2.2. Содержание работы и методика её выполнения

2.2.1. Собрать схему трёхфазного мостового выпрямителя без фильтра (рис. 2.1) и показать её преподавателю.

Указания

Перевести измерительные приборы в режим измерения средневыпрямленного тока и напряжения.

Не применяйте для измерения средневыпрямленного напряжения цифровой прибор В7-22, т. к. при измерениях на холостом ходу возможны значительные погрешности.

2.2.2. Исследовать работу схемы с помощью осциллографа.

Указания

Нажатием клавиши на передней панели осциллографа переведите его в режим открытого входа.

Перед снятием осциллограмм выставьте «нулевой уровень» (расположить луч на экране осциллографа, при отсутствии сигнала, в центре разметки экрана осциллографа), замкнув накоротко вход усилителя вертикального отклонения луча осциллографа (вход Y).

Установите развёртку скорости перемещения луча по экрану осциллографа (ось Х) 5 мc/дел.

Нажатием клавиши , расположенной на передней панели осциллографа и подключением гнезда «Вход синх». к резисторуR₇ (гнездо № 22 стенда) переведите осциллограф в режим внешней синхронизации.

Перенесите на график рис. 2.2 осциллограммы напряжений: выходного (осциллограф подключить к гнёздам №№ 14 и 19), на диоде VD11 (клеммы №№ 20 и 23) и на резисторе R₇ (клеммы №№ 22 и 23). Резистор R₇ включён последовательно с диодом VD9, поэтому временные зависимости напряжения на нём и тока протекающего через диод совпадают. Измерив падение напряжения на резисторе и воспользовавшись законом Ома рассчитать величину тока протекающего в цепи диода. Так как сопротивление дополнительного резистора R₇ невелико (R₇ = 10 Ом?). то его влиянием на работу схемы можно пренебречь.

Рис. 2.1. Схема исследований трёхфазного мостового выпрямителя.

Рис. 2.2. Осциллограммы напряжений: входного, на выходе выпрямителя, на диоде VD11и на резисторе R₇ (масштаб ).

Напряжения на входе выпрямителя (u_Л1, u_Л2, u_Л3) построить на графике (рис.1.5) исходя из логики работы схемы. Для определения амплитуды напряжения U_Л2m необходимо с помощью осциллографа измерить максимальную величину импульсов напряжения на выходе выпрямителя U_Нm и к полученному значению добавить два вольта (суммарное напряжение падения на двух открытых диодах выпрямителя).

2.2.3. Устанавливая поочерёдно резисторы нагрузки R₈, R₉, R₁₀ и R_Н = (резисторы нагрузки отключены – режим холостого хода) произвести измерения по аналогии с п. 2.2.2 следующих параметров:

- амплитуду напряжения на выходе выпрямителя – U_Нm;

- среднее значение напряжения на нагрузке – U_Н;

- средневыпрямленное значение тока нагрузки – I_Н;

- амплитуду обратного напряжения на диоде VD11;

- длительность периода импульсной последовательности на выходе выпрямителя – T_пульс;

- амплитуду напряжения на измерительном резисторе R₇ - U_R7m;

- длительность импульса тока диода .

Результаты измерений занести в таблицу 2.1.

Указания

При измерении вышеуказанных параметров в режиме холостого хода для уменьшения ошибки измерения выпрямитель необходимо нагружать входным активным сопротивлением осциллографа. Для чего осциллограф переводиться в режим открытого входа, а вход «У» подключается к выходу выпрямителя.

2.2.4. По результатам измерений выполненных в пунктах 2.2.2 и 2.2.3 построить на графике рис. 2.3 внешнюю характеристику выпрямителя при работе на чисто активную нагрузку.

7
6
5
4
3
2
1
0
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Рис. 2.3. Внешние характеристики однофазного мостового выпрямителя: при работе на чисто активную нагрузку ; с ёмкостным фильтром

2.2.5. Воспользовавшись выражением (1.24) рассчитать выходное сопротивление выпрямителя при его работе на чисто активную нагрузку.

Указания

Для расчёта выходного сопротивления выпрямителя использовать измеренные значения U_Н и I_Н, полученные при двух различных величинах нагрузочных сопротивлений R₉ и R₁₀.

2.2.6. Воспользовавшись осциллограммами снятыми при выполнении работы по пункту 2.2.2 и выражением (1.6) рассчитать коэффициент пульсаций выходного напряжения выпрямителя q (q₁, q_ВХ). Сравнить значения коэффициентов пульсаций полученных по экспериментальным данным со значением q₁ для первой гармоники, полученным расчётным путём по выражению (1.2).

2.2.7. Собрать схему выпрямителя с ёмкостным фильтром, подключив параллельно сопротивлению нагрузки R_Н конденсатор сглаживающего фильтра С для чего в схеме рис. 2.1 соединить перемычкой клеммы №№ 18 и 19.

2.2.8. Исследовать работу схемы с ёмкостным фильтром по аналогии с п.п. 2.2.2…2.2.6. Зарисовать на графике рис.2.4 осциллограммы напряжений и произвести измерения следующих параметров:

- амплитуду напряжения на выходе выпрямителя – U_Нm;

- среднее значение напряжения на нагрузке – U_Н;

- средневыпрямленное значение тока нагрузки – I_Н;

- амплитуду обратного напряжения на диоде VD11;

- общий размах пульсаций выпрямленного напряжения ;

- длительность периода импульсной последовательности на выходе выпрямителя – T_пульс;

- амплитуду напряжения на измерительном резисторе R₇ - U_R7m;

- длительность импульса тока диода .

Результаты измерений занести в таблицу 2.1.

Указания

Для измерения пульсаций перевести осциллограф в режим закрытого входа, обеспечивающий гальваническую развязку входа усилителя канала «Y» от постоянной составляющей U_Н. (клавиша отжата).

Рис. 2.4. Осциллограммы напряжений: входного, на выходе выпрямителя, на диоде VD11и на резисторе R₇ (масштаб ).

Таблица 2.1

C, мкФ	0				C = CХ
RН	RН	R8	R9	R10		RН=	R8	R9	R10
UНm
U2m, В1)
, В
UН, В
UН/U2
IН, мА
RВЫХ, Ом
UVD11 обр m.
Uпульс= 2UН1m, В
, мс
fпульс= 1/Тпульс, Гц
Тсети, мс
fcети= 1/Тсети, Гц
m=fпульс/fcети
q= Uпульс/2UН
s=qвх/qвых
UR7m
IVD9m =UR7m/R7, мА
, мс2)

Примечания:

1). U_2m = U_Н.МАКС. + 2 В, где U_Н.МАКС. – максимальная величина выпрямленного напряжения, измеренная с помощью осциллографа, при работе выпрямителя на чисто активную нагрузку. Для анализе работы выпрямителя на активно-ёмкостную нагрузку в таблицу внести значения U_2m, полученные при работе выпрямителя на чисто активную нагрузку.

2) -длительность импульса тока диода.

2.2.9. По результатам замеров полученных при выполнении п. 2.2.8 на графике рис. 2.3 построить внешнюю характеристику исследуемого трёхфазного мостового выпрямителя с ёмкостным фильтром.

2.2.10. Рассчитать коэффициенты пульсаций q и коэффициенты сглаживания s в каждой точке нагрузочных характеристик, а также выходное сопротивление выпрямителя R_ВЫХ при его работе на активно-ёмкостную нагрузку. Результаты расчёта свести в таблицу 2.1.

1.2.11. По результатам расчёта коэффициента сглаживания С – фильтра s, воспользовавшись выражением (1.21), определить величину ёмкости конденсатора фильтра С. Полученное значение сравнить с номиналом ёмкости , установленной в схеме выпрямителя стенда.