1 Цель занятия

1.1 Закрепить теоретические знания по теме «Стабилизаторы напряжения».

1.2 Экспериментальным путем определить зависимость между напряжением напряжения на дросселе насыщения и током подмагничивания.

2 Литература

2.1 Пионтковский В.А., Серяков Н.И. Электропитание предприятий проводной связи. – М.: Связь, 1972. С. 252…258.

2.2 Сизых Г.Н. Электропитание устройств связи. – М.: Радио и связь, 1982. С. 106…108.

3 Домашнее задание

3.1 Повторить по [2.1] и [2.2] описание принципа работы дросселей насыщения и их конструкции.

3.2 Подготовить ответы на вопросы для самопроверки.

3.3 Подготовить бланк отчета.

4 Вопросы для самопроверки

4.1 В каких устройствах используют дроссели насыщения (ДН)?

4.2 Опишите конструкцию ДН.

4.3 Почему ДН с одной обмоткой переменного тока практически не применяются?

4.4 Для чего предназначена обмотка подмагничивания?

4.5 Почему обмотку подмагничивания выполняют с большим числом витков?

4.6 Для какой обмотки используют провод меньшего сечения и почему?

4.7 Каким образом можно изменять индуктивность дросселя?

4.8 Каковы достоинства и недостатки регулирования выпрямленного напряжения на входе выпрямителя с помощью ДН?

5 Приборы и оборудование

5.1 Макет лабораторной работы.

6 Порядок выполнения работы

6.1 Ознакомиться с расположением органов управления макета (тумблеров, гнезд, переключателей) и осмыслить их назначение. Принципиальная схема макета представлена на рисунке 7.1.

6.2 Изучить способы измерения основных параметров исследуемого устройства.

Рисунок 7.1 – Макет лабораторной работы. Схема электрическая принципиальная

6.3 Снять зависимости напряжения нагрузки от величины тока в обмотке управления дросселя и напряжения на рабочей обмотке дросселя насыщения при неизменном входном напряжении, для чего:

6.3.1 Включить макет.

6.3.2 Менять ток управления с помощью резистора R1 от нуля до максимального значения и показания вольтметров занести в таблицу 7.1. Ток =0 получаем при отключенной от источника постоянного тока обмотке управления.

Таблица 7.1 – Результаты исследований

, мА (РА 1)
, В (PV 1)
, В (PV 2)

6.4 Построить графики зависимостей = f( ) и = f( ).

6.5 Выключить макет.

7 Содержание отчета

7.1 Наименование лабораторной работы.

7.2 Цель работы.

7.3 Перечень приборов и оборудования.

7.4 Принципиальная электрическая схема лабораторного макета.

7.5 Результаты измерений (таблица 7.1).

7.6 Графики зависимостей = f( ) и = f( ).

7.8 Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

7.9 Выводы по работе.

8 Контрольные вопросы

8.1 Как и почему меняется напряжение на ДН с ростом тока управления?

8.2 Как нужно изменить ток управления ДН при увеличении входного напряжения (рисунок 7.1), чтобы напряжение нагрузки осталось неизменным?

8.3 Как на основе ДН можно построить стабилизатор напряжения?

9 Необходимый объем знаний и умений студентов для

ЗАЧЕТА

Студент должен знать ответы на контрольные вопросы. Должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, анализировать результаты измерений.

10 Краткие теоретические сведения

Дроссель насыщения по внешнему виду похож на трансформатор. Он имеет замкнутый стальной сердечник и не менее двух обмоток: обмотку переменного тока и обмотку постоянного тока. На рисунке 7.2 приведена принципиальная схема включения дросселя насыщения ДрН в цепь переменного тока для регулирования напряжения на нагрузке , получающей энергию от сети с напряжением .

По обмотке W дросселя насыщения протекает переменный ток нагрузки. В обмотку W подается постоянный ток от маломощного вспомогательного источника тока. Дроссель в этой цепи играет роль индуктивного сопротивления. При прохождении тока нагрузки на ДрН имеет место падение напряжения .

Рисунок 7.2 – Принципиальная схема включения дросселя насыщения ДрН

Соотношение между величинами напряжений , и для подобной схемы, как известно, может быть записан так:

.

Следовательно, изменяя величину можно при постоянном, например, напряжении менять напряжении на нагрузке. Дроссель насыщения чаще используется для того, чтобы при переменном значении и переменном токе нагрузки поддерживать постоянным напряжение . В том и другом случаях это осуществляется за счет изменения величины , которая при заданном значении тока нагрузки может меняться только вследствие изменения реактивного сопротивления дросселя насыщения. Для этой цели применяется обмотка постоянного тока (обмотка подмагничивания). Обычно эта обмотка имеет большое число витков из сравнительно тонкого провода, поскольку для создания необходимого числа ампер-витков намагничивания во всех отношениях удобнее пользоваться малым током при большом числе витков, нежели током большой величины при малом числе витков.

Наибольшим реактивным сопротивлением обладает дроссель насыщения в том случае, когда ток подмагничивания равен нулю. С ростом тока подмагничивания увеличивается насыщение стального сердечника ДрН, а величина его индуктивного сопротивления падает. Благодаря этому дроссель насыщения может применяться для целей регулировки. Дроссель насыщения устанавливаются в выпрямительных устройствах, где они используются для стабилизации выпрямленного напряжения или тока.

Дроссель с одной обмоткой переменного тока и одной обмоткой постоянного тока практически не применяются, так как у таких дросселей в обмотке постоянного тока наводится высокое переменное напряжение. Обмотка переменного тока обычно состоит из малого числа витков, а обмотка постоянного тока – из большого числа витков. Напряжение, индуктируемое в обмотке W, во столько раз выше напряжения, действующего на зажимах обмотки W, во столько раз число витков обмотки W – больше числа витков обмотки W.

Чтобы предотвратить появление в обмотке подмагничивания (W) наведенного переменного напряжения, дроссель насыщения выполняют на Ш-образном сердечнике (рисунок 7.3), обмотки переменного тока располагают на крайних стержнях, а обмотку подмагничивания – на среднем стержне. Из рисунка 7.3, на котором обе обмотки переменного тока W и W включены параллельно, что если обмотки совершенно одинаковы по числу витков, активному и индуктивному сопротивлениям, то токи в них одинаковы и, следовательно, магнитные потоки, создаваемые ими, также равны по величине.

Рисунок 7.3 – Дроссель насыщения на Ш-образном сердечнике с параллельным включением обмоток переменного тока

Обмотки переменного тока включают так, чтобы магнитные потоки, создаваемые ими в среднем стержне, имели встречные направления. Тогда эти потоки взаимно компенсируются и в среднем стержне переменный магнитный поток в идеальном случае равен нулю и, следовательно, в обмотке подмагничивания не наводится переменная ЭДС.

Обе обмотки переменного тока можно также включить последовательно.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПЕНСАЦИОННОГО

СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

   1. Закрепить теоретические знания по теме «Стабилизаторы напряжения».

   2. Снять внешнюю характеристику компенсационного стабилизатора.

   3. Экспериментальным путем определить основные параметры компенсационного стабилизатора.

2 ЛИТЕРАРАТУРА

2.1 Бушуев В.М. Электропитание устройств связи. – М: Радио и связь, 1986. − С. 91…96.

2.2 Сизых Г.Н. Электропитание устройств связи. – М: Радио и связь, 1982.− С.154…158.

3. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

   1. Повторить по [2.1] и [2.2]описание принципа действия компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения и их основные параметры.