Практическая работа №1

Тема: Анализ работы выпрямителей типа ВАК

Цель работы: научиться различать конструктивные особенности и принципы работы выпрямителей, применяемых в устройствах автоматики и телемеханики.

Оборудование: лабораторный макет для исследования режимов работы выпрямителей типа ВАК-13 и ВАК-14

Задание:

1. Научиться различать назначение каждого элемента в схеме включения выпрямителей.

2. Снять лабораторные параметры электрических характеристик выпрямителей.

3. Построить нагрузочные графики.

4. Проанализировать полученные данные путём сравнения выходных характеристик.

Пояснения к работе:

Выпрямители типа ВАК (выпрямитель аккумуляторный купроксный) предназначены для зарядки аккумуляторных батарей по буфер­ной системе, а также для непосредственного питания цепей. Купроксные выпрямители состоят из нескольких купроксных вен­тилей, которые по сравнению с селеновыми имеют худшие электри­ческие характеристики, но отличаются большим сроком службы. Эти выпрямители применяют в устройствах автоматики и телемеханики.

Выпрямитель типа ВАК состоит из трансформатора и выпря­мительных элементов, собранных в столбик по мостовой схеме (рис. 1). Первичная обмотка трансформатора Т выполнена из обмоток, расположенных на среднем стержне Ш-образного магнитопровода.

Питание выпрямителей ВАК осуществляется от сети переменного тока напряжением 11О, 127 или 220 В, частотой 50 Гц. Сеть перемен­ного тока подключается соответственно к выводам первичной обмотки О—11О В, 0—127 или 0—220 В. Вторичная обмотка расположена на боковом стержне магнитопровода.

Рисунок 1 - Схема включения обмоток и

магнитопровод выпрямителя ВАК

Трансформатор снабжен магнитным шунтом 2, которым можно ре­гулировать напряжение на вторичной обмотке, а следовательно, и выпрямленный ток. При крайнем левом положении шунта через шунт проходит наибольший магнитный поток, а через сердечник вторичной обмотки - наименьший. В этом случае выпрямленный ток будет минимальным. Когда шунт передвинут вправо, через сердечник второй обмотки проходит максимальный магнитный поток, который увеличивает выпрямленный ток.

Для электроснабжения устройств автоматики и телемеханики применяют несколько различных типов купроксных выпрямителей типа ВАК.

Выпрямители типов ВАК-13 используют автономно или для буферной работы с аккумуляторной батареей на­пряжением 12В. Выпрямители типа ВАК-14 служат для непрерыв­ного подзаряда аккумулятора напряжением 22 В.

Кремниевые выпрямители могут работать с аккумуляторными ба­тареями и самостоятельно, как источники выпрямленного напряже­ния. Выпрямленное напряжение при этом зависит от нагрузки, осо­бенно активной.

Электрические характеристики кремниевых выпрямителей при работе их с аккумуляторной батареей приведены в таблице 1, а при ра­боте с активной нагрузкой — в таблице 2.

Таблица 1- Электрические характеристики кремниевых выпрямителей при работе с

аккумуляторной батареей

Тип выпрямителя	Напряже­ние бата­реи , В	Ток заряда, А, ±20% при ступени регулирования
		1	2	3	4	5	6
ВАК-13	13,2	0,1	0,25	0,45	0,7	1,0	2,4
ВАК- 14	2,2	0,15	0,35	0,8	1,2	1,6	2,2

Таблица 2- Электрические характеристики кремниевых выпрямителей при ра­боте с

активной нагрузкой

Тип выпрямителя	Выпрям­ленный ток, А	Выпрямленное напряжение, В, при ступени регулировании
		1	2	3	4		5	6
ВАК-13 ВАК-14	2,4 2,2	6,5±0,5 0,4±0,15	7±0,6 0,57±0,15	7 ± 0,7 0,95 ± 0,15	8,3±0,7 1,45±0,15	9 ± 0,8 1,8 ± 0,2			12,2±0,8 2,3 ± 0,2

В настоящее время в выпрямителях типов ВАК-13, ВАК-14 кремниевые диоды заменили на селеновые. Их электрические характеристики не изменились.

Лабораторный макет, предназначенный для исследования принципов работы выпрямителей, оборудован устройствами, каждое из которых имеет конкретное назначение: переключатель Т1 - для включения сети питания; Пр1, Пр2 номиналом 5А - для защиты сети питания от возможных перегрузок со стороны макета; V (вольтметр переменного напряжении) - для контроля напряжения сети питания макетов; переключатель Т2 – для переключения испытуемого выпрямителя; ВАК – 13, ВАК – 14 – испытуемые выпрямители; П1, П3 – переключатели выходного напряжения; V1, V2 – для контроля выпрямленного напряжения на выпрямителях; П2, П4 – ступенчатые переключатели нагрузки; R1 – R6 – нагрузочные резисторы; А1, А2 - амперметры контроля тока нагрузки выпрямителей.

Все устройства и приборы смонтированы внутри макета и соединены между собой по схеме рисунка 1.

Рисунок 1 – Принципиальная схема лабораторного макета

Передняя часть макета является панелью управления, на которую выведены все контрольные приборы и переключатели управления.

При включении тумблера Т1 питания схемы макета, установленного с правой стороны панели управления, напряжение сети 220В через два предохранителя типа ТВ1–2 подключается к переключателю Т2, расположенному в левой части управления макетом.

Предохранители номиналом 5А каждый, защищают сеть питания от возможных перегрузок со стороны схемы и установлены внутри макета.

Напряжение сети питания при включении тумблера Т1 контролируется по шкале вольтметра V1, включенного в эту цепь и расположенного в левой части панели управления. Переключателем Т2 питание сети подключается на клеммную колодку первичной обмотки трансформатора одного из двух выпрямителей: типа ВАК – 13 или ВАК – 14.

Работа ступенчатого выпрямителя.

В верхней части выпрямителей имеется клеммная изоляционная колодка, на которой закрепляются, при помощи шпилек, выводы вторичной обмотки трансформаторов. К шпилькам подключены переключатели: П1 - для ВАК – 13 и П3 - для ВАК – 14 на шесть позиций каждый.

Переключателями П1 и П3, при помощи рукояток, ступенчато переключается выходное напряжение со вторичной обмотки трансформаторов и подключается к диодным выпрямителям, собранным в корпусах ВАК – 13 и ВАК – 14.

Нагрузка выпрямителя.

С выходных клемм диодного выпрямителя постоянное напряжение контролируется с помощью вольтметров постоянного тока: V2 - для ВАК – 14 с контрольной шкалой на 7,5В и V3 - для ВАК – 13 с контрольной шкалой на 30В.

Для каждого выпрямителя внутри макета смонтированы две группы нагрузки по шесть резисторов в каждой группе, общим сопротивлением 80 Ом.

Мощность каждого резистора составляет 25 Вт. Каждый набор резисторов к своему выпрямителю подключается через контакты переключателей: П2 - для ВАК – 13 и П4 - для ВАК – 14.

Этими переключателями при помощи рукояток необходимо ступенчато подключать резисторы нагрузки к выпрямителям.

Ток нагрузки выпрямителей контролируется по показанию амперметра А2 с контрольной шкалой на 10А для ВАК – 14, и А1 с контрольной шкалой на 3А для ВАК – 13, последовательно включенного в цепь нагрузки резисторов каждого выпрямителя.