实 验 报 告

     

              自动化   学院  电力电子  实验室

二〇〇   年    月     日

 广东技术师范学院实验报告

实验 （七）  项目名称：单相交流调压电路实验

1.   实验目的和要求

(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。

(3)了解KC05晶闸管移相触发器的原理和应用。

2.   实验原理

三、实验线路及原理

本实验采用KCO5晶闸管集成移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两个反向并联晶闸管电路的交流相位控制，具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有失交保护、输出电流大等优点。

单相晶闸管交流调压器的主电路由两个反向并联的晶闸管组成，如图3-15所示。

图中电阻R用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联接法，晶闸管则利用DJK02上的反桥元件，交流电压、电流表由DJK01控制屏上得到，电抗器L_d从DJK02上得到，用700mH。

图 3-15  单相交流调压主电路原理图

 

3.        主要仪器设备

4.   实验内容及步骤

1.电路调试

主电路放大电路：

(1)KC05集成移相触发电路的调试。

(2)单相交流调压电路带电阻性负载。

(3)单相交流调压电路带电阻电感性负载。

(l)KCO5集成晶闸管移相触发电路调试

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的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，用示波器观察“1”～“5”端及脉冲输出的波形。调节电位器RP1，观察锯齿波斜率是否变化，调节RP2，观察输出脉冲的移相范围如何变化，移相能否达到170°，记录上述过程中观察到的各点电压波形。

(2)单相交流调压带电阻性负载

将DJKO2面板上的两个晶闸管反向并联而构成交流调压器，将触发器的输出脉冲端“G1”、“K1”、“G2”和“K2”分别接至主电路相应晶闸管的门极和阴极。接上电阻性负载，用示波器观察负载电压、晶闸管两端电压U_vT的波形。调节“单相调压触发电路”上的电位器RP2，观察在不同α角时各点波形的变化，并记录α=30°、60°、90°、120°时的波形。

(3)单相交流调压接电阻电感性负载

①在进行电阻电感性负载实验时，需要调节负载阻抗角的大小，因此应该知道电抗器的内阻和电感量。常采用直流伏安法来测量内阻，如图3-16所示。电抗器的内阻为：

R_L=U_L/I                                              (3-1)

电抗器的电感量可采用交流伏安法测量，如图3-17所示。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，从而可得到交流阻抗。

 

图3-16用直流伏安法测电抗器内阻          图3-17用交流伏安法测定电感量

                                                (3-2)

电抗器的电感为

                                                             (3-3)

这样，即可求得负载阻抗角

在实验中，欲改变阻抗角，只需改变滑线变阻器R的电阻值即可。

②切断电源，将L与R串联，改接为电阻电感性负载。按下“启动”按钮，用双踪示波器同时观察负载电压U₁和负载电流I₁的波形。调节R的数值，使阻抗角为一定值,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的电压U₁和流过负载的电流I₁波形。

5.   实验数据记录和处理

(1)整理、画出实验中所记录的各类波形。

触发电路波形（90°）

        

6.   实验结果与分析

(1)整理、画出实验中所记录的各类波形。

触发电路波形（90°）

        

负载两端波形（90°）

  

(2)分析电阻电感性负载时，α角与φ角相应关系的变化对调压器工作的影响。

(3)分析实验中出现的各种问题。

(4)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，并将U_lf及U_lr悬空，避免误触发。

(5)可以用DJK02-1上的触发电路来触发晶闸管。

(6)由于“G”、“K“输出端有电容影响，故观察触发脉冲电压波形时，需将输出端“G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极（或者也可用约100Ω左右阻值的电阻接到“G”、“K”两端，来模拟晶闸管门极与阴极的阻值），否则，无法观察到正确的脉冲波形。

第二篇：单相交流调压电路实验

实验五  单相交流调压电路实验

一、实验目的

熟悉用双向可控硅组成的交流调压电路的结构与工作原理。

二、实验所需挂件及附件

三、实验线路及原理

将一种形式的交流电变成另一种形式的交流电，可以通过改变电压、电流、频率和相位等参数。只改变相位而不改变交流电频率的控制,在交流电力控制中称为交流调压。单相交流调压的典型电路如图1所示。

 

图1单相交流调压电路

本实验采用双向可控硅BCR（Z0409MF）取代由两个单向可控硅SCR反并联的结构形式，并利用RC充放电电路和双向触发二极管DB3的特点，在每半个周波内，通过对双向可控硅的通断进行移相触发控制，可以方便地调节输出电压的有效值。由图2可见，正负半周控制角α的起始时刻均为电源电压的过零时刻,且正负半周的控制角相等,可见负载两端的电压波形只是电源电压波形的一部份。在电阻性负载下,负载电流和负载电压的波形相同，α角的移相范围为0≤α≤π, α=0时,相当于可控硅一直导通, 输入电压为最大值，U₀=U_i­灯最亮；随着α的增大，U₀逐渐降低，灯的亮度也由亮变暗,直至α=π时，U₀=0,灯熄灭。此外α=0时，功率因数cosφ=1，随着α的增大，输入电流滞后于电压且发生畸变，cosφ也逐渐降低,且对电网电压电流造成谐波污染。交流调压电路已广泛用于调光控制，异步电动机的软起动和调速控制。和整流电路一样，交流调压电路的工作情况也和负载的性质有很大的关系,在阻感负载时，若负载上电压电流的相位差为φ,则移相范围为φ≤α≤π，详细分析从略。

 

图2单相交流调压电路波形图

四、实验内容

交流调压电路的测试。

五、思考题

双向晶闸管与两个单向晶闸管反并联的不同点？控制方式有什么不同？

六、实验方法

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DJK22的“Ui”电源输入端，按下“启动”按钮。

接入220V，15W的灯泡负载，打开交流调压电路的电源开关。

调节面板上的“移相触发控制”电位器R_W，观察白炽灯亮暗的变化。

调节“移相触发控制”电位器，用双踪示波器同时观察电容器两端及BCR触发极信号波形的变化规律，并记录。

取不同的α值，用示波器分别观测BCR触发信号及白炽灯两端的波形，并记录。

七、实验报告

按实验方法的要求，分别画出各电路的测试波形，并分析。

八、注意事项

(1)双踪示波器有两个探头，可同时测量两路信号，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。

(2)调功电路的触发控制电路，其低压直流电源是通过交流电源电容降压，而不是通过降压变压器隔离，因此在实验时不要用手直接触模线路的低压部分，以免触电。