Техніка безпеки під час виконання лабораторних робіт

1. Усі студенти, які працюють в лабораторії, повинні бути ознайомлені з правилами техніки безпеки.

2. Студенти, які вперше розпочинають роботи, після одержання інструктажу з техніки безпеки розписуються у контрольному журналі.

3. Перед тим, як приступити до виконання лабораторних робіт, необхідно ознайомитися із джерелом живлення в лабораторії, щоб з’ясувати наявність у ньому небезпечної для життя людини напруги.

4. Кожну роботу виконувати тільки за допомогою призначеного для виконання даної роботи обладнання.

5. Брати прибори з інших робочих місць без дозволу викладача або лаборанта забороняється.

6. До виконання роботи можна приступати тільки після ознайомлення з приладами та обладнанням, що необхідне для проведення роботи.

7. Після подачі живлення із щита лабораторії необхідно декілька хвилин прогріти апаратуру і тільки після цього приступати до виконання роботи.

8. Перед початком роботи необхідно перевірити положення всіх реостатів і потенціометрів відповідно до вказівок інструкції з даної лабораторної роботи.

9. Під час проведення роботи не торкатися руками до затискачів і провідників, які перебувають під напругою. Наявність напруги на затискачах приладів або елементах схем перевіряти тільки вимірювальними приладами, які забезпечені щупами з ізольованими наконечниками.

10. При виявленні несправних приладів, а також при виникненні будь-яких неузгодженостей у режимі роботи схеми або при зникненні напруги живлення мережі необхідно негайно відключити схему від мережі й повідомити викладача.

11. Не залишати ввімкнену схему без догляду.

12. Покидати лабораторію можна лише з дозволу викладача.

13. Зняття експериментальних даних для максимально допустимих параметрів приладів необхідно виконувати швидко і знімати навантаження негайно після запису результатів дослідів.

14.Тільки після затвердження всіх даних дослідів викладачем можна закінчити роботу, вимкнути стенд, що досліджується, і прилади від мережі і навести порядок на робочому місці.

15. Категорично забороняється самостійно виконувати будь-які перемикання на загальних лабораторних розподільних щитах, вмикати і вимикати перемикачі (автомати) головного щита.

16. Не слід торкатися щита затискачів відключених ланцюгів з конденсаторами, тому що на них може довгий час зберігатися висока напруга. Відключивши такий ланцюг, необхідно розрядити його спеціальним розрядним шнуром.

17. Після проведення робіт перевести всю регулювальну та комутуючу апаратуру у вихідне положення.

18. Перед виходом із лабораторії необхідно перевірити, чи не залишилися увімкненими допоміжні вимірювальні прилади (осцилограф, звуковий генератор та ін.).

ПЕРЕЛІК ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

МОДЕЛЮВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ЧАСОВИХ ДІАГРАМ ОДНОФАЗНОГО ОДНОПІВПЕРІОДНОГО ВИПРЯМЛЯЧА (ПРОГРАМА СХЕМОТЕХНІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ NI CIRCUIT DESIGN SUITE)

Мета роботи: закріплення знань щодо принципів дії однофазних однопівперіодичних схем випрямлення, розрахунок, моделювання та дослідження часових діаграм.

Короткі теоретичні відомості

Випрямлячем називається статичний перетворювач електричної енергії змінного струму в постійний струм. Перетворювач являє собою електричний агрегат, силова частина якого складається з наступних основних вузлів:

а) трансформатор;

б) блок напівпровідникових елементів;

в) вихідний фільтр.

Випрямлячі класифікують:

• за потужністю;

• за напругою;

• за кількістю фаз без первинної обмотки трансформатора;

• за схемою випрямлення;

• за способом регулювання вихідного струму.

Випрямляч складається з трансформатора, до вторинної обмотки якого послідовно під’єднанні вентиль (діод VD1, тиристор VS) і резистор навантаження R_н.

На рис. 1.1 – 1.3 зображено різновид однофазних однопівперіодичних схем випрямлення.

Рисунок 1.1 – Однофазна однопівперіодична схема випрямлення

Рисунок 1.2 – Однофазна однопівперіодична схема випрямлення зі змінним навантаженням

Рисунок 1.3 – Однофазна однопівперіодична керована схема

Основним елементом схем випрямлення є діод (вентиль).

Діодом називається нелінійний елемент, що має досить малий опір протікання струму в прямому напрямку в порівняно зі зворотним. У цей час найбільше поширення одержали напівпровідникові діоди. Їхні властивості визначаються р-n-перехідним контактом двох ділянок напівпровідникового матеріалу з різними типами провідності: електронної й діркової.

Вольт–амперна характеристика (ВАХ) напівпровідникового діода U=f(V), наприклад Д229Б, зображена на рис. 1.4. Для зазначених напрямків позитивні струм і напруга називаються прямими, від’ємні зворотними.

Рисунок 1.4 – Вольт–амперна характеристика напівпровідникового діода

Основними параметрами діодів є максимальний струм І_пр.max і припустиме значення зворотної напруги U_зв.

Номінальний струм вказується, як середнє значення (постійна складова) прямого струму.

При проходженні через діод прямого струму, який дорівнює номінальному, спадання напруги на ньому для більшості діодів не перевищує одного вольта.

Прикладена до діода зворотня напруга приводить до виникнення зворотного струму величиною від декількох мікроамперів до міліамперів.

Надалі, розглядаючи принципи роботи схем випрямлення й фільтрів, будемо вважати діоди ідеальними тоді, коли пряме спадання напруги на них і зворотний струм дорівнюватимуть нулю.

Однопівперіодична схема випрямлення однофазного змінного струму містить один діод рис. 1.5.

Вхід схеми підключається до вторинної обмотки трансформатора, а до вихідних клем схеми підключається навантаження.

Рисунок 1.5 – Однопівперіодична схема випрямлення однофазного змінного струму

У будь-якій вентильній схемі випрямлений струм I_d має пульсуючий характер і поряд з постійною складовою I_d містить змінну складову I_d. Змінна складова I_d представляє суму вищих гармонік випрямленого струму. Аналогічно, випрямлена напруга U_d містить постійну E_d і змінну складові.

Для схеми приймемо наступні позначення:

– миттєві значення напруги і струмів первинних і вторинних обмоток трансформатора.

Миттєве значення фазної напруги вторинної обмотки трансформатора

де , – значення напруги первинної і вторинної обмоток трансформатора, що діють; , – дійсне значення струмів первинної і вторинної обмоток трансформатора відповідно.

На рис. 1.6 зображені часові діаграми однофазної однопівперіодичної схеми випрямлення:

Рисунок 1.6 – Часові діаграми однофазної однопівперіодичної схеми випрямлення