Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей Лаба 85 элпит.docx
Скачиваний:
6
Добавлен:
27.01.2023
Размер:
3.36 Mб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»

Кафедра «Электрическая связь»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей»

ТЕМА РАБОТЫ

«Исследование управляемых выпрямителей»

Выполнили студенты группы

Санкт-Петербург

2022

Цель работы - исследование характеристик выпрямителей, выполненных по трехфазной мостовой схеме, при работе на активно-индуктивную нагрузку.

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ

  1. Назначение оборудования

а) Трёхфазный выпрямитель — устройство, применяемое для получения постоянного тока из трёхфазного переменного тока системы Доливо-Добровольского.

б) Основное назначение осциллографа – предоставление пользователю визуального отображения сигналов, поступающих на вход прибора с целью их последующего измерения и анализа в частотной, временной и логической области.

  1. Классификация оборудования

а) Для классификации выпрямителей используют различные признаки: количество выпрямленных полуволн (полупериодов) напряжения, число фаз силовой сети, схему вентильного блока, тип сглаживающего фильтра, наличие трансформатора и др.

По количеству выпрямленных полуволн различают однополупериодные и двухполупериодные выпрямители. По числу фаз питающего напряжения различают однофазные, двухфазные, трехфазные и шестифазные выпрямители. При этом под числом фаз питающего напряжения понимают число питающих напряжений с отличными друг от друга начальными фазами.

б) По назначению и принципу действия осциллографы разделяются на: Универсальные, скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные.

По числу одновременно наблюдаемых сигналов их делят на одно-, двух- и многоканальные осциллографы.

По отображающему устройству осциллографы делят на электронно-лучевые и матричные (газоразрядные, плазменные, жидкокристаллические и т.п.).

По принципу обработки информации осциллографы делят на аналоговые и цифровые.

  1. Краткая историческая справка оборудования

а) Наиболее распространены трёхфазный выпрямитель по схеме Миткевича В. Ф. (на трёх диодах), предложенный им в 1901 г., и трёхфазный выпрямитель по схеме Ларионова А. Н. (на шести диодах), предложенный им в 1924 году. В 1923 году в США также подаётся патент US1610837 A на трёхфазные выпрямители.

Менее известны трёхфазные выпрямители по схемам «три параллельных моста» (на двенадцати диодах), «три последовательных моста» (на двенадцати диодах) и др., которые по многим параметрам превосходят и схему Миткевича и схему Ларионова. При этом требуются диоды со средним током через один диод почти вдвое меньшим, чем в схеме Ларионова.

Выпрямитель Миткевича является четвертьмостовым параллельным, выпрямитель Ларионова является не полномостовым, как его часто считают, а полумостовым параллельным («три параллельных полумоста»). В зависимости от схемы включения трёхфазного трансформатора или трёхфазного генератора (звезда, треугольник) схема Ларионова имеет две разновидности: «звезда-Ларионов» и «треугольник-Ларионов», которые имеют разные напряжения, токи, внутренние сопротивления.

По схемам можно заметить, что схема Миткевича является неполной схемой Ларионова, а схема Ларионова является неполной схемой «три параллельных моста».

б) Электрический колебательный процесс изначально фиксировался вручную на бумаге. Первые попытки автоматизировать запись были предприняты Жюлем Франсуа Жубером в 1880 году, который предложил пошаговый полуавтоматический метод регистрации сигнала. Развитием метода Жубера стал полностью автоматический ондограф Госпиталье. В 1885 году русский физик Роберт Колли создал осциллометр, а в 1893 году французский физик Андре Блондель изобрел магнитоэлектрический осциллоскоп с бифилярным подвесом.

Подвижные регистрирующие части первых осциллографов обладали большой инерцией и не позволяли фиксировать быстротечные процессы. Этот недостаток был устранён в 1897 году Уиляьмом Дадделлом, который создал светолучевой осциллограф, использовав в качестве измерительного элемента небольшое лёгкое зеркальце. Запись производилась на светочувствительную пластину. Вершиной развития этого метода стали в середине XX века многоканальные ленточные осциллографы.

Практически одновременно с Дадделлом Карл Фердинанд Браун использовал для отображения сигнала изобретённый им кинескоп. В 1899 году устройство было доработано Йонатаном Зеннеком, добавившим горизонтальную развертку, что сделало его похожим на современные осциллографы. Кинескоп Брауна в 1930-е годы заменил кинескоп Зворыкина, что сделало устройства на его основе более надёжными.

В конце XX века на смену аналоговым устройствам пришли цифровые. Благодаря развитию электроники и появлению быстрых аналого-цифровых преобразователей к 1990-м годам они заняли доминирующую позицию среди осциллографов.

  1. Достоинства и недостатки оборудования

а) Достоинства

Преимущества перед однофазными: 1) меньше пульсация выпрямленного напряжения; 2) лучше используется мощность трансформатора. 3) более высокое U н.ср используют для установок большой мощности.

Недостатки

Недостатками такой схемы выпрямления являются: Высокий уровень пульсации выпрямленного напряжения, низкий КПД, значительно больший, чем в других схемах, вес трансформатора и нерациональное использование в трансформаторе меди и стали. Данная схема выпрямителя применяется крайне редко и только в тех случаях, когда выпрямитель используется для питания цепей с низким током потребления.

б) Достоинства

Свечение люминофора исчезает не моментально. Это позволяет наблюдать несколько осциллограмм, которые накладываются друг на друга, фиксировать динамику изменения сигнала, а также глитчи и специфические аномалии; Отсутствие шумов внутренних цифровых схем осциллографа, в особенности АЦП прибора; Невысокая стоимость.

Недостатки

отсутствие возможности запоминания осциллограмм • громоздкость ЭЛТ и высоковольтного блока питания, невысокая точность. измерения параметров сигнала • ограниченные возможности автоматизации настройки и измерений. В настоящее время ведущие фирмы-изготовители контрольно-измерительной аппаратуры, полностью свернули выпуск аналоговых ЭЛО и перешли на выпуск цифровых осциллографов.

Электрическая схема

Рисунок 1 – мостовая схема трехфазного выпрямителя

Перечень элементов электрической схемы: 

  1. Т1 - Т6 – тиристоры;

  2. Rd – сопротивление нагрузки

  3. E2a – e2c – обмотки трансформатора

Описание принципа действия мостовой схемы трёхфазного выпрямителя:

Ток проводят в любой момент времени два последовательно соединенных тиристора, на аноде которого положительный наибольший потенциал и на катоде которого отрицательный наибольший потенциал. Схема является двухполупериодной, так как ток через нагрузку протекает в течение обоих полупериодов питающего напряжения. Схема является двухтактной, так как токи во вторичных обмотках протекают в течение обоих полупериодов питающего напряжения. Токи вторичных обмоток имеют синусоидальную форму, поэтому отсутствует вынужденное намагничивание сердечника трансформатора.