1、中国石油大学胜利学院电力电子和拖动技术课程设计总结报告题目：锯齿波同步移相触发电路单相半控桥式整流调压调速电路学生姓名： 系 别： 电气信息工程系 专业年级： 2008 级电气工程及其自动化专业本科 1 班 指导教师： 2011 年 01 月 25 日一、实验目的与要求(1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理。(2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试步骤和方法。(3)熟悉锯齿波同步移相触发电路各点的电压波形。（4）掌握直流电动机调压调速方法二、实验设备及仪器(1) 三相电源输出、励磁电源等电源控制屏。(2)、直流电动机。(3)、二极管和续流二极管。(4)、晶闸管触发电路、锯齿波同步触发电路
2、等控制屏模块。(5)、双踪记忆示波器。(6)、并励直流电动机、测速发电机。（7） 、若干导线。三、实验线路及原理脉冲形成与放大环节由晶体管 VT4、VT5 组成，VT6 起脉冲放大作用。控制电压 Uco 加在 VT4 基极上，电路的触发脉冲有脉冲变压器 TP 二次侧输出，其一次绕组接在 VT6 集电极电路中。当不需要输出触发脉冲时，控制电压 Uco=0，V4 截止。+E1（ +15V）电源通过 R1供给 V5 一个足够大的基极电流，使 V5饱和导通，而 V、处于截止状态，无脉冲数出。另外，电源的+E1 经R、V 5 发射结到-E1，对电容 C充电，充满后电容量端电压接近二倍的 E1，极性如图所
3、示。当需要输出触发脉冲时，控制电压 Uco 约等于 0.7V，V 4 导通，由于电容 C两端电压不能突变，所以 V5 基极电位迅速下降，由于V5 发射结反偏置，V5 立即截止。它的集电极电压有-E1（-15V ）迅速上升，于是 V导通，输出触发脉冲。同时，电容 C经电源+E1、 R1、 VD、V4 放电和反向充电，使 V5 基极电位又逐渐上升，直到又重新导通。这时 Uc5 又立即降到-E1 ，使 V截止，输出脉冲终止。可见，脉冲前沿由 V4 导通时刻确定，V5 截止持续时间即为脉冲宽度。所以脉冲宽度与反向充电回路时间常数 R1C 有关。当电源电压 u 2 在正半周期，控制角为 a 时 触发晶闸
4、管 VT1 使其导通，电源经 VT1 和 VD4 向负载供电。 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。 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。关于单相桥式半控整流电路（带反电动势负载）原理
5、：当电源电压 u2在正半周期，控制角为 时触发晶闸管 VT1 使其导通，电源经 VT1 和VD2 向负载供电。由于负载为直流电动机，既带反电动势负载。当 u2过零变负时，电动机内部电枢绕组起到电感的作用，电路类似带阻感负载的情况，一般情况下 VT1 仍然继续导通。二极管共阳极，阴极电位低的导通。电流不再流经变压器二次绕，而流经 VT1 和 VD1 。此阶段忽略器件的通态压降，则 ud0，不像全控电路那样出现 ud为负的情况。同理当 u2在负半周 控制角为时 触发 VT2 使其导通 ，则向 VT1 加反压使之关断，u2经 VT2 和 VD1 向负载供电。u 2过零变正时，VD2 导通。 电流流经
6、 VT2和 VD2，u d又为零。此后重复以上过程。输出电压的波形与带阻感负载时相同，但电流变了，有 Id=（ Ud- EM） R，由于电动机内部线圈的作用，输出电流近乎直线，保证了电流的连续。其理论电压、电流波形如下图：单相桥式半控电路带反电动势负载波形图 图 2本实验采用的是他励直流电机，其电枢绕组与励磁绕组分别由两个互相独立的直流电源 U 和 Uf 供电。所以励磁电流 If 的大小不会受端电压 U及电枢电流 Ia 的影响。电机出现断电流 I 等于电枢电流 Ia，即 I=Ia，永磁式直流电机可以看作他励直流电机。四、实验内容和方法1. 电路调试锯齿波同步移相触发电路的调试：先按实验原理图接
7、好电路。将触发器的1、5点接入示波器，接通触发器和示波器电源。将RP1，RP2逆调到底。保持RP2不动，顺时针调动RP1到底，然后逆时针回调，在示波器上清晰的波形图消失的界限处，定住RP1，此时便是最小值对应的波形图。利用5点突出部分所占的格数计算角。保持RP1不动，顺时针调动RP2 到底，然后逆时针回调，同样在示波器上清晰波形消失的界限处，锁定RP2，此时对应为180时的波形图。用示波器的双通道分别接入触发器的1、2点，1、3点，1、4点，1、5点，1、6点，记录示波器上的波形单相桥式半控整流电路带直流电动机负载将单相半控整流电路与电机相连，调节锯齿波同步触发电路上的RP1 使 ud 由零逐
8、渐上升到额定值，用示波器观察并记录不同 时输出电压 ud 和电动机电枢两端电压 ua 的波形。调节 进而改变电动机端电压从而调节电机的转速。不同的 会对应不同的输出电压，在保持励磁电流 If不变的情况下，改变端电压会得到不同稳定转速。记录不同的 值及对应的 ud值和转速 n，将结果记录与表中。2. 内容1) 画出锯齿波同步移相各点（1.2.3.4.5.6）的波形图。 2) 将直流电动机接入电路中，调节 RP1，测得 U，I，n 的值并记录个点的波形图。五、实验数据处理1. 整理并画出实验中记录下的波形。触发器电路的波形 输出电压波形图1 点 U12 点 U23 点 U34 点 U45 点 U5
9、6 点 U62. 实验数据如下表所示组别 U (V) I (mA) N (r)1 223.8 95.1 13102 185.8 70.7 10203 150.0 67.1 8064 122.1 62.0 6205 85.0 54.5 3806 61.1 51.0 245其中，第一组数据为 =29 时测得的。六、注意事项1计算励磁调节电阻Ud=0.9380=342.5VR=（342.5-220）0.16=726.5所以励磁部分应串一个 900 的电阻。2.求相控角范围UN - EM= Ia RaEM = Cen NRa =0.5（U N IN- PN）I 2N =（2201.1-185） 1.1
10、 2 =23.55min=360312.5=29 所以相控角范围为 （29，180）3.实验中应注意的问题电动机的起动应在较低的电压下，避免出现过大的电枢电流损坏电机，当电机转速上升时，电枢反电动势 EM = Cen 逐渐变大，此时电枢电流开始下降，可升高端电压，直至电压稳定运行。空载起动，调节电枢电阻使其阻值最大，调节励磁分压电阻，使励磁部分约处在满磁状态。七、结论与心得课程设计是对理论学习和实践能力的综合考核，是期末考试的另一种考察方式。这次课程设计是对电力电子技术和电机拖动基础两门课程理论的综合考察，对大家的要求比较高，课题题目都挺难的，我们小组的课题又是较难的，原本老师要求大家在实际操
11、作之前充分准备，多查查资料，但是临近期末，所以大家都是期末考试结束后才开始着手准备。实验开始前，我们在给老师进行理论上的论述时，由于对理论知识的掌握不是很牢固，碰到不明白的问题时，指导老师总是耐心的讲解，给了我很大的鼓励和帮助，使我们受益匪浅，在此感谢苏老师的悉心指导。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解了理论知识与实践相结合的重要意义。当我们按照电路图把线接好了，就是输出不了波形，自己检查了，也没能发现错误。只好把老师请来给我们检查，老师又教我们怎么接线才能看起来整洁有序，一目了然。经过一番努力，示波器上终于显示正确的波形。于是大家按照分工记录数据并拍摄波形图，经过一个上午的努力，终于完
12、成了实验的内容。经过了老师的多次批阅，我们的报告册终于通过了。这次课程设计的收获很大，毕竟是我们大学课程为数不多的设计课题，让我们学到了很多，平时不好好学习，用着了就拿不出来了。让我知道了理论知识和实践的关系，如何把理论知识应用到实践中去，更学到了团队合作的重要性，集思广益，靠大家的努力才能更好的完成课题任务，这对以后的工作帮助也很大。在此感谢小组同学的帮助，再次感谢苏老师的耐心辅导。八、参考文献【1】 电力电子应用技术 莫正康 机械工业出版社 第三版【2】 电力电子变流技术 作者:黄俊等 机械工业出版社【3】 电力电子技术(修订版)丁道宏主编，航空工业出版社，1998 年【4】 电力电子技术(新世纪教改系列教材) 作者：郭世明等 西南交通大学出版社【5】.电机学 许实章主编 机械工业出版社 1995 【6】 电机学 陈世元主编 中国电力出版社 2004 【7】 电机与拖动基础 林瑞光 著 浙江大学出版社
