1.2. Получение модулированного выходного напряжения однофазного мостового автономного инвертора напряжения при работе
на статическую нагрузку.
Оберемченко
Цель: Показать как различные способы модуляции влияют на вид выходного напряжения и тока, оценить предельные значения выходных напряжений, получаемых при различных видах модуляции.
- Схема электрическая принципиальная
- Рекомендуемая схема электрических соединений
- Перечень аппаратуры
- Описание схем электрических соединений
- Указания по проведению эксперимента
Схема электрическая принципиальная
Рис. 9. Схема электрическая принципиальная для анализа модулированного выходного напряжения однофазного АИН при работе на статическую нагрузку (режим линейной модуляции).
Рис. 10. Схема электрическая принципиальная для анализа модулированного выходного напряжения однофазного АИН при работе на статическую нагрузку (кроме режима линейной модуляции)
Рекомендуемая схема соединений
Рис. 11. Рекомендуемая схема соединений для анализа модулированного выходного напряжения однофазного АИН при работе на статическую нагрузку (режим линейной модуляции).
Рис.12. Рекомендуемая схема соединений для анализа модулированного выходного напряжения однофазного АИН при работе на статическую нагрузку (кроме режима линейной модуляции).
Перечень аппаратуры
Таблица5
Обозначение |
Наименование |
Тип |
Примечание |
А1 |
Регулируемый автотрансформатор |
318.1 |
|
А2 |
Однофазный трансформатор |
372 |
|
А3 |
Многофункциональный транзисторный преобразователь |
346 |
|
A4 |
Нагрузочный резистор |
351 |
|
A5 |
Дроссель |
352 |
|
A6 |
Блок датчиков тока и напряжения |
402.3 |
|
G1 |
Однофазный источник питания |
218 |
|
P |
Двухканальный осциллограф |
|
|
PV1 |
Блок мультиметров |
509.2 |
|
PV2 |
Блок вольтметров |
527 |
|
Описание электрической схемы соединений
Источник G1 - источник синусоидального напряжения промышленной частоты предназначен для питания активных блоков стенда и обеспечения их защиты от коротких замыканий и сверхтоков.
Многофункциональный транзисторный преобразователь (МТП) A3 – блок работающий в режиме однофазного автономного инвертора напряжения, основные характеристики которого исследуются в экспериментах.
Регулируемый Автотрансформатор А1 совместно с трансформатором A2 – источник регулируемого синусоидального напряжения на входе силовой части МТП с обеспечением потенциальной развязки.
Регулируемые дискретно нагрузочный резистор А4 и дроссель А5 – обеспечивают активно-индуктивную нагрузку автономного инвертора напряжения, позволяя задать заданный режим работы автономного инвертора напряжения.
Блок мультиметров PV1 – предназначен для контроля постоянного напряжения питания автономного инвертора напряжения A1
Блок вольтметров PV2 предназначен для измерения напряжения на выходе автономного инвертора напряжения.
Блок датчиков тока и напряжения А6 предназначен для преобразования сигнала тока в пропорциональный ему сигнал напряжения.
Осциллограф P предназначен для регистрации выходного напряжения и сигнала с выхода датчика тока.
Указания по проведению экспериментов
Исследование линейного режима модуляции ( ШИМ сигнала).
В качестве заданного режима работы принимаем:
- вид модуляции: линейная;
- напряжение питания инвертора: 30 В;
- несущая тактовая частота: 1000 Гц;
- коэффициент заполнения Кз: 0.2;
- сопротивление нагрузочного резистора: 20 Ом;
- индуктивность дросселя: 0.025 Гн.
Требуется:
изучить влияние коэффициента заполнения на величину выходного напряжения;
снять осциллограммы тока и напряжения на нагрузке.
Убедитесь, что устройства, используемые в экспериментах, отключены от сети электропитания.
Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений рис. 11.
Включите автоматический выключатель и устройство защитного отключения источника G1
Включите выключатель на передней панели блока А3 (МТП). Кнопками Выбор страницы переключитесь на страницу Эксперимент 3: Исследование ШИМ и видов модуляции.
Кнопкой Выбор информации на дисплее переключитесь в режим Массив настраиваемых параметров. Установите параметры в соответствии с заданием (вид модуляции должен устанавливаться первым). После правильной установки параметров экран должен принять вид, показанный на рис. 13.
Рис. 13. Экран настраиваемых параметров с установленными параметрами эксперимента.
Подключите осциллограф к стенду:
подключите кабель синхронизации КС.001 в соответствии с рис. 4;
переключите осциллограф в режим внешней синхронизации (Ext);
подключите канал 1 осциллографа через кабель ПД.002 с коэффициентом деления делителя равным 1;
подключите канал 2 осциллографа через кабель ПД.003.
Установите движок автотрансформатора А1 в крайнее против часовой стрелки положение. Включите автотрансформатор и блок мультиметров. Регулируя напряжение автотрансформатора, установите напряжение питания инвертора в соответствии с заданием.
Подайте напряжение на выход АИН включив кнопку Прямое чередование.
Сделайте замеры выходного напряжения по вольтметру PV2.
Снимите осциллограммы с экрана осциллографа напряжения и тока с экрана осциллографа.
На экране Массив настраиваемых параметров установите курсор напротив строки Кз и задайте режим управления с резистора Uупр.ручн. одновременно нажав обе кнопки Изменение значения параметра. После правильного переключения в режим возле курсора должна загореться буква R.
Регулируя коэффициент заполнения с помощью резистора, убедитесь, что изменяя коэффициент заполнения можно получить на выходе инвертора любое напряжение.
Снимите регулировочную характеристику преобразователя в линейном режиме Uвых=f(kз). Занесите результаты в таблицу 6.
Таблица 6
Кз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После окончания эксперимента снимите задание с резистора Uупр.ручн. повторным одновременным нажатием кнопок Изменение значения параметра.
Исследование видов модуляции кроме линейной модуляции.
Заданный режим работы:
- напряжение питания инвертора: 30В
- несущая тактовая частота: 5000 Гц
- коэффициент модуляции: 0.5
- частота модуляции: 60
- сопротивление активной нагрузки: 20 Ом
- индуктивность дросселя: 0.025 Гн
Требуется: изучить влияние вида модуляции на форму выходного напряжения и тока.
Отключите напряжение на выходе автономного инвертора напряжения.
Сделайте переключение с вольтметра постоянного тока на вольтметр переменного тока в блоке вольтметров PV2. Схема должна принять вид, представленный на схеме соединений рис. 12.
Установите заданную величину активного и индуктивного сопротивления в соответствии с заданным режимом работы:
Включите на экране Масив настраиваемых параметров Вид модул.:прямоуг.
Установите остальные параметры массива настраиваемых параметров в соответствии с заданным режимом работы;
Подайте напряжение на выход автономного инвертора напряжения включив кнопку Прямое чередование;
Проконтролируйте, используя осциллограф, форму напряжения и тока на выходе инвертора напряжения;
Выключите напряжение на выходе автономного инвертора напряжения (кнопка Отсутствие импульсов).
Переключитесь на другой вид модуляции и проконтролируйте форму напряжения и тока. Проделайте эти действия для всех видов модуляции, кроме линейной.
Сравните качество выходного напряжения и тока при различных видах модуляции.
Проверка величины максимального напряжения получаемого при различных видах модуляции.
Заданный режим работы:
- напряжение питания инвертора: 30 В
- несущая тактовая частота: 5000 Гц
- коэффициент модуляции: 0.99
- частота модуляции: 60 Гц
- сопротивление нагрузочного резистора: 50 Ом
- индуктивность дросселя: 0.05 Гн
Для различных видов модуляции (кроме линейного) снять, используя вольтметр PV2, величину максимального выходного напряжения.