1.3. Обработка результатов опыта

1) Построить на одном графике внешние характеристики выпрямителей с фильтром и без фильтра.

2) Рассчитать для максимального тока нагрузки коэффициенты сглаживания q исследуемых фильтров.

3) Построить на одном графике зависимости исследуемых выпрямителей с фильтром и без фильтра.

4) Определить по осциллограммам частоту основной гармоники выпрямленного напряжения.

5) Сформулировать выводы об эффективности испытанных выпрямителей и сглаживающих фильтров.

1.4. Контрольные вопросы

1) Из каких основных элементов состоит выпрямитель, и каково назначение каждого из них?

2) На чем основана работа вентильной группы?

3) На чем основан принцип работы сглаживающих фильтров и какова область применения RC- иLC-фильтров?

Лабораторная работа 2

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ ТРЕХФАЗНЫХ

ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Ц е л ь р а б о т ы: изучить принцип действия и основные характеристики неуправляемых трехфазных выпрямителей [1, с. 262 – 265, 7, с. 324 – 326].

2.1. Основные теоретические положения

Область применения схем выпрямления трехфазного тока – вторичное электропитание потребителей средней (до 1 кВт) и большой (свыше 10 кВт) мощности. Такие выпрямители равномерно нагружают трехфазную сеть, обеспечивая при этом высокий коэффициент использования трансформатора и невысокий коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения. В настоящее время в системах электропитания используются схемы трехфазных выпрямителей с нулевым выводом и мостовые.

В трехфазной схеме с нулевым выводом вторичные обмотки трехфазного трансформатора соединяются звездой (рис. 5). Сопротивление нагрузки подключается между объединенными катодами вентилей и нулевой точкой трансформатора. В такой схеме вентили проводят ток поочередно, каждый в течение одной трети периода (рис. 7, а).

Рис. 5. Электрическая схема трехфазного выпрямителя с нулевым выводом

Коэффициент пульсаций k_п такой схемы составляет 0,025, при этом частота пульсаций в три раза выше частоты питающей сети, что позволяет улучшить условия фильтрации. К недостаткам схемы следует отнести недостаточное использование трансформатора, который работает с подмагничиванием постоянным током, и повышенное обратное напряжение на вентилях.

В трехфазной мостовой схеме (схеме А. Н. Ларионова), представленной на рис. 6, вторичные обмотки трансформатора могут быть соединены как звездой, так и треугольником. В этой схеме используется шесть вентилей, которые выпрямляют как положительные, так и отрицательные полуволны трехфазного напряжения. В любой произвольный момент времени ток протекает через два вентиля, у которых на аноде наибольшее положительное напряжение, а на катоде – наибольшее отрицательное (рис. 7, б). К достоинствам схемы относят отсутствие подмагничивания сердечника трансформатора постоянным током, меньшее (по сравнению с нулевой схемой) обратное напряжение на вентилях, малый коэффициент пульсаций k_п = 0,057 и шестикратная частота пульсаций основной гармоники выпрямленного напряжения, что позволяет исключить использование выходного сглаживающего фильтра.