TK-JZG型小容量晶闸管直流电机调速电路排故装置..doc

TK-JZG型 小容量晶闸管直流电机调速电路排故装置 一、实验目的 1.熟悉单结晶体管的原理和使用 2.熟悉典型小容量晶闸管直流调速系统的基本组成及工作原理 3.掌握晶闸管直流调速系统的整定与调试 4.测定直流调速机械系统的机械特性，完成实训考核 二、实验设备 序号 名称 数量 备注 1 TK-JZG型 小容量晶闸管直流电机调速电路排故装置 1 2 DQ03-1 不锈钢电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表 1 3 直流并励电机DQ09 1 4 制动器 1 5 双踪示波器 1 自备 6 万用表 1 自备 三、实验线路及原理 单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，它是一种只有一个PN结和两个电阻接触电极的半导体器件，它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用欧姆接触引出两个基极b1和b2。在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极e。其结构、符号和等效电呼如图1所示。 图1 单结晶体管 （一）、单结晶体管的特性 从图1可以看出，两基极b1与b2之间的电阻称为基极电阻： Rbb=rb1+rb2 式中：rb1为第一基极与发射结之间的电阻，其数值随发射极电流ie而变化，rb2为第二基极与发射结之间的电阻，其数值与ie无关；发射结是PN结，与二极管等效。 若在两面三刀基极b2、b1间加上正电压Vbb，则A点电压为： VA=[rb1/（rb1+rb2）]vbb=（rb1/rbb）vbb=ηVbb 式中：η称为分压比，其值一般在0.3—0.85之间，如果发射极电压VE由零逐渐增加，就可测得单结晶体管的伏安特性，见图2。 图2 单结晶体管的伏安特性 （1）当Ve＜η Vbb时，发射结处于反向偏置，管子截止，发射极只有很小的漏电流Iceo。 （2）当Ve≥η Vbb+VD VD为二极管正向压降（约为0.7伏），PN结正向导通，Ie显著增加，rb1阻值迅速减小，Ve相应下降，这种电压随电流增加反而下降的特性，称为负阻特性。管子由截止区进入负阻区的临界P称为峰点，与其对就的发射极电压和电流，分别称为峰点电压Vp和峰点电流Ip和峰点电流Ip。Ip是正向漏电流，它是使单结晶体管导通所需的最小电流，显然Vp=ηVbb。 （3）随着发射极电流ie不断上升，Ve不断下降，降到V点后，Ve不在降了，这点V称为谷点，与其对应的发射极电压和电流，称为谷点电压Vv和谷点电流Iv。 （4）过了V点后，发射极与第一基极间半导体内的载流子达到了饱和状态，所以uc继续增加时，ie便缓慢地上升，显然Vv是维持单结晶体管导通的最小发射极电压，如果Ve＜Vv，管子重新截止。 （二）、单结晶体管的主要参数 （1）基极间电阻Rbb发射极开路时，基极b1、b2之间的电阻，一般为2—10千欧，其数值随温度上升而增大。 （2）分压比η由管子内部结构决定的常数，一般为0.3—0.85。 （3）eb1间反向电压Vcb1 b2开路，在额定反向电压Vcb2下，基极b1与发射极e之间的反向耐压。 （4）反向电流Ieo b1开路，在额定反向电压Vcb2下，eb2间的反向电流。 （5）发射极饱和压降Veo 在最大发射极额定电流时，eb1间的压降。 （6）峰点电流Ip 单结晶体管刚开始导通时，发射极电压为峰点电压时的发射极电流。 （三）、单结晶体管的判别方法 判断单结晶体管发射极E的方法是：把万用表置于R*100挡或R*1K挡，黑表笔接假设的发射极，红表笔接另外两极，当出现两次低电阻时，黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。 单结晶体管B1和B2的判断方法是：把万用表置于R*100挡或R*1K挡，用黑表笔接发射极，红表笔分别接另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是B1极。 应当说明的是，上述判别B1、B2的方法，不一定对所有的单结晶体管都适用，有个别管子的E—B1间的正向电阻值较小。不过准确地判断哪极是B1，哪极是B2在实际使用中并不特别重要。即使B1、B2用颠倒了，也不会使管子损坏，只影响输出脉冲的幅度（单结晶体管多作脉冲发生器使用），当发现输出的脉冲幅度偏小时，只要将原来假定的B1、B2对调过来就可以了。 （四）、小容量晶闸管直流调速电路分析 图3 典型直流调速系统的组成框图 小容量晶闸管直流调速装置与直流并励电机配套使用，能实现直流并励电机的无级调速。实验电路如附图所示。分析晶闸管调速系统线路的一般顺序是：主电路――触发电路――控制电路――辅助电路。 本实验的主电路为单相半控桥式整流电路，桥臂上的两个二极管串联排在一侧，可起续流二极管作用。主回路中的保险丝为短路保护环节。主电路的交、直流两侧均设有阻容吸收电路，以吸收浪涌电压。L为平波电抗器，减小电压的抖动。触发电路采用单结晶体管组成的自激振荡电路，实现对电容C1充电快慢的控制