3. Исследование однофазной мостовой схемы выпрямления.

Исследование на активную нагрузку

1. Для исследования работы и характеристик однофазной мостовой схемы выпрямления переключатель SA на стенде перевожу в положение «3», в результате чего нагрузка с измерительными приборами и элементами коммутации (тумблеры SA₁ … SA₄) будет подключена к выходу данной схемы.

2. Для снятия внешней характеристики при работе на чисто активную нагрузку индуктивность L закорачиваю тумблером SA₁, а конденсаторы С₀ и С₁ отключаю тумблерами SA₂ и SA₃ соответственно.

3. Подключив тумблером SA₄ нагрузку R_H, определяю по амперметру А_Н максимально возможное значение тока нагрузки. Получаю: I_{н макс} = 0,8 А.

4. Подключаю милливольтметр В3-38 к гнездам Г₄ и Г₅ для определения среднеквадратического значения переменного напряжения на выходе выпрямителя U_0~.

5. В диапазоне возможного изменения тока нагрузки от максимального до нулевого значения (нулевое значение устанавливается с помощью тумблера SA₄) произвожу четыре измерения показаний всех приборов.

6. Параметры K_П0 – коэффициент пульсации напряжения на выходе выпрямителя, η – коэффициент полезного действия, χ(cosφ₁) – коэффициент мощности, K_{исп тр} – коэффициент использования трансформатора и S_ТР – габаритная мощность трансформатора рассчитываю по следующим формулам: K_П0 = U_0~/U_Н; η = (U_H * I_H)/ P₁; χ(cosφ₁) = P₁/(U₁ * I₁); K_{исп тр} = Р₀/ S_ТР = = (U_H * I_H)/ S_ТР; S_ТР = (U₁ * I₁ + U₂ * I₂)/2

7. Результаты измерений и расчётов вношу в табл.1.

Таблица 1 – Результаты измерений и расчётов при исследовании однофазной мостовой схемы выпрямления на активную нагрузку

Результаты измерений								Результаты расчёта
IH, А	UН, В	U0~, В	U2, В	I2, А	U1, В	I1, А	P1, Вт	KП0, -	η, -	χ, -	SТР, ВА	Kисп тр, -
0,5	5,33	2,6	6	0	222	0,24	6	0,49	0,44	0,11	26,64	0,1
0,6	5,17	2,52	6	0,1	223	0,26	9	0,49	0,35	0,15	29,29	0,106
0,7	4,94	2,39	6	0,3	223	0,27	11	0,48	0,31	0,18	31,01	0,112
0,8	4,64	2,25	6	0,49	223	0,3	12	0,49	0,31	1,18	34,92	0,1063

Исследование на ёмкостную нагрузку

1. При работе схемы на нагрузку ёмкостного характера подключаю тумблером SA₂ конденсатор С₀ к выходу выпрямителя. Обмотка дросселя L остаётся закороченной тумблером SA₁

2. Определяю максимально возможное для этого режима работы значение тока нагрузки I_{н макс}. Получаю: I_{н макс} = 0,8 А.

3. Произвожу четыре измерения показаний всех приборов в диапазоне изменения тока нагрузки от I_н = 0 до I_н = 0,8 А

4. Параметры K_П0 – коэффициент пульсации напряжения на выходе выпрямителя, η – коэффициент полезного действия, χ(cosφ₁) – коэффициент мощности, K_{исп тр} – коэффициент использования трансформатора и S_ТР – габаритная мощность трансформатора рассчитываю по следующим формулам: K_П0 = U_0~/U_Н; η = (U_H * I_H)/ P₁; χ(cosφ₁) = P₁/(U₁ * I₁); K_{исп тр} = Р₀/ S_ТР = (U_H * I_H)/ S_ТР; S_ТР = (U₁ * I₁ + U₂ * I₂)/2

5. Результаты измерений и расчётов вношу в табл.2.

Таблица 2 – Результаты измерений и расчётов при исследовании однофазной мостовой схемы выпрямления на ёмкостную нагрузку

Результаты измерений								Результаты расчёта
IH, А	UН, В	U0~, В	U2, В	I2, А	U1, В	I1, А	P1, Вт	KП0, -	η, -	χ, -	SТР, ВА	Kисп тр, -
0,5	7,1	0,26	6	0	215	0,26	6	0,04	0,59	0,11	27,95	0,13
0,6	6,1	0,46	6	0,45	215	0,32	9	0,08	0,41	0,13	35,75	0,1
0,7	5,3	0,65	6	0,6	215	0,37	11	0,12	0,34	0,14	41,58	0,09
0,8	4,54	0,83	6	0,72	215	0,43	12	0,18	0,3	0,13	48,39	0,08

Исследование на индуктивную нагрузку

1. При работе схемы на нагрузку индуктивного характера конденсаторы С₀ и С₁ отключаю тумблерами SA₂ и SA₃, а дроссель L подключаю тумблером SA₁ последовательно нагрузке R_Н.

2. Определяю максимально возможное для этого режима работы значение тока нагрузки I_{н макс}. Получаю: I_{н макс} = 0,6 А.

3. Произвожу четыре измерения показаний всех приборов в диапазоне изменения тока нагрузки от I_н = 0 до I_н = 0,8 А

4. Параметры K_П0 – коэффициент пульсации напряжения на выходе выпрямителя, η – коэффициент полезного действия, χ(cosφ₁) – коэффициент мощности, K_{исп тр} – коэффициент использования трансформатора и S_ТР – габаритная мощность трансформатора рассчитываю по следующим формулам: K_П0 = U_0~/U_Н; η = (U_H * I_H)/ P₁; χ(cosφ₁) = P₁/(U₁ * I₁); K_{исп тр} = Р₀/ S_ТР = (U_H * I_H)/ S_ТР; S_ТР = (U₁ * I₁ + U₂ * I₂)/2

5. Результаты измерений и расчётов вношу в табл.3.

Таблица 3 – Результаты измерений и расчётов при исследовании однофазной мостовой схемы выпрямления на индуктивную нагрузку

Результаты измерений								Результаты расчёта
IH, А	UН, В	U0~, В	U2, В	I2, А	U1, В	I1, А	P1, Вт	KП0, -	η, -	χ, -	SТР, ВА	Kисп тр, -
0,5	5,37	2,78	6	0,05	221	0,25	7	0,52	0,38	0,13	27,78	0,1
0,533	5,34	2,8	6	0,1	221	0,25	7	0,52	0,41	0,13	27,93	0,102
0,566	5,24	2,83	6	0,2	221	0,25	8	0,54	0,37	0,15	28,23	0,105
0,6	5,16	2,84	6	0,3	221	0,25	9	0,55	0,34	0,16	28,53	0,109

На рис. 5 представлены внешние характеристики трёх режимов работы однофазной мостовой схемы выпрямления, построенные на одном графике

Рисунок 5 — Внешние характеристики трёх режимов работы однофазной мостовой схемы выпрямления

На рис. 6 представлены временные диаграммы кривых напряжения и тока на активную нагрузку

Рисунок 6 — Временные диаграммы кривых напряжения и тока на активную нагрузку

На рис. 7 представлена временная диаграмма кривой тока на ёмкостную нагрузку

Рисунок 7 — Временная диаграмма кривой тока на ёмкостную нагрузку

На рис. 8 представлена временная диаграмма кривой тока на индуктивную нагрузку

Рисунок 8 — Временная диаграмма кривой тока на индуктивную нагрузку

3. Вывод

В результате выполнения данной лабораторной работы были изучены принципы действия, режимы работы и параметры наиболее часто встречающихся на практике однофазных схем выпрямления, а также экспериментально исследована работа однофазной мостовой схемы выпрямления.

9