ЗМІСТ ПЕРЕДМОВА 3 4 4 4 4 5 6 6 6 6 7 7 8 8 12

Лабораторна робота №1

Тема роботи: дослідження однофазних некерованих випрямлячів.

Ціль роботи: проекспериментувати схеми однофазних випрямлячів, що працюють на активне навантаження. Визначити коефіцієнт пульсацій випрямляча.

Теоретичні відомості

Випрямлення  – перетворення змінного струму у постійний. Для випрямлення використовуються електричні пристрої, які пропускають струм тільки в одному напрямку – вентилі або діоди.

Випрямляч електричної енергії – електровакуумний, напів-провідниковий або інший пристрій, призначений для перетворення змінного вхідного електричного струму в постійний вихідний електричний струм.

Випрямлячі класифікують за такими ознаками:

• за рівнем використання напівперіодів змінної напруги –однопівперіодні (пропускають в навантаження тільки одну півхвилю); двухполуперіодні (пропускають в навантаження обидві на півхвилі);

 за схемою випрямлення – мостові, з множенням напруги, трансформаторні, з гальванічною розв’язкою, бестрансфор-маторних тощо;

 за кількістю використовуваних фаз – однофазні, двофазні, трифазні і багатофазні;

 за типом електронного вентиля – напівпровідникові діодні, напівпровідникові тиристорні, лампові, діодні тощо;

 по керованості – некеровані (діодні), керовані (тирис-торні).

Застосовуються випрямлячі в блоках живлення радіо-і електроапаратури, зварювальних апаратах постійного струму.

Мостова схема випрямлення (рис. 5.1) складається з чоти-рьох вентилів VD1…VD4. У додатній півперіод напруги на вторинній обмотці трансформатора струм пропускають вентилі VD1 і VD4, а у від’ємний – вентилі VD2 і VD3. При цьому струм у навантаженні протікає в одному напрямі, вказаному стрілкою.

Рис. 5.1. Мостова схема випрямлення

Форми напруг, струму навантаження та струму в вентилях показано на рис.5.2.

Рис. 5.2. Часові діаграми мостової схеми випрямлення

Середнє значення випрямленої напруги для мостової схеми визначається за формулою:

(5.1)

а середнє значення струму:

(5.2)

Діюче значення вторинної обмотки трансформатора:

, (5.3)

а середній струм кожного діода, що є також струмом вторинної обмотки трансформатора:

І _пр.ср = І_2.ср = 0,5 _Ін.ср (5.4)

.

Амплітудний струм вторинної обмотки:

(5.5)

Діюче значення струму вторинної обмотки:

(5.6)

Максимальна зворотна напруга на діодах:

U_{зв. мас} = 1,57 (5.7)

Максимальний прямий струм діода:

(5.8)

Амплітуда основної гармоніки частотою 2ώ дорівнює:

.

Коефіцієнт пульсації визначається за формулою:

, (5.9)

і дорівнює К_П = 0,67.

Двонапівперіодний випрямляч з нульовим виводом у вторинній обмотці трансформатора (рис. 5.3) можна розгля-дати як з’єднання двох однонапівперіодних випрямлячів, увімкнених на один навантажувальний резистор R_н.

Даний тип випрямляча має ті ж переваги перед однонапівперіодним випрямлячем, що й мостовий випрямляч. У двонапівперіодному випрямлячі габарити, маса і вартість трансформатора значно більші, ніж в однонапівперіодному і мостовому випрямлячах, оскільки вторинна обмотка має вдвічі більше число витків Випрямляч застосовують для живлення навантажувальних пристроїв малої і середньої потужностей.

Співвідношення для струмів і напруг визначаються за

формулами отриманими для мостового випрямляча, а коефіцієнт пульсацій К_П = 0,67.

Рис. 5.3. Двонапівперіодний випрямляч з нульовим виводом у вторинній обмотці трансформатора

Завдання на проведення лабораторної роботи

1 Проекспериментувати роботу схем однофазних випрямлячів

2. Визначити коефіцієнт пульсацій випрямляча.

3. Проаналізувати отримані результати і зробити висновки.

Обладнання робочого місця:

1. Універсальний лабораторний стенд (УЛС).

2. Амперметр, вольтметр.

3. Реостат є опором до 100 Ом.

4. Осцилограф.

3. З’єднувальні провідники.

Методичні поради:

1. Вивчити порядок підготовки до вимірювань стенда УЛС, приладів та осцилографа до роботи в режимах проведення експерименту.

2. Перевірити працездатність приладів та підготувати їх до роботи.

П2

Рис. 5.4. Фрагмент передньої панелі ПК УЛС з

джерелом живлення (Рис.2)

Порядок виконання роботи:

Експеримент 1. Проаналізувати роботу мостової схеми випрямлювала на чисте активне навантаження.

1. Ознайомитись з універсальною лабораторною установкою (УЛС) та на ній розташованих джерела живлення (Рис.2), з елементами активного навантаження (постійних резисторів R1 та R2) – див. рис. 5.4.

2. Напругу з випрямляча знімаємо з клем Х1 та Х2 і при потребі, за допомогою з’єднувальних провідників, підключаємо відповідно до клем навантаження Х7…Х9.

3. Схема з’єднань повинна відповідати рис.5.1.

4. При роботі на чисто активне навантаження у первинній та вторинній обмотках трансформатора протікає струм синусоїдної форми.

5. За допомогою вольтметрів та амперметрів проводимо вимірювання:

• постійної (випрямленої) напруги на клемах (Рис.2) Х1,Х3 – без навантаження;

• випрямленої напруги на клемах Х1,Х3 (Рис.2) – з навантаженням.

• випрямленого струму у колі розриву між клемами Х1 і Х7 або Х1 та Х8.

• проаналізувати (за допомогою осцилографа) часові діаграми мостової схеми випрямлення та накреслити на міліметрівці.

Дані вимірювань занести до табл. 5.1.

Таблиця 5.1

Результати експерименту

№	Uн1	Uн2	Iн1	Iн2	KП1	KП2

Примітка: перше навантаження – R1, а друге – R1+ R2.

Експеримент 2. Проаналізувати роботу випрямлювала з середньою точкою трансформатора на чисте активне навантаження.

1. Ознайомитись з універсальною лабораторною установкою (УЛС) та на ній розташованих джерела живлення (Рис.2), з елементами активного навантаження (постійних резисторів R1 та R2) – див. рис. 5.4.

2. Напругу з випрямляча знімаємо з клем Х1 та Х3 і при потребі, за допомогою з’єднувальних провідників, підключаємо відповідно до клем навантаження Х7…Х9.

3. Схема з’єднань повинна відповідати рис.5.1.

4. При роботі на чисто активне навантаження у первинній та вторинній обмотках трансформатора протікає струм синусоїдної форми.

5. За допомогою вольтметрів та амперметрів проводимо вимірювання:

• постійної (випрямленої) напруги на клемах (Рис. 2) Х1,Х2 – без навантаження;

• випрямленої напруги на клемах Х1,Х2 (Рис.2) – з навантаженням.

• випрямленого струму у колі розриву між клемами Х1 і Х7 або Х1 та Х8.

• проаналізувати (за допомогою осцилографа) часові діаграми мостової схеми випрямлення та накреслити на міліметрівці.

6. Дані вимірювань занести до табл. 5.2.

Таблиця 5.2

Результати експерименту

№	Uн1	Uн2	Iн1	Iн2	KП1	KП2

Примітка: перше навантаження – R1, а друге – R1+ R2.

Обробки результатів експерименту:

1. Обробка результатів вимірювань здійснюється за мето-дикою наведеній у теоретичній частині роботи.

2. Зробити висновки за отриманими результатами вимі-рювань (експерименту).

Звіт роботи повинен містити:

1. Схеми проведення експериментів (рис. 5.1, 5.2).

2. Результати вимірювань – табл. 5.1 та 5.2.

3. Вольт-амперні характеристику випрямлячів.

4. Висновки з проведених експериментів.

Обробка результатів вимірювання

Лабораторна робота №2

Тема роботи: дослідження трифазного некерованого випрямляча

Ціль роботи: проекспериментувати схему однофазних випрямлячів, що працюють на активне навантаження. Визначити коефіцієнт пульсацій випрямляча.