Преподаватель: Самойленко А.Ю..
Тип документа: Лабораторная работа | docx.
Популярность: 0.42 %
Страниц: 10.
Размер файла: 3 Mb.
Язык: Русский.
Лабораторная работа по курсу: «Судовая электроника и силовая преобразовательная техника»
«УПРАВЛЯЕМЫЙ ОДНОФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ»
1. Цель работы
Цель работы - изучение устройства, принципа действия и характеристик однофазного управляемого выпрямителя и его системы управления.
2. Устройство и характеристики однофазного управляемого выпрямителя
Управляемым называется выпрямитель, выходное напряжение которого (его среднее значение,Ud) можно изменять воздействием на состояние вентильных элементов выпрямителя - тиристоров. Принцип действия управляемого выпрямления состоит в задержке открытия тиристора на некоторый угол ? (называемый углом регулирования или углом управления) относительно момента перехода питающего переменного напряжения через ноль. Если задержка отсутствует
( ? =0), тиристор открывается в самом начале полуволны питающего напряжения, которая полностью поступает в нагрузку. При этом среднее значение выпрямленного напряжения достигает максимального значения Ud0i как в неуправляемом выпрямителе. С ростом угла ? тиристор открывается позже и в нагрузку поступает лишь часть полуволны питающего напряжения, что уменьшает Ud. При а=180° тиристор закрыт в течение всей полуволны, поэтому Ud =0.
Схема управляемого выпрямителя дана на рис. 14.1. Первичная обмотка силового трансформатора TV1 подключена к источнику питающего переменного напряжения G1 220 В, 50 Гц. Вторичная обмотка выполнена с выводом средней точки и содержит две одинаковые полуобмотки. Напряжение на одной из полуобмоток (U2) измеряется вольтметром pVl. В каждой полуобмотке установлен тиристор (VS1 и VS2). Нагрузка выпрямителя, напряжение на которой (Ud) измеряется вольтметром pV2, подключена между выводом средней точки трансформатора и точкой соединения катодов тиристоров.
В цепь нагрузки включены:
- переключатель S1, управляемый клавишей "Space” (пробел) клавиатуры компьютера;
- индуктивность L, обеспечивающая индуктивную составляющую тока нагрузки;
- переменный резистор R, обеспечивающий активную состаляющую тока нагрузки;
- датчик тока нагрузки (шунт) Rdc
- амперметр рА1 для измерения тока нагрузки Id.
Система управления (CONTROL) выпрямителя предназначена для выработки импульсного сигнала управления Ucoatr на открытие нужного тиристора в момент времени, соответствующий заданному углу регулирования а.
В данной работе рассматривается один из'возможных вариантов схемы системы управления, приведенный на рис. 14.4.
В состав синхронизатора входит трансформатор TV1 и выпрямительный мост VD1...VD4. Первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напряжения G1, той же частоты и фазы, что и источник питания силовой части выпрямителя (рис. 14.1, G1).
Генератор пилообразного напряжения состоит из RС-цепи R4, С1, параметры которой определяют скорость нарастания U, а также транзисторного ключа VT1, служащего для разряда конденсатора С1. Резистор R3 ограничивает ток разряда, а резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения.
Цепь регулировки угла а выполнена в виде делителя напряжения на резисторах R5, R6 и До. Задающий сигнал изад снимается с движка потенциометра Rc (на рис. 14.1 он вынесен за пределы блока Control).
В качестве сравнивающего устройства используется операционный усилитель DA1, без обратной связи.
В состав формирователя импульсов управления входит дифференцирующая цепь С2, R7, диод VD5 и усилитель на транзисторе VT2. Резисторы RIO, R11 ограничивают ток управления, поступающий на управляющие электроды тиристоров.
Питается система управления от отдельного источника постоянного напряжения G2.
Подключенный к схеме рис. 14.4 осциллограф контролирует сигналы в двух точках схемы - на выходе выпрямителя (нижняя осциллограмма, полуволны синусоиды) и на конденсаторе С1 (верхняя осциллограмма, пилообразные импульсы).
3. Выполнение работы
Исследование работы силовой части управляемого выпрямителя.
Для этого взывать файл (RECONT7A) со схемой рис. 14.1 и подать на нее питание. При загрузке файла система EWB может дать сообщение, что цепь использует другую модель транзистора (или трансформатора), чем та, которая имеется в библиотеке "default".
Получение экспериментальной регулировочной характеристики выпрямителя Ud=f (а) при его работе на активную нагрузку.
Для этого установить переключатель в нижнее положение, а величину сопротивления нагрузки задать постоянной, в соответствии с одним из вариантов табл. 14.1. Затем изменять резистором Rс ''Control” угол управления а от минимально до максимально возможного значения, с примерно равным шагом (20 - 30°), занося в табл. 14.2 значения Rс, а, U, Угол а определять по осциллограмме Ud, рассчитывая его в соответствии с приводимой в п.14.2 формулой.
Получили и изобразили в масштабе осциллограммы в следующих точках системы управления:
- на выходе выпрямителя VD1...VD4
- на конденсаторе С1
- на движке потенциометра Rc
- на выходе DAI ;
- на выходе дифференцирующей цепи, в точке соединения С2, R7, VD5;
- на базе транзистора VT2;
- на коллекторе транзистора VT2;
- на управляющем электроде одного из тиристоров (Ucontr).
«УПРАВЛЯЕМЫЙ ОДНОФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ»
1. Цель работы
Цель работы - изучение устройства, принципа действия и характеристик однофазного управляемого выпрямителя и его системы управления.
2. Устройство и характеристики однофазного управляемого выпрямителя
Управляемым называется выпрямитель, выходное напряжение которого (его среднее значение,Ud) можно изменять воздействием на состояние вентильных элементов выпрямителя - тиристоров. Принцип действия управляемого выпрямления состоит в задержке открытия тиристора на некоторый угол ? (называемый углом регулирования или углом управления) относительно момента перехода питающего переменного напряжения через ноль. Если задержка отсутствует
( ? =0), тиристор открывается в самом начале полуволны питающего напряжения, которая полностью поступает в нагрузку. При этом среднее значение выпрямленного напряжения достигает максимального значения Ud0i как в неуправляемом выпрямителе. С ростом угла ? тиристор открывается позже и в нагрузку поступает лишь часть полуволны питающего напряжения, что уменьшает Ud. При а=180° тиристор закрыт в течение всей полуволны, поэтому Ud =0.
Схема управляемого выпрямителя дана на рис. 14.1. Первичная обмотка силового трансформатора TV1 подключена к источнику питающего переменного напряжения G1 220 В, 50 Гц. Вторичная обмотка выполнена с выводом средней точки и содержит две одинаковые полуобмотки. Напряжение на одной из полуобмоток (U2) измеряется вольтметром pVl. В каждой полуобмотке установлен тиристор (VS1 и VS2). Нагрузка выпрямителя, напряжение на которой (Ud) измеряется вольтметром pV2, подключена между выводом средней точки трансформатора и точкой соединения катодов тиристоров.
В цепь нагрузки включены:
- переключатель S1, управляемый клавишей "Space” (пробел) клавиатуры компьютера;
- индуктивность L, обеспечивающая индуктивную составляющую тока нагрузки;
- переменный резистор R, обеспечивающий активную состаляющую тока нагрузки;
- датчик тока нагрузки (шунт) Rdc
- амперметр рА1 для измерения тока нагрузки Id.
Система управления (CONTROL) выпрямителя предназначена для выработки импульсного сигнала управления Ucoatr на открытие нужного тиристора в момент времени, соответствующий заданному углу регулирования а.
В данной работе рассматривается один из'возможных вариантов схемы системы управления, приведенный на рис. 14.4.
В состав синхронизатора входит трансформатор TV1 и выпрямительный мост VD1...VD4. Первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напряжения G1, той же частоты и фазы, что и источник питания силовой части выпрямителя (рис. 14.1, G1).
Генератор пилообразного напряжения состоит из RС-цепи R4, С1, параметры которой определяют скорость нарастания U, а также транзисторного ключа VT1, служащего для разряда конденсатора С1. Резистор R3 ограничивает ток разряда, а резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения.
Цепь регулировки угла а выполнена в виде делителя напряжения на резисторах R5, R6 и До. Задающий сигнал изад снимается с движка потенциометра Rc (на рис. 14.1 он вынесен за пределы блока Control).
В качестве сравнивающего устройства используется операционный усилитель DA1, без обратной связи.
В состав формирователя импульсов управления входит дифференцирующая цепь С2, R7, диод VD5 и усилитель на транзисторе VT2. Резисторы RIO, R11 ограничивают ток управления, поступающий на управляющие электроды тиристоров.
Питается система управления от отдельного источника постоянного напряжения G2.
Подключенный к схеме рис. 14.4 осциллограф контролирует сигналы в двух точках схемы - на выходе выпрямителя (нижняя осциллограмма, полуволны синусоиды) и на конденсаторе С1 (верхняя осциллограмма, пилообразные импульсы).
3. Выполнение работы
Исследование работы силовой части управляемого выпрямителя.
Для этого взывать файл (RECONT7A) со схемой рис. 14.1 и подать на нее питание. При загрузке файла система EWB может дать сообщение, что цепь использует другую модель транзистора (или трансформатора), чем та, которая имеется в библиотеке "default".
Получение экспериментальной регулировочной характеристики выпрямителя Ud=f (а) при его работе на активную нагрузку.
Для этого установить переключатель в нижнее положение, а величину сопротивления нагрузки задать постоянной, в соответствии с одним из вариантов табл. 14.1. Затем изменять резистором Rс ''Control” угол управления а от минимально до максимально возможного значения, с примерно равным шагом (20 - 30°), занося в табл. 14.2 значения Rс, а, U, Угол а определять по осциллограмме Ud, рассчитывая его в соответствии с приводимой в п.14.2 формулой.
Получили и изобразили в масштабе осциллограммы в следующих точках системы управления:
- на выходе выпрямителя VD1...VD4
- на конденсаторе С1
- на движке потенциометра Rc
- на выходе DAI ;
- на выходе дифференцирующей цепи, в точке соединения С2, R7, VD5;
- на базе транзистора VT2;
- на коллекторе транзистора VT2;
- на управляющем электроде одного из тиристоров (Ucontr).
Скачать
