Лабораторная работа № 1 Исследование однофазного управляемого выпрямителя на тиристорах

1. Цель работы

Ознакомление с принципом работы и характеристиками однофазного управляемого выпрямителя при работе на активную и активно-индуктивную нагрузки.

2. Описание лабораторного стенда

Стенд выполнен в виде автономного устройства, подключаемого при помощи кабеля к сети. На лицевой панели стенда расположено наборное поле с гнездами для коммутации схемы. При проведении работы на наборное поле накладывается планшет с исследуемой схемой, на котором имеются отверстия для подключения к контрольным точкам схемы. Все необходимые соединения в схеме осуществляются на наборном поле при помощи перемычек.

На передней панели стенда установлен потенциометр R16, предназначенный для изменения регулирующего напряжения, с помощью которого можно изменять угол регулирования , и потенциометр R6, с помощью которого ограничивается максимальное значение угла регулирования .

Включение установки осуществляется тумблером “Сеть“, установленным на передней панели стенда.

Принципиальная схема стенда содержит силовую часть и систему управления тиристорами. Установив соответствующие перемычки в силовой части стенда, можно собрать схему однофазного мостового управляемого выпрямителя на тиристорах VS1-VS4 (рис.1). К выходу выпрямителя могут подключаться активная (перемычка Х3 - Х4) или активно-индуктивная (перемычка Х3 - Х5) нагрузки. Средние значения напряжения и тока контролируются вольтметром V1 и амперметром A1.

Установив перемычку Х1 - Х2, можно к выходу управляемого выпрямителя подключить обратный вентиль VD.

Схема управления тиристорами одноканальная с распределением импульсов на выходе схемы для управления тиристорами в соответствующий полупериод питающего напряжения. Фаза управляющих импульсов регулируется одновременно для всех тиристоров изменением величины регулирующего напряжения U_рег при помощи резистора R16.

Р ис. 1

3. Подготовка к работе

3.1. Изучить по конспекту лекций и литературе [1,2] следующие вопросы:

а) принцип работы и регулировочные характеристики управляемых выпрямителей на тиристорах;

б) принцип работы и назначение элементов системы управления тиристорами.

3.2. Зарисовать теоретически построенные временные диаграммы работы исследуемого управляемого выпрямителя для активной и активно-индуктивной нагрузок (без обратного диода и с обратным диодом ) для углов регулирования  в соответствии с вариантами задания:

Вариант	1	2	3	4	5	6
α, эл. град	30	60	90	120	150	180

3.3. Рассчитать и построить теоретические регулировочные характеристики управляемого выпрямителя U_dα =f(α) для активной и активно-индуктивной нагрузок (U_do=30 В ).

3.4. Подготовить тетрадь для выполнения лабораторной работы и оформления отчета.

4. Программа работы

4.1. Установить на наборное поле стенда планшет с исследуемой схемой.

4.2. Установив соответствующие перемычки в силовой части стенда, собрать схему однофазного мостового управляемого выпрямителя (рис.1). Подсоединить к выходу управляемого выпрямителя активную нагрузку. Подать в схему управления регулирующее напряжение U_рег.

4.3. Проверить возможность регулирования фазы управляющих импульсов при помощи изменения U_рег во всем диапазоне изменения α.

4.4. При помощи резистора R6 установить ограничение максимального угла регулирования α_макс = 175 эл. град.

4.5. Снять и построить регулировочную характеристику управляемого выпрямителя U_dα=f(α) .

4.6. Зарисовать и объяснить осциллограммы выходного напряжения u_d, тока нагрузки i_d, тока вентилей i_VS1 и i_VS2, тока вторичной обмотки трансформатора i₂, напряжения между анодом и катодом одного из тиристоров U_ак, напряжений управления тиристорами при заданном (см. п. 3.2) значении угла α.

4.7. Подсоединить к выходу управляемого выпрямителя (без обратного диода) активно-индуктивную нагрузку и провести исследования по пунктам 4.5 и 4.6 при α < 90 эл. град. и α > 90 эл. град.

4.8. Подсоединить к выходу управляемого выпрямителя обратный диод и исследовать работу схемы по пунктам 4.5 и 4.6 при работе на активно-индуктивную нагрузку.

4.9. Зарисовать и объяснить осциллограммы в контрольных точках системы управления.