Расчетные параметры КП0, η, χ(cosφ1) и Кисп тр определяются соответственно по формулам
(1)…(3) и (5). Габаритная мощность трансформатора SТР для этой схемы выпрямления определяется ниже следующим выражением:
SТР=( U1* I1+ 2*U2* I2)/2. (6)
С помощью осциллографа, подключаемого к соответствующим гнездам на стенде, определить и представить в отчете для одного из значений тока нагрузки:
-форму кривой тока вторичной полуобмотки трансформатора (гнезда Г1, Г2) i2=f(t);
-форму кривой напряжения на выходе выпрямителя (гнезда Г3, Г5) u0= f(t).
3.2.Исследование на емкостную нагрузку.
При исследовании работы схемы на нагрузку емкостного характера тумблером SA2 следует подключить конденсатор С0 к выходу выпрямителя (обмотка дросселя L должна оставаться закороченной тумблером SA1). Затем определить максимально возможное для этого режима работы значение тока нагрузки IH МАКС и произвести 5…6 измерений показаний приборов в диапазоне изменении тока нагрузки от IH=0 до
IH= IH МАКС. Результаты измерений заносятся в таблицу, аналогичную табл. 1. Расчетные параметры КП0, η, χ(cosφ1) и Кисп тр определяются соответственно по формулам
(1)…(3) и (5). Габаритная мощность трансформатора SТР для этой схемы выпрямления определяется по формуле (6). С помощью осциллографа, подключаемого к соответствующим гнездам на стенде, определить и представить в отчете для одного из значений тока нагрузки:
-форму кривой тока вторичной полуобмотки трансформатора (гнезда Г1, Г2) i2=f(t);
-форму кривой напряжения на выходе выпрямителя (гнезда Г3, Г5) u0= f(t).
-форму кривой тока конденсатора С0 (гнезда Г3-Г4) iС0=f(t).
Подключить тумблером SA3 параллельно конденсатору С0 конденсатор С1 и исследовать влияние величины ёмкости на форму кривых u0= f(t) и iС0=f(t).
3.3.Исследование на индуктивную нагрузку.
При исследовании работы схемы на нагрузку индуктивного характера дроссель L должен быть подключен последовательно с нагрузкой RH, а конденсаторы С0 и С1 подключаются параллельно нагрузке. Далее следует определить максимально возможное значение тока нагрузки IH МАКС и, подключив осциллограф к гнездам Г1, Г2, убедиться в том,
что тумблеры SA1… SA3 установлены верно. В диапазоне от IH=0 до IH= IH МАКС произвести 5…6 измерений показаний приборов, результаты которых занести в таблицу, анало-
гичную табл. 1. По результатам измерений рассчитать по формулам (1)…(3), (5) и (6) и занести в эту таблицу значения параметров КП0, η, χ(cosφ1) SТР и Кисп тр.
С помощью осциллографа, подключаемого к соответствующим гнездам на стенде, определить и представить в отчете для одного из значений тока нагрузки:
-форму кривой тока вторичной полуобмотки трансформатора (гнезда Г1, Г2) i2=f(t);
-форму кривой напряжения на выходе выпрямителя (гнезда Г3, Г5) u0= f(t);
-форму кривой напряжения на обмотке дросселя L (гнезда Г5-Г6) uL= f(t).
С помощью осциллографа, подключенного к гнездам Г1, Г2 определить критическое значение тока нагрузки, при котором ток вентиля спадает до нуля, но имеет длительность равную половине периода.
21
4.Исследование однофазной мостовой схемы выпрямления.
4.1.Исследование на активную нагрузку.
Для исследования работы и характеристик однофазной мостовой схемы выпрямления переключатель SA на стенде следует перевести в положение 3, в результате чего нагрузка с измерительными приборами и элементами коммутации (тумблеры SA1… SA4) будет подключена к выходу данной схемы.
Для снятия внешней характеристики при работе на чисто активную нагрузку индуктивность L должна быть закорочена тумблером SA1, а конденсаторы С0 и С1 отключены тумблерами SA2 и SA3. Подключив тумблером SA4 нагрузку RH, определяют по амперметру АН максимально возможное значение тока нагрузки. Следует подключить милливольтметр В3-38 к гнездам Г4, Г5 для определения среднеквадратического значения переменного напряжения на выходе выпрямителя. В диапазоне возможного изменения тока нагрузки от максимального до нулевого значения (нулевое значение устанавливается с помощью тумблера SA4) следует произвести 5…6 измерений показаний всех приборов. Результаты измерений заносятся в табл.1.
Расчетные параметры КП0, η, χ(cosφ1) и Кисп тр определяются соответственно по формулам (1)…(3) и (5). Габаритная мощность трансформатора SТР для этой схемы выпрямления определяется ниже следующим выражением:
- габаритная мощность трансформатора
SТР=( U1* I1+ U2* I2)/2
С помощью осциллографа, подключаемого к соответствующим гнездам на стенде, определить и зарисовать в отчете для одного из значений тока нагрузки:
-форму кривой тока вторичной обмотки трансформатора (гнезда Г1-Г2) i2=f(t);
-форму кривой напряжения на выходе выпрямителя (гнезда Г3-Г5) u0= f(t).
4.2.Исследование на емкостную нагрузку.
При работе схемы на нагрузку емкостного характера тумблером SA2 следует подключить конденсатор С0 к выходу выпрямителя (обмотка дросселя L должна оставаться закороченной тумблером SA1). Затем определить максимально возможное для этого режима работы значение тока нагрузки IH МАКС и произвести 5…6 измерений показаний приборов в диапазоне изменения тока нагрузки от IH=0 до IH= IH МАКС. Результаты измерений заносятся в таблицу, аналогичную таблице 1. Расчетные данные в этой таблице определяются по выше приведенным выражениям (1)…(5). Для одного из значений тока нагрузки (отличного от нуля) с помощью осциллографа определить и зарисовать в отчете:
-форму кривой напряжения на выходе выпрямителя (гнезда Г3-Г5) u0= f(t);
-форму кривой тока вторичной обмотки трансформатора (гнезда Г1-Г2) i2=f(t);
-форму кривой тока конденсатора С0 (гнезда Г3-Г4) iС0=f(t).
Подключить тумблером SA3 параллельно конденсатору С0 конденсатор С1 и исследовать влияние величины ёмкости на форму кривых u0= f(t) и iС0=f(t).
4.3.Исследование на индуктивную нагрузку.
При исследовании работы схемы на нагрузку индуктивного характера конденсаторы С0 и С1 следует отключить тумблерами SA2 и SA3, а дроссель L подключить тумблером SA1 последовательно нагрузке RH. Определить максимально возможное для этого режимами значение тока нагрузки IH МАКС и произвести 5…6 измерений показаний приборов в диапазоне изменении тока нагрузки от IH=0 до IH= IH МАКС. Результаты измерений заносятся в таблицу, аналогичную таблице 1. Расчетные данные таблицы определяются
22
также по (1)…(5). Для одного из значений тока нагрузки с помощью осциллографа определить и представить в отчете:
- форму кривой напряжения на выходе выпрямителя (гнезда Г3-Г5) u0= f(t);
-форму кривой тока вторичной обмотки трансформатора (гнезда Г1-Г2) i2=f(t).
5.Содержание индивидуального отчета по лабораторной работе.
Индивидуальный отчет по лабораторной работе должен содержать:
-принципиальную электрическую схему каждого из объектов исследования (схему выпрямления);
-экспериментальные и расчетные данные для каждого из режимов работы соответствующей схемы выпрямления, представленные в таблицах, аналогичных табл.1 (по три таблицы для каждой схемы выпрямления);
-внешние характеристики (зависимости UH=f(IH)) для всех трех режимов работы каждой из схем выпрямления, построенные в одних осях координат (по три кривых для каждой из схем выпрямления);
-временные диаграммы кривых напряжения и тока для всех трех режимов работы каждой из схем выпрямления.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Каковы достоинства и недостатки однофазных схем выпрямления по сравнению с многофазными?
2.Какова область применения каждой из рассмотренных схем выпрямления?
3.Какими параметрами характеризуются выпрямительные устройства?
4.Почему однополупериодная схема выпрямления на практике не работает на нагрузку индуктивного характера?
5.Что такое габаритная мощность трансформатора? Почему габаритная мощность трансформатора при работе на нагрузку емкостного характера больше, чем при работе на нагрузку индуктивного характера при том же значении мощности нагрузки?
6.Как влияет величина ёмкости на выходе выпрямителя на габаритную мощность трансформатора (при неизменной мощности нагрузки)?
7.Что подразумевается под понятием критическое значение тока при работе выпрямителя на нагрузку индуктивного характера?
8.Что такое критическое значение индуктивности? Как зависит от величины минимальное значение тока нагрузки, при котором наступает режим разрывных токов дросселя?
9.Что такое перекрытие фаз? Каким из рассмотренных схем выпрямления и при каких режимах работы присуще это явление?
10.Какие из рассмотренных схем могут работать непосредственно от сети переменного тока без трансформатора?
11.Объясните, почему при относительно низких напряжениях на нагрузке (меньше десяти вольт) и достаточно больших токах нагрузки предпочтение отдается двухполупериодной схеме с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора?
12.Что такое число фаз выпрямления?
13.Каковы эквивалентные схемы замещения вентилей при расчете схем выпрямления, работающих на низких и высоких (десятки килогерц и выше) частотах преобразования энергии?
14.Каковы критерии оценки пульсации выходного напряжения выпрямителя? Что такое коэффициент пульсации?
23
Список литературы.
а) Базовый учебник:
1.Электропитание устройств и систем телекоммуникаций: Учебное пособие для вузов. В.М Бушуев, В.А. Деминский и др. М; Горячая линия-Телеком, 2011/ЭБС МТУСИ
а) Основная литература:
2.Шпилевой А.А. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций [Электронный ресурс]: учебное пособие/Шпилевой А.А. – Электрон. Текстовые данные. – Калининград: Балтийский федеральный университет ис. Им. Канта, 2010.
– 131 с. – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/23959.html - ЭБС «IPRbooks»
3.Электропитание устройств связи: Учебное пособие для вузов. Л.Ф. Захаров, М.Ф. Колканов М.: «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте» 2009 г.
б) Дополнительная литература:
4.Сажнев А.М. Источники бесперебойного электропитания переменного тока [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Сажнев А.М., Рогулина Л.Г. – Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2015.-312 с. – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/55478
5.Козляев Ю.Д.Сборник задач и упражнений по курсу «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций» [Электронный ресурс]: учебнометодическое пособие/ Козляев Ю.Д. - Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информа-
тики, 2015.-82 с. Режим доступа:http://www.iprbookshop.ru/45487. html
6.Сажнев А.М. Промышленные электропитающие устройства связи
[Электронный ресурс]: учебное пособие/ Сажнев А.М., Рогулина Л.Г., Абрамов С.С. – Электрон. текстовые данные. – Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2009.-
192 с. – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/54796. html
24