电路中，相位转向范围通常在0到180度之间。
当射击角度为0度时，胸腺为输入电压的整个正半循环进行，为负载提供最大功率。
但随着射角向180度方向增加，导电期缩短，导致平均输出电压和负载功率降低。
相位移位范围从0到180度，0度给出最大功率投放，180度表示完全没有动力投放。
必须认识到，阶段转移的有效范围可能受到负载和电路因素的限制。
这可能会由于负载要求而限制最小和最大射角，以及由于胸腺的特征而限制最大可实现的相位转向。
触发电路和控制电路的配置还可能影响相位转移的可行范围。
虽然通常认为单相半波可控整流电路的理论相变范围为0至180度，但由于这些固有的局限性，实际应用可能更加受到限制。
5单相半波可控整流电路
电感性负载的特点
流过负载里的电流与负载两端的电压有相位差 ，通常是电压相位超前，而电流滞后；电压允许突 变，而电流不允许突变。
电感性负载波形分析
ωt1~ωt2区间
VT 0 +
U2
ud
ωt1
ωt2
ωt
uL
Ld
id
-
uR
Rd
0
ωt1
ωt2
ωt
uT
0 ωt1 ωt2 ωt
电感性负载波形分析
ωt1~ωt2区间
uR
Rd
0 uT
ωt1
ωt2 ωt3
ωt4 ωt
ωt3 0 ωt1
ωt4 ωt
ωt2
电感性负载波形分析
ωt0~ωt1区间
VT 0 +
U2
ud ωt3 ωt1 ωt2
ωt4
ωt
uL
Ld
id
-
uR
Rd
0 uT
ωt1
ωt2 ωt3
ωt4 ωt
ωt3 0 ωt1
ωt4 ωt
ωt2
各电量的计算
Ud = 0.45u2cosα
ωt2
电感性负载波形分析
ωt3~ωt4区间
VT 0 U2
ud ωt3 ωt1 ωt2
ωt4
ωt
uL
Ld
id
+
uR
Rd
0 uT
ωt1
ωt2 ωt3
ωt4 ωt
ωt3 0 ωt1
ωt4 ωt
ωt2
电感性负载波形分析
ωt0~ωt1区间
VT 0 +
U2
ud ωt3 ωt1 ωt2
单相半波可控整流电路的仿真结论
单相半波可控整流电路的仿真结论本文旨在简要介绍单相半波可控整流电路的仿真研究和目的。
使用的仿真软件为XXX软件。
建立单相半波可控整流电路的仿真模型，需要进行以下参数设置和方法：元件选择：电压源：输入交流电压V_in，频率f；二极管：正向导通电流I_T，反向击穿电压V_R；SCR可控硅：阳极电流I_AK，阳极电压V_AK，触发电流I_G，触发电压V_G；电路连接：连接电压源、二极管和SCR可控硅，注意极性的正确定位；将正向触发电压V_G施加于SCR可控硅的触发极；连接输出负载。
参数设置：设置输入交流电压的幅值和频率；设置二极管和SCR可控硅的电流和电压参数；设置触发电流和触发电压。
运行仿真：运行仿真模型，获取输出单相半波可控整流电路的波形图和工作参数。
以上是建立单相半波可控整流电路的仿真模型的方法和参数设置说明。
通过进行仿真测试，我们得到了以下相关数据，并进行了分析和讨论。
正弦输入电压及输出电流波形：在我们的仿真中，输入电压为正弦波形，而输出电流则经过整流后，呈现出脉冲波形。
这与单相半波可控整流电路的特性一致。
输出电流频率：通过仿真测试，我们发现输出电流的频率与输入电压的频率一致，表明整流电路将输入电压的交流信号转换为直流信号。
控制角与输出电流的关系：我们对不同控制角的情况进行了仿真测试，发现随着控制角增大，输出电流的平均值也随之增大。
这表明控制角越大，整流电路的输出电流越高。
效率：通过仿真测试，我们计算了整流电路的效率。
我们发现，控制角较小的情况下，整流电路的效率较高；而控制角较大的情况下，整流电路的效率较低。
这是因为在控制角较小的情况下，整流电路将更多的输入电能转换为输出电能，而在控制角较大的情况下，有一部分输入电能被浪费掉。
综上所述，通过我们的仿真测试及分析，我们得出了以下结论：单相半波可控整流电路能够将交流电信号转换为直流电信号。
控制角的大小会影响整流电路的输出电流，并且对效率也有影响。
在设计和应用单相半波可控整流电路时，需要根据具体需求和要求来选择合适的控制角，以达到所需的输出电流和效率目标。
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一.单项半波不控整流电路
1.当电压为正半周时，二极管导通
2.当电压为负半周时，二极管截止
3.电路中电感的储能作用使二极管的导通角度增加了0
4.利用二极管的单相导电性实现整流
二.单相半波可控整流电路
1.为了控制导通时间，用晶闸管代替二极管
①当电压正半周，晶闸管导通还需要门极施加正的触发电流。
在此之前，负载两端电压为零。
②当电压正半周，晶闸管门极有正的触发电流，晶闸管导通。
此时负载两端电压等于电源电压。
③当电压负半周期，晶闸管反偏截止。
2.直流输出电压平均值
3.晶闸管承受的最大电压
当电压处于负半周最大值时，晶闸管承受的电压最大为:√2U
三.带阻感负载的单相半波可控整流电路
阻感负载的工作特点：电感对电流的变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不会发生突变。
1.0-wt1：
①.电压正半周，但是晶闸管门极没有触发电流，晶闸管截止。
②.晶闸管反偏，负载两端电压为零，晶闸管两端电压为电源电压U
2.wt1-Π
①.电压正半周，晶闸管门极有正的触发电路，晶闸管导通
②.晶闸管导通，负载两端电压为电源电压，晶闸管两端电压为零
3.Π-wt2
①.电源电压负半周，由于电感的作用，流过晶闸管的电流为正，晶闸管导通
②.晶闸管导通，负载两端电压等于电压电压，晶闸管两端电压为零
③.由于电感对电流的变化的抗拒作用，使得触发角a变大。
4.当晶闸管导通时，有：
四、结语
希望本文对大家能够有所帮助。