文档介绍:电力电子技术实验报告
机电工程学院自动化
实验一 控制电路及交流调压实验
一、实验目的和要求
本实验是利用单结晶体管来构成的最简单的控制电路。但具有触发电路的四要素,这种电路的中小功率电路中仍广泛使用。
1. 学会制作单结晶体管控制电路,以实现对小功率电力电子电路的控制,通过实验学习触发电路的设计及测量方法
2. 了解脉冲变压器在可控硅触发电路中的应用,学习脉冲变压器的制作及同名端的测试方法
3. 学习双向晶闸管在调压电路中的应用,在制作简单的控制电路的基础上,完成用双向晶闸管实现交流调压,用来控制灯光的亮度
二、实验内容
1(单结晶体管DT33构成的控制电路调试,记录各级波形,形成控制脉冲 2(单相交流调压电路调试,实现灯光亮度调节
三、实验仪器、设备(软、硬件)及仪器使用说明)
1(单相或三相电源变压器一台
2(模拟或数字示波器一台
3(单结晶体管、可控硅及实验板一套
四、实验原理
1(把交流电整流成脉动直流电,再经过二极管限幅,形成同步梯形波,再把此电压加给电容器,使其充电,当其电压到达单结晶体管的峰点电压时,单结晶体管导通,电容器放电。我们正是利用单结晶体管BT33的负阻区形成触发脉冲,如图1所示。 2(双向晶闸管具有双向调节电压的的作用,图2的上半部分给出了双向晶闸管调压电路,所采用的双向晶闸管是BT136塑封管,其管脚图如图2的右下角BT136管脚的正视图,有字一面正对自己,最左边的为第一脚是门极,最右边的一脚是T1极,中间的是T2极。
3(利用单结晶体管BT33在负阻区形成触发脉冲作为控制信号,加在门极和T1极上去控制双向晶闸管工作,使其在交流电的正半周和负半周各有一段时间不导通,控制不导通的时间长短就达到了调压调光目的。
4( 利用示波器找出脉冲变压器的同名端,目的是把正极性的控制信号加到可控硅的门极上,图中有黑点的端为同名端。
单结晶体管组成控制电路原理图(作图工具:altium designer)
, 晶闸管对控制电路的要求:
1. 触发脉冲的极性应与晶闸管门极工作状态相一致;
2. 触发脉冲的幅度值应大于晶闸管标的触发电压和电流值,但触发功率不能超过功率容
限,脉冲的宽度应能保证晶闸管可靠导通,脉冲的前延要陡峭;
3. 触发脉冲应与主回路的电源电压同步;
4. 触发脉冲应有一定的移相范围。
而以上控制电路能满足上述要求。
, 单结晶体管自激振荡电路工作原理:
单结晶体管自激振荡电路是利用单结晶体管的负阻效应和RC充放电原理工作的。在加正弦电后,经过整流电路和限流电路形成梯形电压波形,即B点波形。此时通过R1和W1给电容器C1充电,电容器上的电压按指数规律上升,形成锯齿波。一开始u<u,处于截止cp状态,只有漏电流存在;当电容器上电压u>u时,单结晶体管进入负阻区,发射极电流cp
从几微安的漏电流一下子跃变到几十毫安电流,单结晶体管立即进入导通状态。于是电容器上的电压就通过单结晶全管向电阻R4放电,这样在R4上就产生了一个触发脉冲(即D点波形)。由于R4很小,放电时间很短,触发脉冲的宽度很窄。电容器放电到其上电压u<ucv时,单结晶体管进入截止区,R4上的脉冲电压结束。
, 单结晶体管负阻区
当u>u时,单结晶体管进入导通状态,导通后随着I增大,u反而减小。正常情况下,cpee
电阻不变,随着电压增大,电流要增大,电流与电压成正比。而负阻区的单结晶体管在
即负电阻。 导通状态是随着电流增大而电压反而减小,相当于电阻提供了能量,五、实验方法与步骤
1(图1的电路给出了控制电路的几种形式,包括了了脉冲形成电路、同步电路、移相
电路、输出电路等。同学们可参照图1的电路在面包板上插接电路: 1)先用整流桥搭接整流电路,把交流电整流成脉动直流电,通电后观察并在座标
纸上记录A点显示的波形;
2)断电后串电阻接上稳压二极管,经过二极管限幅,形成同步梯形波;再加电测
量并记录B点显示的同步梯形波波形;
3)断电后插上R2、R3、W1、C1、BT33和R4,再加电后用示波器测量C点、D点
波形,看C点是否是锯齿波,D点有无脉冲输出。
4)若有波形,看脉冲多少,应控制脉冲在5~20个之间,并调节W1,看锯齿波的
个数有无增加或减少,有变化为正常。正常后调节到脉冲较少时记录波形,注
意用双踪示波器对应测量C点和D点波形,观察D点的脉冲是在锯齿波的上升
边还是在锯齿波的下降沿。
5)去掉电阻R4,换上脉冲变压器B,
(1)测量变压器输出头的同名端,方法是用示波器探头的接地端接一个输出
头,用示波器探头接另一个输出头,若输出脉冲为正极性则示波