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

电气2班

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．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时工作情况作全面分析。

4．了解续流二极管的作用。

二．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波形的观察。

3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。

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。

三．实验线路及原理

将单结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门阴极，即可构成如图1-1所示的实验线路。

四．实验设备及仪器

1．教学实验台主控制屏

2．NMCL—33组件

3．NMCL—05(E)组件

4．MEL—03A组件

5．二踪示波器

6．万用表

五．注意事项

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。

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U_ct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大U_ct，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。

（4）晶闸管具有一定的维持电流I_H，只有流过晶闸管的电流大于I_H，晶闸管才可靠导通。实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA。

（5）本实验中，因用NMCL—05E组件中单结晶触发电路控制晶闸管，注意须断开NMCL—33的内部触发脉冲。

3． 使用电抗器时要注意其通过的电流不要超过1A，保证线性。

4． NMCL-05E的同步电源输入端相序不要接反。

六．实验方法

1．单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察

先不接主电路，将NMCL—05E面板左上角的同步电压输入接NMCL—32的U、V输出端，由单结晶体管触发电路连至晶闸管VT1的脉冲U_GK不接（将NMCL—05E面板中G、K接线端悬空），而将触发电路“2”端与脉冲输出“K”端相连，以便观察脉冲的移相范围。

NMCL-32的“三相交流电源”开关拨向“直流调速”，按下“闭合”按钮，用示波器观察触发电路单相半波整流输出（“1”），梯形电压（“3”、“4”），锯齿波电压（“5”）及单结晶体管输出电压（“6”）和脉冲输出（“GK”）等波形。

调节移相可调电位器RP，观察输出脉冲的移相范围。

注：由于在以上操作中，脉冲输出未接晶闸管的控制极和阴极，所以在用示波器观察触发电路各点波形时，特别是观察脉冲的移相范围时，可用导线把触发电路的地端（“2”）和脉冲输出“K”端相连。但一旦脉冲输出接至晶闸管，则不可把触发电路和脉冲输出相连，否则造成短路事故，烧毁触发电路。

2．单相半波可控整流电路带电阻性负载

断开主电源以及触发电路“2”端与脉冲输出“K”端的连接，按图1-1接线，电感和续流二极管暂不接。“G”、“K”分别接至NMCL—33的VT1晶闸管的控制极和阴极，注意不可接错。此时电路负载R_d为纯电阻负载，由可调电阻组成（可把MEL—03A的900Ω电阻盘并联，即最大电阻为450Ω,并调至阻值最大，此时其过流达0.8A）。

合上主电源，调节脉冲移相电位器RP，分别用示波器观察a=30°~120°时负载电压U_d，晶闸管VT1的阳极、阴极电压波形U_Vt。并测定U_d及电源电压U₂，验证：

3．单相半波可控整流电路带电阻—电感性负载，无续流二极管

串入平波电抗器（700mH），在不同阻抗角（改变Rd数值）情况下，观察并记录a=60^O、90^O、120^O 时的U_d、Uvt的波形。注意调节R_d时，需要监视负载电流，防止电流超过R_d允许的最大电流及晶闸管允许的额定电流。

4．单相半波可控整流电路带电阻-电感性负载，有续流二极管。

接入续流二极管，重复“3”的实验步骤。

七．实验报告内容

1．画出触发电路在α=90°时1，3，4，5，6各点以及GK两端的波

6点波形

2．分别画出纯电阻负载、电阻电感负载下，α=90°时U_d=f（t），U_vt=f（t）波形。

3．画出在电阻电感性负载下，当电阻较大和较小时，U_d=f（t）、U_VT=f（t）的波形（α=90°），并对两者波形进行分析比较。

4．画出纯电阻负载时U_d/U₂=f（a）曲线，并与进行比较。

5．分析续流二极管的作用。

续流二极管是并联在电感上的吧，当电感突然断电的话，会放出很多电，没有续流二极管的话容易烧坏回路中的其它元件，有了续流二极管其电就会通过续流二极管回路（相当于电感短路）放电，不至于烧坏其它元件。

八．思考

1．本实验中能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？为什么？

答：不可以。触发电路和整流电路之间没有公用点。

2．为何要观察触发电路第一个输出脉冲的位置？

答：给前一个(按导通顺序)可控硅再补发一个触发脉冲，使可控硅整流电路可靠的工作。

3．本实验电路中如何考虑触发电路与整流电路的同步问题？

答：采用宽脉冲触发。

第二篇：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

1.1 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波形的观察。

3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。

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。

1.2 实验设备及仪器

⑴MCL-III型教学实验台

⑵NMCL-33组件：触发电路和晶闸管主电路

⑶NMCL-05(E)组件：触发电路

⑷MEL03A组件：可调电阻

⑸双踪示波器

⑹万用表

1.3实验方法

1.3.1 单结晶体管触发电路调试及各点波形的观察

先不接主电路，NMCL-32的“三相交流电源”开关拨向“直流调速”侧。将NMCL-05E面板左上角的同步电压输入端与NMCL—32的U、V端相连，单结晶体管触发电路中G、K接线端悬空，“2”端（地）与脉冲输出“K”端相连。

按下“闭合”按钮，用示波器观察触发电路单相半波整流输出（“1”），梯形电压（“3”、“4”），锯齿波电压（“5”）及单结晶体管输出电压（“6”）和脉冲输出（“GK”）等波形。

调节移相可调电位器RP，参照图1-1，观察输出脉冲的移相范围，之后使相位角a=180°。

               图1-1 单相半波整流相位角的观察

观察完毕，断开主电源。

注：由于在以上操作中，脉冲输出未接至晶闸管的控制极和阴极，所以在用示波器观察触发电路各点波形时，特别是观察脉冲的移相范围时，可用导线把触发电路的地端（“2”）和脉冲输出“K”端相连。但一旦脉冲输出接至晶闸管，则不可把触发电路和脉冲输出相连，否则造成短路事故，烧毁触发电路。

1.3.2 单相半波可控整流电路带电阻性负载

断开触发电路中“2”端与“K”端的连接，按图1-2连好触发电路及主电路，其中主电路中负载为纯电阻（由MEL—03A的两个900Ω电阻并联，并调至阻值最大位置），电感和续流二极管暂不接。触发电路的“G”、“K”分别接至NMCL-33中任一晶闸管VT的控制极和阴极。

合上主电源，调节触发电路中脉冲移相电位器RP，用示波器观察a=120°、90°、60°、30°时负载两端电压U_d以及晶闸管的阴极阳极两端的电压波形U_Vt。测量U_d及电源电压U₂，完成实验表格1-1，验证公式：

图1-1 单结晶体管出发电路及半波整流电路

表1-1 单结晶体管触发电路实验表格

1.3.3 单相半波可控整流电路带电阻—电感性负载，无续流二极管

串入平波电抗器（700mH），不接续流二极管。用示波器观察并记录较大电阻和较小电阻（对应不同的阻抗角）、a=90^O时的电阻电感两端电压U_d以及晶闸管Uvt的波形。

注意调节R_d时，需要监视负载电流，防止电流超过R_d允许的最大电流及晶闸管允许的额定电流。

1.3.4 单相半波可控整流电路带电阻-电感性负载，有续流二极管

接入续流二极管，重复“3”的实验步骤。

1.4 实验报告                                                                                         

1．画出触发电路在α=90°时1，3，4，5，6各点以及GK两端的波形。

1，3，4，5，6各点以及GK两端的波形如下：

 “1”为半波；                 “3，4”为梯形波                 5锯齿波        

   

“6” 单结晶体管两端电压                   GK脉冲（除去半波部分）

2．分别画出纯电阻负载、电阻电感负载下，α=90°时U_d和U_v波形。

纯电阻负载时：

U_{d ：}                                          U_{v ：}

  

电阻电感负载：

U_d：                                U_{v  ：}

3．画出在电阻电感性负载下，当电阻较大和较小时，U_d、U_VT的波形（α=90°），并对两者波形进行分析比较。

较大电阻时：

Ud:                                              U_VT:

                 

                                               

较小电阻时：

Ud:                        U_VT:

分析：

负载有电感时，整流管前电压为负值的时候，电流不为零，继续导通。接小电阻时，负载电压比整流管前电压更负。

4．画出纯电阻负载时U_d/U₂=f（a）曲线，并与进行比较。

   

                                            

U_d/U₂=f（a）

5．分析续流二极管的作用。

答：

线圈断电时，线圈里有磁场将产生反向电动势，很容易击穿其他电路元件。这时由于续流二极管的接入正好和反向电动势方向一致，把反向电势通过续流二极管以电流的形式释放掉，从而保护了其他电路元器件。

1.5 思考

1．本实验中能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？为什么？

答：不可以。触发电路和整流电路之间没有公用地点

2．为何要观察触发电路第一个输出脉冲的位置？

答：给前一个(按导通顺序)可控硅再补发一个触发脉冲，使可控硅整流电路可靠的工作。

3．本实验电路中如何考虑触发电路与整流电路的同步问题？

答：采用宽脉冲触发。