yagubov_z.h._elektronnye_mikroprocessornye_i_preobrazovatelnye_ustroystva_ch.1._2009

36

Библиографический список

1.Гуревич, Б. М. Справочник по электронике для молодого рабочего [Текст] / Б. М. Гуревич, Н. С. Иваненко. – М.: Высшая школа, 1987. – 272 с.

2.Сенигов, П. Н. Учебный лабораторный комплекс "Силовая электроника" [Текст] / П. Н. Сенигов, М. А. Карпеш, И. Л. Красногорцев. – Челябинск: ООО "Учебная техника", 2003. – 173 с.

3.Основы промышленной электроники [Текст]: учеб. для вузов / под ред. В. Г. Герасимова. – М.: Высшая школа, 1986. – 336 с.

4.Полупроводниковые выпрямители [Текст] / Е. И. Беркович [и др.]. – М.: "Энергия", 1967. – 479 с.

5.Федотов, В. И. Основы электроники [Текст] / В. И. Федотов. – М.: Высшая школа, 1990. – 288 с.

6.Терещук, P. M. Справочник радиолюбителя [Текст] / P. M. Терещук, К. М. Терещук, С. А. Седов. – Киев: Наукова думка, 1982. – 671 с.

Федеральное агентство по образованию Государственноеобразовательноеучреждениевысшегопрофессиональногообразования

Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)

Электронные, микропроцессорные и преобразовательные устройства

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Электронные, микропроцессорные и преобразовательные устройства»

для студентов специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»

Часть 1

«Определение параметров и показателей мостовых выпрямителей и инверторов»

УДК 621.315.5.(075.8) Я 31

Ягубов, З. Х.

Электронные, микропроцессорные и преобразовательные устройства [Текст]: метод. указания. В 4 ч. Ч. 1. Определение параметров и показателей мостовых выпрямителей и инверторов / З. Х. Ягубов, К. Е. Чаадаев, Л. С. Рожицина. – Ухта: УГТУ, 2009. – 36 c., ил.

Методические указания предназначены для практического изучения проводов и грозозащитных тросов воздушных линий по дисциплине "Электронные, микропроцессорные и преобразовательные устройства" для студентов специальности 140604 "Электропровод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов".

В методических указаниях приведены краткие теоретические сведения о микропроцессорных и преобразовательных устройствах, технические данные, порядок проведения лабораторных работ и контрольные вопросы.

Содержание указаний соответствует учебной рабочей программе.

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой ЭАТП пр. №8 от 26 ноября 2009 года и рекомендованы к изданию советом специальности 140604.

Рецензент: Старцев А. Э., старший преподаватель кафедры ЭАТП Ухтинского государственного технического университета.

Редактор: Бычков Е. В., доцент кафедры ЭАТП Ухтинского государственного технического университета.

В контрольных заданиях учтены предложения рецензента и редактора.

План 2009 г., позиция 80.

Подписано в печать 16.12.2009 г. Компьютерный набор. Объем 36 с. Тираж 100 экз. Заказ № 237.

© Ухтинский государственный технический университет, 2009 169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.

Отдел оперативной полиграфии УГТУ.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.

35

•Включите выключатель "СЕТЬ" тиристорного преобразователя-регулятора А8, блока датчиков тока и напряжения А17.

•Включите источник G1. О наличии фазных напряжений на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки.

•Нажмите кнопку "РЕГУЛЯТОР ЗФ НАПРЯЖЕНИЯ" на лицевой панели преобразователя А8 и удерживайте ее до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод.

•Вращая регулировочную рукоятку тиристорного преобразователя А8, установите по его индикатору угол управления, равный, например, 30°.

•Выберите режим работы каналов запущенной программы, а именно переключатель режима работы каналов входов АСН0-АСН8 и АСН1-АСН9 установите в положение "ЗА/ЗВ", входов АСН2-АСН10 и АСНЗ-АСНП - в положение "600В/ЗВ".

•В главном меню программы выберите пункт "Параметры преобразователей". В раскрывающемся списке нового окна выберите пункт "Параметры регулятора переменного напряжения". На экране отобразятся рассчитанные параметры, а именно:

¾Коэффициент искажения выходного напряжения.

¾Коэффициент мощности.

•Рассчитать данные параметры регулятора по вышеприведенным формулам и сравнить с данными эксперимента. Сделать вывод.

•По завершении эксперимента отключите источник G1, а затем питание блоков А8, А17.

Контрольные вопросы

1.Что такое регулятор переменного напряжения?

2.Основные параметры регулятора.

3.Описать экспериментальную установку: назначение отдельных блоков и т.д.

4.Рассказать о проведении эксперимента и о полученных данных.

2.3.Указания по проведению эксперимента

•Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети

•электропитания.

•Соедините гнезда "ТК" источника G1.

•Соедините гнезда защитного заземления "" устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G1.

•Соедините вилки питания 220 В устройств, используемых в эксперименте, сетевыми шнурами с розетками удлинителя.

•Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

•Переключатели реостата А10 установите в положение "50 Ом".

•Переключатели блока дросселей А11 и А20 установите в положение "0,5 Гн".

•Переключатели номинальных фазных напряжений вторичных полуобмоток трансформаторов A3 и А4 установите в положение "42 В".

•Тумблеры делителей напряжения коннектора А18 установите в положение "1:1".

•Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А19, войдите в каталог с программным обеспечением учебного комплекса и запустите прикладную программу "ВП Преобразовательная техника.ехе".

Лабораторная работа № 1.2. Определение параметров и показателей, характеризующих условия работы вентилей в трехфазном мостовом управляемом выпрямителе, работающего

Лабораторная работа № 1.3. Регистрация и отображение режимных параметров при коротком замыкании в трехфазном мостовом неуправляемом выпрямителе, работающем на

32

Лабораторная работа № 1.5 Определение параметров и показателей, характеризующих работу на активно-индуктивную нагрузку однофазного регулятора переменного напряжения

1.Краткая теория

¾Козффщиент искажения выходного напряжения:

ν=

где U, U(1) - соответственно действующие значения выходного напряжения регулятора и его первой гармоники.

¾ Коэффициент мощности:

χ =

где Р и S - соответственно активная и полная мощности, поступающие через регулятор в нагрузку.

2. Выполнение работы

2.1. Электрическая схема соединений

6

Продолжение таблицы 1.1

31

•Рассчитать данные параметры инвертора по вышеприведенным формулам и сравнить с данными эксперимента. Сделать вывод.

•По завершении эксперимента отключите питание автотрансформатора А13. преобразователя А8 и блока мультиметров P I , Р2, а также отключите источник G1 .

Контрольные вопросы:

1.Что такое инвертор?

2.Классификация инверторов.

3.Отличие транзисторных инверторов от тиристорных.

4.Что такое ведомый инвертор и автономный?

5.Применение инверторов, ведомых сетью.

6.Применение автономных инверторов.

7.Нарисовать схемы инверторов, ведомых сетью (однофазную со средней точкой и трехфазную мостовую) и рассказать принцип работы.

8.Назвать основные параметры и показатели, характеризующие работу трехфазного мостового зависимого инвертора.

9.Кратко рассказать о проведении эксперимента и сделать выводы.

30

2.3. Указания попроведению эксперимента

•Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

•Соедините гнезда "ТК" источника G1 .

•Соедините гнезда защитного заземления "" устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" источника G 1 .

•Соедините вилки питания 220 В устройств, используемых в эксперименте, сетевыми шнурами с розетками удлинителя.

•Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

•Переключатели реостата А10 установите в положение "50 Ом".

•Переключатели блока дросселей A l 1 установите в положение "3 Гн".

•Переключатели номинальных фазных напряжений вторичных полуобмоток трансформаторов A3 и А4 установите в положение "73 В".

•Тумблеры делителей напряжения коннектора А18 установите в положение "1:1".

•Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А19, войдите в каталог с программным обеспечением учебного комплекса и запустите прикладную программу "ВП Преобразовательная техника.ехе".

•Включите выключатель "СЕТЬ" блока датчиков тока и напряжения А17.

•Регулировочную рукоятку автотрансформатора А13 поверните против часовой стрелки до упора.

•Включите выключатель "СЕТЬ" преобразователя А8.

•Вращая регулировочную рукоятку преобразователя А8, установите по его индикатору желаемое значение утла управления а , равное, например, 150°.

•Нажмите кнопку "ЗФ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ" на лицевой панели преобразователя А8 и удерживайте до тех пор, пока не загорится расположенный рядом с ней светодиод.

•Включите выключатель "СЕТЬ" блока мультиметров P I , Р2.

•Включите источник G1. О наличии фазных напряжений на его выходе должны сигнализировать светящиеся лампочки. Включите выключатель "СЕТЬ" автотрансформатора А13.

•Вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А13 по часовой стрелке,

добейтесь появления входного тока ld (ток контролируйте по амперметру Р1.2), то есть запуска инвертора А8.

•Выберите режим работы каналов запущенной программы, а именно переключатель режима работы каналов входов АСН0-АСН8, АСН2-АСН10 и АСИ4-АСН12 установите в положение "ЗА/ЗВ", входов АСН1-АСН9, АСНЗ-АСНП и ACII5-ACH13 - в положение "600В/ЗВ".

•В главном меню программы выберите пункт "Параметры преобразователей". В раскрывающемся списке нового окна выберите пункт "Параметры инвертора". На экране отобразятся рассчитанные параметры, а именно:

•Коэффициент полезного действия инвертора. У Коэффициент мощности инвертора.

•Коэффициент искажения кривой тока, отдаваемого инвертором в сеть переменного тока.

•Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения.

7

Окончание таблицы 1.1

1.3. Подготовка и проведение измерений с помощьюэлектронного

мультиметра

Для измерения трех базовых электрических величин (напряжения, тока и омического сопротивления) используется мультиметр. До его подключения к цепи необходимо выполнить следующие операции:

•установку рода тока (постоянный/переменный);

•выбор диапазона измерений соответственно ожидаемому результату;

•правильное подсоединение зажимов мультиметра к измеряемой цепи.

Рис. 1.1. Присоединение мультиметра как вольтметра

8

Лабораторная работа №1.1. Определение параметров и показателей, характеризующих работу трехфазного мостового управляемого выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку

1. Краткая теория

Электрическая энергия по электрическим сетям передастся переменным током, а радиотехнические устройства и системы, как правило, питаются постоянным током. Устройства, преобразующие энергию переменного тока в энергию постоянного тока, называются устройствами питания (УП).

Типовое УП состоит из трансформатора, выпрямителя, фильтра, стабилизатора и схем защиты. Первичная обмотка трансформатора подключается к питающей электрической сети, а со вторичной обмотки получается переменное напряжение нужной величины. Выпрямитель с фильтром нижних частот превращает переменное напряжение в постоянное, а стабилизатор уменьшает изменения выпрямленного напряжения или тока, обусловленные колебаниями напряжения питающей сети и изменениями нагрузки. Назначение схем защиты - отключить УП, если выходное напряжение или ток превышают установленные пороговые значения.

В данной работе используется трехфазный мостовой управляемый выпрямитель, основными параметрами которого являются:

• Коэффициент повышения расчетной мощности:

потребляемая нагрузкой.

• Коэффициент полезного действия выпрямителя:

где P1 - активная мощность, потребляемая выпрямителем из питающей сети.

При работе устройства от сети переменного тока важно знать характер потребляемой мощности. Наиболее благоприятным режимом является потребление только активной мощности. Это означает, что при синусоидальном напряжении сети потребляемый ток также синусоидален и не имеет фазового сдвига относительно питающего напряжения. Однако такой режим не характерен для выпрямителей средней и большой мощности. Наличие фазового сдвига свидетельствует о том, что выпрямитель потребляет не только активную, но и реактивную мощность. Потребление реактивной мощности и наличие в кривой тока высших гармонических приводят к увеличению действующего значения тока сети и росту потерь при передаче энергии к выпрямительной установке. Указанное явление характеризуется:

• Коэффициентом мощности выпрямителя:

29

2.2. Перечень аппаратуры