三．实验原理

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下图所示。

假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态。

当电源电压 u 2 在正半周期，控制角为 a 时 触发晶闸管 VT1 使其导通，电源经 VT1 和 VD4 向负载供电。当 u 2 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 u d ＝ 0 ，不像 全控电路那样出现 u d 为负的 情况。

在 u 2 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， u 2 经 VT3 和 VD2 向负载供电。 u 2 过零变正时， VD4 导通。 VT3 和 VD4 续流， u d 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 u d 成为正弦半波，即半周期 u d 为正弦，另外半周期 u d 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。

单相桥式半控整流电路原理图

四．实验内容

⒈ 接线

在实验装置断电的情况下，按单相桥式半控整流电路实验线路图及接线图进行接线。图中可调电阻器 R d ，选用 MEL ﹣ 03 中的其中一组可调电阻器并联， R d 的初始电阻值应调到最大值。

⒉ 触发电路调试

在主电路断电情况下调试触发电路。当 给定电压 U g ＝ 0V ， 调节偏移电压使触发脉冲初始相位 a ＝ 180 °，然后逐渐调节 给定电压 U g ，观察 触发脉冲移相范围是否满足 a ＝ 30 °～ 180 °。

⒊ 单相桥式半控整流电路电阻性负载

⑴ 将 MCL ﹣ 31 的正负给定开关 S1 拨向正给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V 。

⑵ 将主电路开关 S2 接通电阻负载，并调节负载电阻 R d 为最大值。

⑶ 按下 MCL ﹣ 32 电源控制屏的“闭合”按钮，接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚。

⑷ 调节 MCL ﹣ 31 的给定电位器 RP1 使 a ＝ 90 °，用示波器观察记录整流电路输出电压 U d ＝ f （ t ）以及晶闸管两端电压 U VT ＝ f （ t ）的波形。采用类似方法，分别观察记录 a ＝ 30 °， a ＝ 60 °时 U d ＝ f （ t ）、 U VT ＝ f （ t ）的波形。

⒋ 单相桥式半控整流电路电阻﹣电感性负载

⑴ 调节 MCL ﹣ 31 的给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ，按下 MCL ﹣ 32 电源控制屏 的“断开”按钮，切断主电路电源 ﹙红色指示灯亮﹚。

⑵ 将主电路开关 S1 闭合接通续流二极管，把开关 S2 接通电阻﹣电感性、反电势负载，短接直流电动机电枢绕组，关断直流电动机励磁电源。

⑶ 接通主电路电源， 调节 MCL ﹣ 31 的给定电位器 RP1 使 a ＝ 90 °， 用示波器观察记录 整流电路输出电压 U d ＝ f （ t ），晶闸管两端电压 U VT ＝ f （ t ），电感两端电压 U L ＝ f （ t ）的波形。采用类似方法，分别 观察记录 a ＝ 30 °、 a ＝ 60 °时 U d ＝ f （ t ）、 U VT ＝ f （ t ） 、 U L ＝ f （ t ）的波形。

⑷ 断开续流二极管， 调节 MCL ﹣ 31 的给定电位器 RP1 使 a ＝ 60 °，逐渐减小负载电阻 R d ，使 主 电路电流 I d ＝ 0.8A 。突然 将 MCL ﹣ 31 的给定开关 S2 拨向 0V 位置或者断开触发脉冲 G1 或 G3 ，用示波器 观察记录失控现象时 U d ＝ f （ t ）的波形。若不发生失控现象，可调节负载电阻 R d 继续增大负载。此时应注意观察 主 电路电流不能超过 1A 。

⒌ 单相桥式半控整流电路反电势负载

⑴ 调节 MCL ﹣ 31 的给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ，切断主电路电源。

⑵ 将主电路开关 S1 接通续流二极管，把开关 S2 接通电阻﹣电感性、直流电动机负载， 短接负载电阻 R d ， 接通直流电动机励磁电源。

⑶ 调节 MCL ﹣ 31 的给定电位器 RP1 ，使 a ＝ 60 °， 用示波器观察记录 整流电路的输出电压 U d ＝ f （ t ）波形。采用类似方法，分别 观察记录 a ＝ 90 °时 U d ＝ f （ t ）波形。

五．实验报告

⒈ 叙述单相桥式半控整流电路在电阻﹣电感性负载情况下，续流二极管的作用。

⒉ 绘制单相桥式半控整流电路在电阻性负载情况下， a ＝ 30 °、 a ＝ 60 °、 a ＝ 90 °时 U d ＝ f （ t ）、 U VT ＝ f （ t ）的波形。

⒊ 绘制单相桥式半控整流电路在电阻﹣电感性负载情况下， a ＝ 30 °、 a ＝ 60 °、 a ＝ 90 °时 U d ＝ f （ t ）、 U VT ＝ f （ t ） 、 U L ＝ f （ t ）的波形。

⒋ 绘制单相桥式半控整流电路在反电势负载情况下， a ＝ 60 °、 a ＝ 90 °时 U d ＝ f （ t ）的波形。

单相桥式半控整流电路实验线路图及接线图

第二篇：单相桥式半控整流电路实验

单相桥式半控整流电路实验

一．实验目的

1．研究单相桥式半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。

2．熟悉MCL—05组件锯齿波触发电路的工作。

3．进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。

二．实验线路及原理

见图4-6。

三．实验内容

1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。

2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（带续流二极管）。

3．单相桥式半控整流电路供电给反电势负载（带续流二极管）。

4．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（断开续流二极管）。

四．实验设备及仪器

1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）

4．MCL—05组件或MCL—05A组件

5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。

6．MEL—02三相芯式变压器。

7．二踪示波器

8．万用电表

五．注意事项

1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。

2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤

（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，接通主电源。然后逐渐增大U_ct，使整流电路投入工作。

（3）断开整流电路时，应先把U_ct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。

3．注意示波器的使用。

4．MCL—33（或MCL—53组件）的内部脉冲需断开。

5．接反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁

六．实验方法

1．将MCL—05（或MCL—05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL—18的U、V输出端（如您选购的产品为MCL—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”。

三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压U_uv=220v，并打开MCL—05面板右下角的电源开关。观察MCL—05锯齿波触发电路中各点波形是否正确，确定其输出脉冲可调的移相范围。并调节偏移电阻RP2，使U_ct=0时，α=150°。注意观察波形时，须断开MEL-02和MCL-33（或MCL—53组件）的连接线。

注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同

2．单相桥式晶闸管半控整流电路供电给电阻性负载：

连接MEL-02和MCL-33（或MCL—53组件）。

（a）把开关S2合向左侧连上负载电阻Rd（可选择900Ω电阻并联，最大电流为0.8A），并调节电阻负载至最大。

MCL-18（或MCL—Ⅲ型主控制屏，以下均同）的给定电位器RP1逆时针调到底，使U_ct=0。

三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源，调节主控制屏输出U_uv=220V。

调节MCL-18的给定电位器RP1，使α=90°，测取此时整流电路的输出电压U_d=f（t），输出电流i_d=f（t）以及晶闸管端电压U_VT=f（t）波形，并测定交流输入电压U₂、整流输出电压U_d，验证

。

若输出电压的波形不对称，可分别调整锯齿波触发电路中RP1，RP3电位器。

（b）采用类似方法，分别测取α=60°，α=30°时的U_d、i_d、U_vt波形。

3．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载

（a）把开关S1合向左侧接上续流二极管，把开关S2合向右侧接上平波电抗器，短接直流电动机电枢绕组A1A2。

MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使U_ct=0。

三相调压器逆时针调到底，合上主电源，调节主控制屏输出使U_uv=220V。

（b）调节U_ct，使α=90°，测取输出电压U_d=f（t），电感上的电流i_L=f（t），整流电路输出电流i_d=f（t）以及续流二极管电流i_VD=f（t）波形，并分析三者的关系。调节电阻R_d，观察i_d波形如何变化，注意防止过流。

（c）调节U_ct，使α分别等于60°、90°时，测取U_d，i_L，i_d，i_VD波形。

（d）断开续流二极管，观察U_d=f（t），i_d=f（t）。

突然切断触发电路，观察失控现象并记录U_d波形。若不发生失控现象，可调节电阻R_d。

4．单相桥式半控整流电路接反电势负载

(1).断开主电路，改接直流电动机作为反电势负载（断开直流电动机电枢绕组A1A2的短接线。）

短接平波电抗器，短接负载电阻Rd。

MCL-18的给定电位器RP1逆时针调到底，使U_ct=0。，合上主电源，调节主控制屏输出使U_uv=220V。

调节U_ct ，用示波器观察并记录不同a角时输出电压U_d、电流i_d及电动机电枢两端电压u_M的波形，记录相应的U₂和U_d的波形。（可测取α=60°，90°两点）。

(2).断开平波电抗器的短接线，接上平波电抗器（L=700mH），重复以上实验并加以记录。

七．实验报告

1．绘出单相桥式半控整流电路供电给电阻负载，电阻—电感性负载以及反电势负载情况下，当α=90°时的U_d、i_d、U_VT、i_VD等波形图并加以分析。

2．作出实验整流电路的输入—输出特性U_d=f（U_ct），触发电路特性U_ct=f（α）及U_d/U₂=f（α）曲线。

    3．分析续流二极管作用及电感量大小对负载电流的影响。

八．思考

1．在可控整流电路中，续流二极管VD起什么作用？在什么情况下需要接入？

2．能否用双踪示波器同时观察触发电路与整流电路的波形？