Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Силовая электроника. Методические указания к лабораторным работам №1-3 на стенде НТЦ-07.25
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
535
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕ-
НИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
методические указания
к лабораторным работам №1-3
на стенде НТЦ-07.25
Составитель А.М. БАШЛЫКОВ
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Утверждаю к печати
Проректор по учебной работе
Объем 3,6п.л.
Ю.П. Качановский
Тираж 50 экз.
«_____»_________________2013г.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕ-
НИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра электропривода
СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам №1-3
на стенде НТЦ-07.25
Составитель А.М. Башлыков
Липецкий государственный технический университет
Липецк
2013
2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Рекомендую к печати
Зав. кафедрой Электропривода
Объем 3,6п.л.
В.Н.Мещеряков
Тираж 50 экз.
«_____»_________________2013
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕ-
НИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра электропривода
СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
методические указания
к лабораторным работам №1-2
на стенде НТЦ-07.25
Составитель А.М. БАШЛЫКОВ
Липецкий государственный технический университет
Липецк
2013
3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Зав. кафедрой Электропривода
В.Н. Мещеряков
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕ-
НИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра электропривода
СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
методические указания
к лабораторным работам №1-2
на стенде НТЦ-07.25
Составитель А.М. БАШЛЫКОВ
Липецкий государственный технический университет
Липецк
2013
4
УДК 621.38(07)
Б335
Башлыков, А. М. Силовая электроника [Текст]: методические указания к лабораторным работам №1-3 на стенде НТЦ-07.25 / сост.
А. М. Башлыков. - Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. - 64 с.
Методические указания предназначены для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов») и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов
смежных специальностей.
Содержат описание выполнения лабораторных работ по дисциплине «Силовая электроника» на стенде НТЦ-07.25.
Методические указания составлены с использованием материалов, предоставленных заводом-изготовителем стенда НТЦ-07.25
«Основы электропривода и преобразовательной техники с МПСУ».
Табл. 2. Ил. 39. Библиогр.: 6 назв.
© Башлыков А.М., составление, 2013
© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный
технический университет», 2013
Б335
Рецензент - профессор кафедры электропривода ФГБОУ ВПО ЛГТУ,
д.т.н., В.Н. Мещеряков
5
Принятые сокращения
СИФУ –система импульсно-фазового управления;
УВ – управляемый выпрямитель;
УС – устройство синхронизации;
ФСУ – фазосдвигающее устройство;
ГПН – генератор пилообразного напряжения;
СС – система сравнения;
ФИ – формирователь импульсов;
РИ – распределитель импульсов;
У – усилитель;
ШИП – широтно-импульсный преобразователь;
ДПТ НВ – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением;
Техника безопасности при проведении лабораторных работ
1. При эксплуатации стенда НТЦ-07.25 необходимо соблюдать "Правила
технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".
2. Стенд НТЦ-07.25 эксплуатировать в помещении без повышенной опас-
ности по степени поражения электрическим током.
3. Включение питания стенда и выполнение работ производить только
после разрешения преподавателя.
4. Сборку электрических схем для проведения лабораторной работы, тех-
ническое обслуживание производить при отключенном питании стенда.
5. Корпус стенда должен быть заземлен. Сопротивление контура заземле-
ния не более 4 Ом.
6. При замене предохранителя или перед вскрытием задней крышки
необходимо отключить стенд от питающей сети.
6
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЛОГОВОЙ СИСТЕМЫ
ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО
УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Цели работы:
1. Изучить принципы построения аналоговых систем импульсно-
фазового управления управляемых выпрямителей.
2. Изучить работу основных узлов системы импульсно-фазового управ-
ления однофазного управляемого выпрямителя.
3. Практически исследовать работу основных узлов системы импуль-
сно-фазового управления однофазного управляемого выпрямителя на универсальном лабораторном стенде "основы электропривода и преобразовательной
техники".
Порядок выполнения работы:
1. Изучить краткие теоретические сведения о системах импульсно-
фазового управления.
2. Теоретически построить для заданного угла управления временные
диаграммы на выходе каждого элемента СИФУ:
1) согласующего трансформатора;
2) устройства синхронизации;
3) генератора пилообразного напряжения;
4) системы сравнения;
5) распределителя импульсов.
3. Экспериментально снять временные диаграммы для заданного угла
управления на выходе каждого элемента СИФУ:
1) согласующего трансформатора (TV1);
2) устройства синхронизации (порт 2 микроконтроллера);
7
3) генератора пилообразного напряжения (конденсатор С11);
4) системы сравнения (конденсатор С12);
5) распределителя импульсов (порт 1 микроконтроллера).
4. Повторить теоретические по п.2 и экспериментальные по п.3 исследо-
вания для другого угла управления.
5. Сравнить экспериментально снятые временные диаграммы по п.3 с
теоретически построенными по п. 2 и сделать выводы.
6. Оформить отчет по лабораторной работе.
Описание универсального лабораторного стенда
Для экспериментального исследования работы аналоговой системы
импульсно-фазового управления необходим осциллограф (желательно с памятью).
На передней панели универсального лабораторного стенда представлена
мнемосхема аналоговой СИФУ (см. рис.1.1), каждый элемент которой
оснащен выводами для подключения осциллографа.
Стенд также позволяет осуществить индикацию измеренных величин и
передачу данных на компьютер через интерфейс RS485.
Рис.1.1 Схема аналоговой системы импульсно-фазового управления
8
В данной лабораторной установке реализована одноканальная син-
хронная аналоговая СИФУ вертикального действия.
Синхронизация с сетью осуществляется по линейному напряжению UАС.
Напряжение от сети через понижающий трансформатор TV1 поступает на
вход компаратора микроконтроллера, который формирует синхронизирующие импульсы в момент перехода синусоиды линейного напряжения через
ноль. Ввиду того, что сдвиг фазы импульсов управления для тиристоров
управляемого выпрямителя производится в одном канале, то синхронизирующие импульсы должны быть узкими. Таким образом, микроконтроллер в
аналоговой СИФУ выполняет роль устройства синхронизации.
Синхронизирующие импульсы с выхода микроконтроллера (порт 2) поступают на транзистор VT11, который шунтирует конденсатор С11 в цепи
обратной связи операционного усилителя А1. Операционный усилитель
А11 собран по интегрирующей схеме, благодаря чему на выходе формируется сигнал пилообразного напряжения. Сброс интегратора в исходное состояние осуществляется в момент подачи импульса синхронизации от устройства синхронизации. Таким образом, операционный усилитель А11, собранный
по интегрирующей схеме с конденсатором С11 в цепи обратной связи и шунтирующим транзистором VT11, на вход которого подается опорное напряжение, в
аналоговой СИФУ выполняет роль генератора пилообразного напряжения.
Генератор пилообразного напряжения формирует на выходе развертку
опорного напряжения.
Далее сигнал с выхода генератора пилообразного напряжения поступает
на вход операционного усилителя А2. На вход этого усилителя поступает и
сигнал напряжения задания, величина которого регулируется резистором
R18. Операционный усилитель А2 формирует на своем выходе сигнал в момент
равенства сигналов на входе (напряжение пилообразного напряжения и напряжение задания). Таким образом, на операционном усилителе А2 реализовано
фазосдвигающее устройство, основная задача которого осуществить задерж-
9
ку импульсов управления тиристорами УВ относительно импульсов синхронизации. Чтобы сформировать узкие импульсы управления положительной полярности, на выходе операционного усилителя включены конденсатор
С12 и диод VD11.
Импульсы управления с выхода фазосдвигающего устройства поступают
на вход микроконтроллера, который выполняет роль формирователя и распределителя импульсов. Далее управляющие импульсы через драйвер подаются
на соответствующие управляющие электроды тиристоров УВ.
Микроконтроллер вместе с драйверами обеспечивает получение импульсов тока управления в цепи управляющих электродов тиристоров с требуемой крутизной переднего фронта и требуемой длительности, для обеспечения
надежного включения тиристоров в заданные моменты времени. Кроме этого
обеспечивается гальваническое разделение цепей управления и силовых цепей.
Порядок проведения опытных исследований
1. Исследование работы устройства синхронизации СИФУ
1.1. Собрать схему подключения напряжения задания для
однофазного управляемого выпрямителя (рис.1.2).
Рис. 1.2. Схема подключения напряжения задания для однофазного
управляемого выпрямителя
1.2. Подключить стенд к трехфазной сети (включить три автоматических
выключателя, расположенных в левой нижней части стенда, – надпись
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]