Лаба 8
.pdf
Белгородский Государственный Технологический Университет им. В. Г. Шухова
Кафедра электротехники и автоматики Преподаватель____________________
«_____»_________________ 200__года Группа___________________________
Студент__________________________
Рабочее место №_____
8 перемычек
Лабораторная работа №8(М218)
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ НЕСИНУСОИДАЛЬНОГО ПЕРИОДИЧЕСКОГО ТОКА, СОДЕРЖАЩИХ КАТУШКУ ИНДУКТИВНОСТИ.
Цель работы:
1.Изучение методов расчёта линейных электрических цепей несинусоидального периодического тока.
2.Изучение влияния индуктивного элемента на величину тока при несинусоидальном напряжении источника.
Рис.8.1
Численные значения отдельных гармонических составляющих в долях амплитудного значения напряжения на входе выпрямителя и их начальные фазы приведены в табл. 8.1
Таблица 8.1
|
U0 |
U2м |
U4м |
U6м |
2 |
4 |
6 |
30 |
0,594 |
0,491 |
0,123 |
0,0546 |
83,8 |
52,7 |
2,56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
0,543 |
0,543 |
0,121 |
0,06 |
73,7 |
5,91 |
77,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
0,477 |
0,551 |
0,110 |
0,098 |
60,0 |
-60,0 |
-16,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
75 |
0,401 |
0,532 |
0,131 |
0,124 |
44,0 |
45,8 |
87,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
0,318 |
0,474 |
0,175 |
0,111 |
26,6 |
-14,0 |
9,46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
105 |
0,236 |
0,386 |
0,201 |
0,0874 |
8,15 |
-62,9 |
-86,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
0,159 |
0,281 |
0,189 |
0,0949 |
-10,9 |
73,0 |
-5,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
135 |
0,0932 |
0,174 |
0,140 |
0,0962 |
-30,4 |
31,1 |
-82,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Точные значения величины сопротивления нагрузки Rн и параметров катушки L1 на рабочих местах.
Таблица 8.2
Рабочее |
|
|
ВКЛЮЧЕНЫ |
|
|
|
SA5 |
SA6 |
|
SA5 И SA6 |
|
|
|
место |
|
RL1, (Ом) |
L1, (Гн) |
|||
R14, (Ом) |
R15, (Ом) |
|
R14 И R15, (Ом) |
|||
|
|
|
|
|||
1 |
257,2 |
181,9 |
|
106,8 |
11,7 |
0,2383 |
2 |
233 |
153,5 |
|
92,7 |
25,66 |
0,211 |
3 |
272,8 |
170,7 |
|
105,2 |
11,2 |
0,2587 |
4 |
242,5 |
163,3 |
|
97,8 |
4,49 |
0,2666 |
5 |
233,7 |
171,4 |
|
99,1 |
12,925 |
0,2403 |
6 |
245,6 |
171,6 |
|
101,3 |
7,55 |
0,2729 |
Исследуемое напряжение.
U
t
0 |
|
|
3 |
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
Задано: |
|
|
|
|
RH= |
Ом, RL1= |
Ом, |
|
|
L1= |
Гн, |
|
|
|
f=50Гц, Угол управления y= = |
|
|||
Измерено: |
|
|
|
|
1) |
L1-шунтирована U0= |
B, I= |
A. |
|
2) |
L1-включена U0= |
B, I= |
A. |
|
Вычислено по таблице 8.1
Таблица 8.3
U0, В |
Um, В |
U2m, В |
2, |
U4m, В |
4, |
U6m, В |
6, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гармонический состав напряжения, разложенный в ряд Фурье, имеет вид: |
|||||||
u(t)= UO U 2m sin 2 t 2 U 4m sin 4 t 4 |
U6m sin 6 t 6 |
||||||
u(t)= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Катушка L1 шунтирована. |
|
|
|||
|
|
Результаты измерений и вычислений. |
|
Таблица 8.4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
Uкm, В |
Uк, В |
Iкm, A |
|
Ik, A |
I, A-Расчет. |
I, A-Опыт |
0 |
------------- |
|
------------- |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Гармонический состав тока, разложенный в ряд Фурье, имеет вид:
(t)=
|
|
|
Катушка L1включена. |
|
|
|
|||
|
|
|
Результаты измерений и вычислений. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.5 |
|
К |
Uк, В |
Uкm, В |
R , Ом |
к L,Ом |
Ik, A |
Iкm, A |
кi, |
I, A-Расчет |
I, A-Опыт |
0 |
------- |
|
|
0 |
|
------- |
------ |
|
|
1 |
------- |
------- |
|
|
------ |
------- |
------ |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гармонический состав тока, разложенный в ряд Фурье, имеет вид:
ί(t)=
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчётные формулы. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
U2 |
U2m |
|
|
|
|
|
U4 U4m |
|
|
U6 U6m |
|
|
|||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
|
I2 |
|
|
I2m |
|
|
|
|
|
|
I4 |
I4m |
|
|
|
I6 |
|
I6m |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||
I0 |
|
|
|
U0 |
|
|
Ik |
|
|
Uk |
|
|
|
|
R RH RL1 |
||||||
|
RH RL1 |
|
(RH |
RL1 )2 (k L)2 |
к=0,2,4,6 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
ki |
arctg |
|
|
k L |
U |
2 |
2 |
2 |
2 |
I |
2 |
2 |
2 |
2 |
|||||||
|
RH RL1 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
U0 |
U2 U4 |
U6 |
I0 |
I2 |
I4 |
I6 |
|||||||||
Выводы:
Порядок выполнения лабораторной работы №8 (М218)
1.Убедиться, что все выключатели стенда выключены(находятся в нижнем положении).
2.Собрать схему рис.8.1, при этом осциллограф не подключать. Катушку L1 зашунтировать перемычкой. Последовательно с РА2 включить миллиамперметр электромагнитной систе-
мы с пределом измерения 1А (при наличии).
Примечание. Рекомендуется подключить осциллограф на одном рабочем месте для показа студентам формы исследуемого напряжения.
3.Установить при помощи SA5 и SA6 заданное преподавателем сопротивление нагрузки
Rн(табл.8.2).
4.Резистором R13 установить заданный угол управления у= .
5.Определить цену деления приборов PV1 и PA2.
6.Доложить преподавателю о готовности к выполнению работы.
Внимание! Дальше все работы на стенде проводить только в присутствии преподавателя и по его командам!
7.Подать напряжение на стенд (нажать черную кнопку SB1).
8.Подать напряжение на управляемый выпрямитель (включить SA2).
Внимание! 1. Тумблер SA2 включать только на минимальное время, необходимое для снятия показаний приборов PV1 и PA2.
2.Помни, что для катушки L1 Iн=0,8А (лаб. работа №4).
9.Снять показания PV1 (U0) и PA2 (I).
10.Выключить SA2.
11.Снять перемычку с L1(расшунтировать L1).
12.Включить SA2.
13.Снять показания PV1 и PA2.
14.Выключить SA2.
15.Выключить питание стенда (нажать красную кнопку SB2).
16.Разобрать схему и сдать рабочее место преподавателю.
17.Считая, что измеренное напряжение равно Uo для заданного угла, по таблице 8.1 определить амплитуду Um и амплитудные значения отдельных составляющих напряжения и тока. Значения L1 и RL1 взять из лабораторной работы №4 или из табл. 8.2. Результаты записать в таблицу 8.3
18.Рассчитать действующие значения напряжения и тока гармонических составляющих, результаты записать в таблицы 8.4 и 8.5
19.Сравнить результаты расчёта и эксперимента. Зарисовать вид исследуемого напряжения (с экрана осциллографа при его подключении).
20.Записать напряжение и ток управляемого выпрямителя для заданного угла управления в виде ряда Фурье.
21.Сделать выводы по работе.