Sb95748

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

В. А. ПАВЛОВА М. А. КУЗНЕЦОВ

СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Электронное учебно-методическое пособие

Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

2017

1

УДК 621.382.026(07) ББК З264.53я7

П12

Павлова В. А., Кузнецов М. А.

П12 Силовая электроника: электрон. учеб.-метод. пособие к лабораторным работам. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. 32 с.

ISBN 978-5-7629-2144-2

Содержат описание лабораторных работ по первому разделу дисциплины силовая электроника, по анализу управляемых выпрямителей. Приводятся основные сведения по расчету выпрямителей и методика анализа и оценки основных характеристик.

Предназначены для студентов направлений «Управление в технических системах» и «Электроэнергетика и электротехника», а также могут быть полезны инженерно-техническим работникам этой области.

УДК 621.382.026(07) ББК З264.53я7

Рецензент: канд. техн. наук, доцент Т. Н. Королёва.

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве электронного учебно-методического пособия

2

Лабораторная работа 1.

Исследование однофазного мостового неуправляемого выпрямителя

Цель работы

Исследование однофазного мостового неуправляемого выпрямителя при работе на различную активно-индуктивную нагрузку.

Общие сведения:

Предлагаемая лабораторная работа позволяет исследовать работу однофазного мостового неуправляемого управляемого выпрямителя. Принципиальная схема исследуемой схемы представлена на рисунке 1.1.

Рис.1.1 Однофазный мостовой выпрямитель.

В первом полупериоде ток протекает через вентили 1 и 3, а во втором

полупериоде ток протекает через вентили 2 и 4. Временные диаграммы,

характеризующие работу схемы, представлены на рис. 1.2. На временных диаграммах здесь и далее ось абсцисс – это ось времени, измеряемая в электрических градусах: t . Оси ординат – изменение во времени соответствующих электрических величин. Кривые эпюры выпрямленного напряжения на нагрузке и тока нагрузки приведены на оси 2.

Форма кривых выпрямленного, фазных и анодных токов зависит от

осях 2, 3, 4, 5 и 6 рис.1.2. На осях 7,8 и 9 приведены эпюры токов вентилей и потребляемого фазного тока при .

3

(Fourier I 0), для измерения постоянных составляющих напряжения на нагрузке (Fourier U 0);

•блок для наблюдения (измерения) мгновенных значений тока в цепи питания, тока нагрузки и напряжения на нагрузке (Scope);

•блок для наблюдения и измерения мгновенных значений величин, выбранных в поле Measurement соответствующих блоков (Multimeter);

•блок для измерения амплитудного значения тока первой гармоники и ее фазы в цепи питания (Display 1), блок для измерения средних значений тока и напряжения на нагрузке (Display 2).

Рис.1.3 Модель однофазного неуправляемого мостового выпрямителя

Окно настройки параметров источника питания показано на рис. 1.4. В полях настройки задаются амплитуда напряжения (Peak amplitude, V) в вольтах, начальная фаза напряжения (Phase, deg) в градусах, • частота напряжения (Frequency, Hz) в герцах.

Параметр Sample time задает дискретность задания напряжения. Такой параметр имеется во многих библиотечных блоках, он должен быть согласован с временем дискретизации при задании параметров моделирования. При моделировании аналоговых систем его можно установить равным нулю.

Окно настройки параметров трансформатора показано на рис.1.5. В полях окна настройки вводятся номинальная мощность и частота трансформатора (Nominal power and frequency), параметры первичной и вторичной обмоток (Winding 1 parameters, Winding 2 parameters) (величина действующего значения фазного напряжения (U1ф;U2ф ); активное (R) и

индуктивное (L) сопротивление обмотки в относительных (безразмерных) единицах); а также параметры ветви намагничивания (Magnetization resistance and reactance) ( Rm , Lm в относительных (безразмерных) единицах).

5

В данной лабораторной работе исследуется однофазный трансформатор с двумя вторичными обмотками

Окно настройки параметров выпрямителя показано на рис. 1.6.

Рис. 1.4. Окно настройки параметров источника питания

Рис.1.5. Окно настройки параметров трансформатора

6

дискретность вывода измеряемых значений. При моделировании аналоговых систем его можно установить равным нулю.

Рис.1.9 Окно настройки блока Display

Окно настройки блока Multimeter показано на рис. 1.10. В левом поле (Available) высвечиваются все напряжения и токи универсального моста,

Рис.1.10. Окно настройки блока Multimeter

9

так как они заданы в окне настройки блока рис. 1.6. В правом поле (Selected) отражены те переменные, которые измеряет блок (эти значения перенесены из левого поля в правое кнопкой Select). Переменные правого поля можно измерить на выходе блока внешними приборами. При включенном флажке

Display signals at simulation stop мгновенные значения этих величин отражаются в графическом окне блока по окончанию очередного моделирования.

Указания к выполнению работы

1.Ознакомиться с виртуальной установкой для исследования однофазного мостового выпрямителя при работе его на активно-индуктивную нагрузку.

2.Задать исходные значения параметров: нач 0 , fист 50 Гц;

3. Установить параметры моделирования, задаваемые в окне настройки параметров моделирования (рис 1.11):

Рис.1.11 Окно настройки параметров моделирования

10