實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)十一 認(rèn)識(shí)單、三相橋式整流電路

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)十一認(rèn)識(shí)單、三相橋式整流電路一、目的要求1.掌握單相半波、全波整流電路的相關(guān)知識(shí)。2.了解單相橋式可控整流電路。3.熟悉三相橋式整流電路的相關(guān)知識(shí)。4.會(huì)用示波器觀察整流波形。二、相關(guān)知識(shí)1.單相半波整流電路利用二極管單向?qū)щ姷奶匦?，可以把單相交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電，其電路如圖11-1（a）所示。（a）二極管單相半波整流電路（b）半波整流電路輸入、輸出電壓波形圖11-1單相半波二極管整流電路當(dāng)輸入正弦交流電壓為u1（例如市電220V）時(shí)，經(jīng)變壓器T1降壓，可以在二次側(cè)得到所需的（例如9V）交流正弦電壓u2。當(dāng)u2正半周時(shí)，整流二極管D正偏導(dǎo)通（當(dāng)加在二極管兩端電壓遠(yuǎn)大于二極管的開啟電壓時(shí)，二極管可等效為一個(gè)閉合的電子開關(guān)），負(fù)載電阻RL兩端可獲得正半周的電壓；當(dāng)u2負(fù)半周時(shí)，整流二極管D反偏截止，相當(dāng)于電子開關(guān)斷開，RL沒有電流流過，負(fù)載電阻上壓降為0。可見，在負(fù)載電阻上，只存在正半周的波形，交流電變成了脈動(dòng)的直流電，如圖11-1（b）所示。2.單相橋式整流電路（a）單相橋式整流電路（b）橋式整流電路輸入、輸出電流波形圖11-2單相橋式整流電路單相橋式整流電路如圖11-2（a）所示，由四個(gè)整流二極管接成橋式電路。當(dāng)電源電壓處于正半周時(shí)，D1、D3導(dǎo)通，負(fù)載電阻上獲得一個(gè)極性為正的半波電流。當(dāng)為負(fù)半周時(shí)，D2、D4導(dǎo)通，上也有一個(gè)極性為正的半波電流?？梢?，無(wú)論在電源信號(hào)的正半周還是負(fù)半周，通過橋式整流電路，負(fù)載均可獲得單向全波脈動(dòng)電流。其直流分量即為負(fù)載電流的平均值。負(fù)載兩端的電壓（無(wú)濾波電容時(shí)）uO≈0.9u2。3.三相全波不可控整流電路三相橋式不可控整流電路（b）波形圖圖11-3三相橋式整流電路圖11-3（a）為純電阻負(fù)載三相橋式不可控整流電路，現(xiàn)分析其相關(guān)知識(shí)。電路的6只整流二極管中，VD1、VD3、VD5三只陰極連接在一起，稱共陰極組；VD2、VD4、VD63只陽(yáng)極連接在一起，稱共陽(yáng)極組。三相對(duì)稱交流電源uU、uV、uW接入電路之后，究竟哪對(duì)二極管導(dǎo)通，還要看共陰極組哪只二極管陽(yáng)極電位最高，共陽(yáng)極組哪只二極管陰極電位最低。ωt1～ωt2期間，U相電壓最高，V相電壓最低，二極管D1、D6導(dǎo)通，其它二極管截止，負(fù)載Rd上電壓有ud=uUV。ωt2～ωt3期間，U相電壓最高，W相電壓最低，D1、D2導(dǎo)通，其它截止，負(fù)載Rd上電壓有ud=uUW。以此類推，可得到電壓波形如圖所示。二極管導(dǎo)通順序分別為（D1+D6）→（D1+D2）→（D3+D2）→（D3+D4）→（D5+D4）→（D5+D6）→（D1+D6）。由圖可見，D1、D3、D5在t1、t3、t5換相導(dǎo)通；而D2、D4、D6在t2、t4、t6換相導(dǎo)通。在一個(gè)周期內(nèi)，每只二極管只導(dǎo)通1/3個(gè)周期，即導(dǎo)通角為120°。整流后輸出的電壓波形是線電壓的包絡(luò)線如圖11-3（b）所示，脈動(dòng)較小。三、實(shí)驗(yàn)儀器 TK406電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)半波橋式整流濾波穩(wěn)壓電路掛箱（圖11-4）、三相交流調(diào)壓器、示波器、萬(wàn)用表。圖11-4半波、橋式整流濾波穩(wěn)壓電路掛箱四、內(nèi)容步驟1.半波整流實(shí)驗(yàn)圖11-5整流濾波穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)電路如圖11-5所示。斷開S1（半波），閉合S5（帶負(fù)載），S2-S4全斷開（暫不接入濾波、穩(wěn)壓電路），接通交流電源開關(guān)，按照表11-1的步驟測(cè)量，并記入表11-1中。其中，波形用示波器觀察；電壓值由萬(wàn)用表測(cè)量，注意u2用交流檔，uo用直流檔。表11-1整流電路實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果半波整流橋式整流三相橋式整流電路u2波形uO波形測(cè)u2電壓值測(cè)uO電壓值uO與u2關(guān)系uO≈u2uO≈u2uO≈u22.橋式整流實(shí)驗(yàn)接通圖11-5中S1（全波），其它同上，結(jié)果記入表11-1中。3.三相橋式整流電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)電路如圖11-3所示。按圖接線，三個(gè)輸入端與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)三相交流調(diào)壓器的輸出電壓相連。輸出接1kΩ負(fù)載電阻。將三相交流調(diào)壓器控制旋鈕調(diào)到零位（逆時(shí)針旋到底），啟動(dòng)電源開關(guān)，將輸出電壓調(diào)到10V。其它同上，結(jié)果記入表11-1中。五、注意事項(xiàng)1.本實(shí)驗(yàn)用到三相交流電，要注意用電安全。2.在改接線時(shí)要斷開電源重新接線，改完后要進(jìn)行檢查才可送電。3.使用示波器時(shí)，注意各個(gè)旋鈕的位置。4.使用萬(wàn)用表時(shí)應(yīng)注意測(cè)量直流量和交流量檔位的選擇。六、預(yù)習(xí)要求掌握單相半波整流、橋式整流、三相電阻負(fù)載橋式整流電路的相關(guān)知識(shí)。電阻負(fù)載單相半波整流、橋式整流、三相橋式整流電路輸出電壓與輸入電壓有何關(guān)系？并聯(lián)電容負(fù)載呢？七、報(bào)告要求1.總結(jié)三種整流電路的特點(diǎn)。2.做好實(shí)驗(yàn)記錄，注意歸納總結(jié)輸入輸出波形，輸入交流電壓有效值與輸出直流電壓平均值的關(guān)系?！舅伎寂c練習(xí)】1.能否用雙波示蹤器同時(shí)觀察觸發(fā)電路與整流電路的波形?2.單相半波可控整流電路中，如果晶閘管內(nèi)部短路或斷開，負(fù)載兩端電壓及晶閘管兩端電壓波形會(huì)有如何變化。3.在三相橋式全控整流電路