交流調(diào)壓電路實驗

1、重慶三峽學院實驗報告課程名稱 電力電子技術(shù)實驗實驗名稱交流調(diào)壓電路實驗實驗類型驗證系另寸電信學院年級班別2015級2班學生姓名袁志軍實驗教師謝輝學 時 專業(yè)電氣工程及自動化開出學期 2016-2017 下期學號201507144228成績2017 年 5 月 28 日實驗七交流調(diào)壓電路實驗一、實驗?zāi)康?1) 加深理解單相交流調(diào)壓電路的工作原理。 加深理解單相交流調(diào)壓電路帶電感性負載對脈沖及移相范圍的要求。 了解KC05晶閘管移相觸發(fā)器的原理和應(yīng)用。二、實驗所需掛件及附件序號型號備注1DJK01電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2DJK02晶閘管主電路該掛件包含“晶閘管”以及“電

2、感”等模塊。3DJK03-1晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“單相調(diào)壓觸發(fā)電路”等模塊。4D42 三相可調(diào)電阻5雙蹤示波器自備6萬用表自備三、實驗線路及原理本實驗采用KCO晶閘管集成移相觸發(fā)器。該觸發(fā)器適用于雙向晶閘管或兩個反向并聯(lián)晶閘管電路的交流相位 控制，具有鋸齒波線性好、移相范圍寬、控制方式簡單、易于集中控制、有失交保護、輸出電流大等優(yōu)點。單相晶閘管交流調(diào)壓器的主電路由兩個反向并聯(lián)的晶閘管組成，如圖3-15所示。圖中電阻R用 D42三相可調(diào)電阻，將兩個 900 Q接成并聯(lián)接法，晶閘管則利用DJK02上的反橋元件，交流電壓、電流表由DJK01控制屏上得到，電抗器 Ld從DJK02上得到，用700m

3、H圖3-15單相交流調(diào)壓主電路原理圖圖3-15單相交流調(diào)壓主電路原理圖四、實驗內(nèi)容(1) KC05集成移相觸發(fā)電路的調(diào)試。(2) 單相交流調(diào)壓電路帶電阻性負載。(3) 單相交流調(diào)壓電路帶電阻電感性負載。五、實驗方法(1) KCO5集成晶閘管移相觸發(fā)電路調(diào)試將DJK01電源控制屏的電源選擇開關(guān)打到“直流調(diào)速”側(cè)使輸出線電壓為200V,用兩根導線將200V交流電壓接到DJK03的“外接220V”端，按下“啟動”按鈕，打開DJK03電源開關(guān)，用示波器觀察“1”“ 5”端及脈沖輸出的波形。調(diào)節(jié)電位器 RP1,觀察鋸齒波斜率是否變化，調(diào)節(jié)RP2,觀察輸出脈沖的移相范圍如何變化，移相能否達到170

4、6;，記錄上述過程中觀察到的各點電壓波形。(2) 單相交流調(diào)壓帶電阻性負載將DJKO面板上的兩個晶閘管反向并聯(lián)而構(gòu)成交流調(diào)壓器，將觸發(fā)器的輸出脈沖端“G1”、“ K1”、“ G2'和“ K2'分別接至主電路相應(yīng)晶閘管的門極和陰極。接上電阻性負載，用示波器觀察負載電壓、晶閘管兩端電壓UVt的波形。調(diào)節(jié)“單相調(diào)壓觸發(fā)電路” 上的電位器RP2觀察在不同a角時各點波形的變化， 并記錄a =30°、60°、 90°、120°時的波形。(3) 單相交流調(diào)壓接電阻電感性負載在進行電阻電感性負載實驗時，需要調(diào)節(jié)負載阻抗角的大小，因此應(yīng)該知道電抗器的內(nèi)阻和

5、電感量。常采 用直流伏安法來測量內(nèi)阻，如圖3-16所示。電抗器的內(nèi)阻為：R=Ul/I(3-1)電抗器的電感量可采用交流伏安法測量，如圖3-17所示。由于電流大時，對電抗器的電感量影響較大，采用自耦調(diào)壓器調(diào)壓，多測幾次取其平均值，從而可得到交流阻抗。圖3-16用直流伏安法測電抗器內(nèi)阻圖3-17用交流伏安法測定電感量Zl¥電抗器的電感為(3-2)(3-3)arctano LRdRl這樣，即可求得負載阻抗角在實驗中，欲改變阻抗角，只需改變滑線變阻器R的電阻值即可。切斷電源，將L與F串聯(lián)，改接為電阻電感性負載。按下“啟動”按鈕，用雙蹤示波器同時觀察負載電壓U和負載電流I 1的波形。調(diào)節(jié)R的數(shù)

6、值，使阻抗角為一定值,觀察在不同a角時波形的變化情況， 記錄a > $、a = $、a V $三種情況下負載兩端的電壓 U和流過負載的電流I 1波形。 六、實驗數(shù)據(jù)記錄及分析1、阻性負載120數(shù)據(jù)分析：單相交流調(diào)壓通過調(diào)節(jié)觸發(fā)角的大小來改變輸出電壓的有效值，從而達到交流調(diào)壓的效果。2、阻感負載 U=100V f=50hz r=1ohms L=0.01h3060RjiW:ji巒 dIVI!IHouten Ydjqga/lpl/hY0 -riji/C-v *巧je120r«PriATfc.>K. ? ut"U=100V f=50hz r=1ohms L=0.01h二

7、 arcta nLRdRLer波形分析：從圖可見，觸發(fā)角移相范圍為0180 ，不同觸發(fā)角下其電感充放電時間不同，輸出電壓有效值也不同。觸發(fā)角越大，充放電時間越短。且在一定大角度后會出現(xiàn)斷流區(qū)，觸發(fā)角越大，斷流區(qū)越寬。由于正脈 沖未到時，電感已經(jīng)放電結(jié)束。在30度時，其第一個晶閘管電流峰值大于后面電流峰值，而其他角度并無此情況。由于初始狀態(tài)電感并未充 電，且觸發(fā)角小，導通角大，其充電時間較長，在放電時，正向脈沖已經(jīng)到來，需放電完畢后在充電，其充電時 間小于初始充電，故其后峰值較小。而其他角度由于放電結(jié)束后正向脈沖并未到來，則充電時間相同，峰值相同。3.不同大小電感下的波形比較60 “U=100V

8、 f=50hz r=1ohms L=0.01hU=100V f=50hz r=1ohms L=0.1hU=100V f=50hz r=1ohms L=0.005h=26.565 °=78.69 °=14.036波形分析：由圖可知，電感越大充放電越緩慢。阻抗角反映了電流滯后電壓的角度，一定阻抗角下會出現(xiàn)斷流區(qū)。4.寬窄脈沖的比較:n.IL/V -3*皿齢護Jpj W 啲甲UIZL30 時窄脈沖30 時寬脈沖波形分析：正向窄脈沖由于加在放電時刻，在充電時刻時由于窄脈沖原因，則未加脈沖，導致晶閘管不 導通。故，在阻感負載時，由于電感原因，必須采用寬脈沖。七、思考題(1) 交流調(diào)壓

9、在帶電感性負載時可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？如何解決？1. 輸出電壓平均值減小。由于電感中感應(yīng)電動勢要阻礙電流的減小，到輸入電壓變負時，id并未下降到0，此時負載上的電壓為負值。由于出現(xiàn)了負值部分，所以輸出電壓平均值減小2. 輸出電壓產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。沒有續(xù)流，感性負載在愣次定律作用下，自感電勢導致振蕩，從理論上說，使用可控硅做半波整流帶感性負載，觸發(fā)脈沖寬度足夠、觸發(fā)時可控硅兩側(cè)有足夠的正向電壓，是不會有振蕩現(xiàn)象的，但實際電路的電源、負載特性復(fù)雜，做不到。解決辦法：在感性負載上并聯(lián)一個續(xù)流二極管就可以解決問題。(2) 交流調(diào)壓有哪些控制方式 ？有哪些應(yīng)用場合？ 控制方式：通斷控制：改變晶閘管通斷

10、時間比值達到調(diào)壓的目的。相位控制：使晶閘管在電源電壓每一周期中，選定的時刻內(nèi)將負載與電源接通，改變選定的時刻可達到調(diào)壓 的目的。斬波控制：一般用于全控型器件。應(yīng)用場合：調(diào)溫的工頻加熱和感應(yīng)加熱、燈光調(diào)節(jié)、泵及風機的感應(yīng)電動機調(diào)速、變壓器的初級調(diào)壓。八、注意事項在本實驗中，觸發(fā)脈沖是從外部接入 DJK02面板上晶閘管的門極和陰極，此時，應(yīng)將所用晶閘管對應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，并將U及Ur懸空，避免誤觸發(fā)。(2) 觸發(fā)脈沖是從外部接入 DJKO面板上晶閘管的門極和陰極，此時，應(yīng)將所用晶閘管對應(yīng)的正橋觸發(fā)脈沖或反橋觸發(fā)脈沖的開關(guān)撥向“斷”的位置，并將U及Ur懸空，避免誤

11、觸發(fā)。(3) 可以用DJK02-1 上的觸發(fā)電路來觸發(fā)晶閘管。(4) 由于“ G'、“ K “輸出端有電容影響，故觀察觸發(fā)脈沖電壓波形時，需將輸出端“G'和“ K”分別接到晶閘管的門極和陰極(或者也可用約100Q左右阻值的電阻接到“ G'、“ K”兩端，來模擬晶閘管門極與陰極的阻值)，否則，無法觀察到正確的脈沖波形。九、實驗總結(jié)本次實驗進行了交流調(diào)壓電路實驗，電路簡單，采用兩只晶閘管構(gòu)成雙向?qū)?。在阻感負載實驗時，必須采 用寬脈沖，以避免電感的電流滯后導致未加觸發(fā)脈沖，而造成單只晶閘管工作。實驗前首先檢查各個器件的完好性，避免接好線后盲目查找錯誤，特別是檢查觸發(fā)脈沖的情況。總之，在做實驗時，要對實驗熟悉，做到