лаб_3_Исследование трехфазной управляемой / Исследование трехфазной управляемой

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

Кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники

Лабораторная работа № 3

Исследование трехфазной мостовой управляемой

схемы выпрямления

Выполнил:

Проверил:

Магнитогорск, 2020

Первый опыт

Снятие регулировочной характеристики при чисто активной нагрузке

; S=

Е,В	R,Ом	Ld, Гн	Первый опыт
0	10	0
	α
	0о	30 о	60 о	90 о	120 о
P	2476	1925	775	102,9	0,7625
Q	547,9	1110	1057	336,7	0,7035
S	2535,896	2222,099	1310,677	352,0729	1,037458
χ	0,976381	0,866298	0,591298	0,292269	0,073497
Ud	271	236,3	138,1	36,33	0,1631

Рисунок 1 – Регулировочная характеристика.

Рисунок 2 – Зависимость коэффициента мощности выпрямителя от угла открытия.

Угол 0^о

Работа при угле = 0^о (работа неуправляемого выпрямителя). В каждый момент времени ток проводит 1 тиристор катодной группы, у которого U на аноде наиболее положительно, и один анодной группы, у которого U на аноде наиболее отрицательно. Через 2 проводящих тиристора к нагрузке прикладывается линейное напряжение. При чисто активной нагрузке выпрямленное напряжение и ток имеют одинаковую пульсирующую форму. Однако трансформатор, имеет некоторую индуктивность рассеяния фаз, вызванную наличием электромагнитных потоков рассеяния. Наличие индуктивности рассеяния фазы не позволяет току включаемой фазы мгновенно нарастать до установившегося значения, а току выключаемой фазы спадать мгновенно до нуля. Это приводит к тому, что появляются интервалы времени длительностью  γ (эл. гр), называемые интервалами коммутации. В результате на интервале коммутации γ в проводящем состоянии одновременно находятся 3 тиристора выпрямителя. Эти тиристоры создают короткозамкнутый контур для вторичной обмотки трансформатора. Коммутационные явления в схеме выпрямителя приводят к возрастанию фазового сдвига потребляемого тока относительно напряжения питающей сети.

Угол 30^о

Угол 60^о

Угол 90^о

Угол 120^о

Второй опыт

Снятие регулировочной характеристики при активно-индуктивной нагрузке

Е	R	Ld	Второй опыт
0	10	0,1
	α
	0	30	60	90
P	2461	1846	614,9	3,231
Q	567,8	1183	1101	62,42
S	2525,652	2192,534	1261,072	62,50357
χ	0,974402	0,841948	0,487601	0,051693
Ud	270,6	234,2	134,7	6,666

Рисунок 3 – Регулировочная характеристика.

Рисунок 4 – Зависимость коэффициента мощности выпрямителя от угла открытия.

Угол 0^о

 Из-за наличия индуктивности в цепи нагрузки, форма тока и напряжения на нагрузке получается сглаженным. Сглаживающее действие такого фильтра основано на возникновении в дросселе ЭДС самоиндукции, препятствующей изменению выпрямленного ток.

Угол 30^о

Угол 60^о

Угол 90^о

При изменении угла α в диапазоне 0 до переход напряжения u_d с одного линейного напряжения на другое осуществляется в пределах положительной полярности участков линейных напряжения. Поэтому форма кривой напряжения u_d и его среднее значение одинаковы как при активной, так и при активно-индуктивной нагрузках. Регулировочные характеристики для активной и активно-индуктивной нагрузки описываются формулой:

При α ≥ вид кривой u_d зависит от характера нагрузки.

При активно-индуктивной нагрузке ток i_d продолжает протекать через тиристоры и вторичные обмотки трансформатора после изменения полярности их линейного напряжения, в связи, с чем появляются участки линейных напряжения отрицательной полярности, при угле регулирования α=90⁰) среднее значение выпрямленного напряжение будет равняться нулю, т.к. площади положительного и отрицательного участков становятся равными.

При чисто активной нагрузке участки напряжения отрицательной полярности отсутствуют и в кривой u_d при α ≥появляются нулевые паузы, постоянная составляющая выпрямленного напряжения, с увеличением угла уменьшаются до нуля. Это объясняется тем, что пульсация напряжения с увеличением угла α повышается, действующее значение напряжения убывает, и среднее значение выпрямленного напряжения на интервале регулирования 120^о≥α ≥находится из выражения:

среднее значение выпрямленного напряжения будет равняться нулю при угле регулирования равном 120^о.

Третий опыт

Е	R	Ld	Третий опыт
0	10	0,001
	α
	30о
Епротивоэдс	280	260	240	220	200	150
Ud	282,1	269,4	259,6	252,1	246,7	240,9
Id	0,2143	0,937	1,959	3,212	4,666	9,094

Рисунок 5 –Зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки.

Е=100 В - режим непрерывных токов

В этом случае ток нагрузки имеет пульсирующий характер и минимальное значение тока всегда больше нуля. В этом случае при работе на противо- ЭДС ток протекает непрерывно даже в периоды когда мгновенное значение ЭДС ТП становится меньше противо- ЭДС.

Е=220 В - гранично - непрерывных токов

При увеличении противо- ЭДС, снижается электромагнитная мощность в индуктивностях силовой цепи и поэтому пульсирующий ток начинается и заканчивается ненулевым значением.

Е=260 В - режим прерывистого тока

Бестоковые паузы образуются из-за того, что энергия, запасенная в индуктивности Ld на интервале, когда Ud>0 , оказывается недостаточной для обеспечения протекания тока Id в течение половины периода, вентиль, проводящий этот ток, выключится раньше, чем будет подан отпирающий импульс на другой вентиль, т.е. раньше момента, определяемого углом α.

В период бестоковой паузы, U на зажимах преобразователя становится равным противо- ЭДС, это приводит к тому, что среднее значение выпрямленного напряжения становится больше.

Четвертый опыт

Инверторный режим

Е	R		Ld		Четвертый опыт
0	10		0,001
α
1200
Е	-250		-220		-200		-180		-150		-100			-80		-50
Ud	142,6		139,2		134,2		127,5		114,4		84,93			70,64		46,54
Id	-10,74		-8,082		-6,576		-5,247		-3,561		-1,507			-0,936		-0,3461

Рисунок 6 –Зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки.

Для того чтобы перейти в инверторный режим необходимо выполнить 2 условия:

1. Сменить полярность ЭДС двигателя;

2. Угол регулирования обеспечить в диапазоне 90⁰≤α≤160⁰, при этом величина

Ud×cos (α) < Е.

Тогда ток будет протекать через тиристоры в том же направлении, но за счет угла регулирования больше чем 90⁰ будет протекать в отрицательные полупериоды питающего напряжения, т.е. в противофазе Uсети. Особенностью инверторного режима является не возможность работать с углами близким к 180⁰, т.к при этом нарушается з-н коммутации, т.е. открытие следующего тиристора должно обеспечивать закрытие предыдущего. Максимальный угол в режиме инвертирования не должен превышать 160⁰-165⁰, в течении которого работавший до переключения тиристор успел закрыться.

Е=-100 В - прерывистый режим

Е=-250 В – гранично-непрерывный

Е=-280 В - непрерывный режим.

Рассчитать среднее напряжение, которое показывает дисплей при определенном значении тока в режиме Непрерывистого тока 2 режим инверторный  Как получить? Как построить характеристику ? ( u берём с положительным знаком, а в I меняем берём с -)  Объяснить режимы прерывистого и непрерывного тока и все графики ( почему U снижается и тп..)

1