模拟电子技术教学课件作者王连英电子教案习题解答仿真第10章课件.docVIP

第10章 10.4　可控整流电路Multisim仿真 单相半波电阻性负载和电感性负载可控整流电路Multisim仿真 1、电阻性负载 在Multisim中构建电阻性负载的单相半波可控整流电路如图10.4.1（a）所示。其输入电压和输出电压的波形如图10.4.1（b）所示，输出电压波形和触发控制信号如图10.4.1（c）所示。 为简化电路，在图10.4.1（a）所示电路中，触发控制信号Vg可选用时钟脉冲源，为使触发信号与晶闸管T两端的主回路电压信号同步，应使触发信号的频率与主电源信号v2的频率保持一致。要设定控制角α值，则可通过设定主电源信号v2的初相位实现。10.4.1（a）所示电路中设定了v2的初相位为300°，即是vg滞后v2 60°，也就是设定了控制角α＝，依式（10.2.1）估算，有 V＝74.25V 仿真测量结果如图10.4.1（a）中数字万用表显示的数值所示，Vo（AV）≈76.362V，与理论估算值基本一致。 2、电感性负载 上面仿真的是电阻性负载的情况，实际上可控整流电路的负载多是电感性负载，像各种电机的励磁绕组，各种电感线圈等，它们即含有电感，又含有电阻。 在Multisim中构建电感性负载的单相半波可控整流电路如图10.4.2（a）所示。其输入和输出的电压波形如图10.4.2（b）所示，输出和触发控制信号的电压波形如图10.4.2（c）所示。 从图10.4.2（a）可以看出，虽然v2、α等电路参数和图10.4.2（a）所示仿真电路一样，并未改变，但输出电压较图10.4.1（a）所示电路要小，Vo（AV）≈70.672V，从图10.4.2（c）中可以看出，输出电压波形中出现了负电压，晶闸管的导通角θ大于（180°－α）。 3、电感性负载并联续流二极管 在电感性负载两端并联一个二极管，称为续流二极管，可解决上述问题。 在Multisim中构建电感性负载并联续流二极管的单相半波可控整流电路如图10.4.3（a）所示。其输入和输出的电压波形如图10.4.3（b）所示，输出和触发控制信号的电压波形如图10.4.3（c）所示。 从图10.4.3可以看出，电感性负载并联了续流二极管以后，其输出电压Vo（AV）≈76.298V，其大小与波形和图10.4.1所示纯电阻性负载电路的输出电压的大小与波形基本一致。 4、分析讨论 对于图10.4.2所示电感性负载的单相半波可控整流电路，由于电感性负载中的电流要滞后电感两端的电压一个相角，在交流电压v2经过零值由正变负之后，只要电感中产生感应电动势eL仍大于v2，晶闸管T就继续承受正向电压，电流仍将继续流通，且只要大于晶闸管T的维持电流IH，晶闸管就不能关断，从而在负载上就出现了负电压，晶闸管的导通角θ＞（180°－α）。 在感性负载两端并联了一个续流二极管D以后，如图10.4.3所示，当交流电压v2达零值变负后，反接的续流二极管D因承受正向电压而导通，于是感性负载上由感应电动势eL产生的电流迅速地流过这个二极管D而形成回路，负载两端电压近似为零，电感元件释放的能量被负载电阻消耗，晶闸管T因承受反向电压而迅速关断。 图10.4.1　电阻性负载的单相半波可控整流电路Multisim仿真 （a）仿真电路　（b）输入和输出的电压波形　（c）输出和触发控制信号的电压波形 （c） （a） （b） 图10.4.2　电感性负载的单相半波可控整流电路Multisim仿真 （a）仿真电路　（b）输入和输出的电压波形　（c）输出和触发控制信号的电压波形 （c） （a） （b） （a） 图10.4.3　电感性负载并联续流二极管的单相半波可控整流电路Multisim仿真 （a）仿真电路　（b）输入和控制信号的电压波形　（c）输入和输出的电压波形 （c） （b）