otchet_1_laba

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО “Магнитогорский государственный технический университет имени Г.И.Носова”

Институт Энергетики и Автоматизированных Систем

Кафедра электроники и микроэлектроники

Отчет по лабораторной работе №1

”Анализ работы однополупериодного управляемого выпрямителя”

Вариант №3

Выполнили: студенты гр. АПБ-12-1 Кунусбаева А.М. Байрамгулов М.

Проверил: профессор, к.т.н. Петушков М.Ю.

Магнитогорск 2015

1 Цель работы

Изучить схемы, характеристики, особенности работы однополупериодного управляемого выпрямителя.

2 Ход работы

Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на активную нагрузку, представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на активную нагрузку

Расчетные и экспериментальные данные для построения регулировочной характеристики выпрямителя, работающего на активную нагрузку, были занесены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Данные для построения регулировочной характеристики выпрямителя, работающего на активную нагрузку

					Расчет			Измерения
E, В	E0, В	α, град	Rd, Ом	Edα, В		Idα, А	Edα, В		Idα, А
100	0	0	100	45		0,45	44,83		0,4483
100	0	30	100	41,98		0,4198	42,29		0,4229
100	0	60	100	33,75		0,3375	34,46		0,3446
100	0	90	100	22,5		0,225	23,4		0,234
100	0	120	100	11,25		0,1125	12,08		0,1208
100	0	150	100	3,014		0,03014	3,27		0,0327
100	0	180	100	0		0	0,042		0,00042

Среднее значение выпрямленного напряжения в цепи с тиристором и источником синусоидальной ЭДС E_dα рассчитывается по формуле 1.

(1)

где

E₀ – напряжение источника противоЭДС,

Среднее значение тока в цепи I_dα рассчитывается по формуле 2.

(2)

Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на активную нагрузку, представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на активную нагрузку

Осциллограммы выпрямленного напряжения и обратного напряжения на тиристоре при α=90̊ представлены на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и обратного напряжения на тиристоре при α=90̊

Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на активно-индуктивную нагрузку, представлена на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на активно-индуктивную нагрузку

Таблица 1.2 – Данные для построения регулировочной характеристики выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку

					Расчет			Измерения
E, В	E0, В	α, град	Rd, Ом	Edα, В		Idα, А	Edα, В		Idα, А
100	0	0	70	43,1		0,615714	42,7		0,61
100	0	45	70	36,85		0,526429	36,55		0,522
100	0	60	70	31,87		0,455286	32		0,457
100	0	90	70	20,69		0,295571	20,93		0,299
100	0	135	70	5,311		0,075871	5,45		0,0778
100	0	180	70	0		0	0		0

Параметр λ определяется здесь как угловая длительность импульса тока .

Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку, представлена на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку

Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при α=90̊ представлены на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при α=90̊

Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на нагрузку с противоЭДС, представлена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на нагрузку с противоЭДС

Таблица 1.3 – Данные для построения регулировочной характеристики выпрямителя, работающего на нагрузку с противоЭДС

					Расчет			Измерения
E, В	E0, В	α, град	Rd, Ом	Edα, В		Idα, А	Edα, В		Idα, А
100	50	20,7048	70	71,35		0,305	71,048		0,30068
100	50	45	70	69,54		0,279143	69,49		0,2784
100	50	60	70	66,97		0,242429	67,02		0,24314
100	50	75	70	63,67		0,195286	63,77		0,1968
100	50	90	70	60,034		0,143343	60,14		0,1449
100	50	105	70	56,42		0,091714	56,546		0,0935
100	50	159,2952	70	50		0	50		0

Минимальный угол управления α_мин был найден по формуле 3.

(3)

Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на нагрузку с противоЭДС, представлена на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 – Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на нагрузку с противоЭДС

Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при α=90̊ представлены на рисунке 1.9.

Рисунок 1.9 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при α=90̊

Схема для анализа напряжения на тиристоре на интервале выключенного состояния, представлена на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10 – Схема для анализа напряжения на тиристоре на интервале выключенного состояния

Расчетные и экспериментальные данные для анализа напряжения на тиристоре на интервале выключенного состояния, были занесены в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 – Данные для анализа напряжения на тиристоре на интервале выключенного состояния

					Расчет			Измерения
E, В	E0, В	α, град	Rd, Ом	Uпр, В		Uоб, В	Uпр, В		Uоб, В
100	50	0	5	50			50
100	50	30	5	120,7			122,1
100	50	60	5	172,5			172,4
100	50	90	5	191,4			192,4
100	50	120	5	172,5			174,2
100	50	150	5	120,7			122,5
100	50	180	5	50			50

Мгновенное значение напряжения в момент включения U_пр рассчитывается по формуле 4.

(4)

Мгновенное значение напряжения в момент выключения U_об рассчитывается по формуле 5.

(5)

Осциллограммы напряжений на тиристоре и ЭДС сетевого источника до и после устранения коммутационных перенапряжений представлены на рисунках 1.11 и 1.12 соответственно.

Рисунок 1.11 – Осциллограммы напряжений на тиристоре и ЭДС сетевого источника до устранения коммутационных перенапряжений

Рисунок 1.12 – Осциллограммы напряжений на тиристоре и ЭДС сетевого источника после устранения коммутационных перенапряжений

Методом подбора были установлены параметры RC цепи:

R = 50 Ом, C = 10 мкФ.

Схема для исследования управляемого выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке, зашунтированной обратным диодом, представлена на рисунке 1.13.

Рисунок 1.13 – Схема для исследования управляемого выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке, зашунтированной обратным диодом

Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при наличии и отсутствии обратного диода D2 представлены на рисунках 1.14 и 1.15 соответственно.

Рисунок 1.14 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при наличии обратного диода D2

Рисунок 1.15 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при отсутствии обратного диода D2

Минимальное (граничное) значение индуктивности L_d(гр), при котором ток принимает гранично-непрерывную форму, было найдено в эксперименте методом подбора - L_d(гр) = 20 мГн.

L_d(гр), найденное расчетным путем, находилось по формуле 6.

(6)

где - мгновенное значение тока тиристора в начале отрицательной полуволны ЭДС источника (= 3,63 А),

- ток удержания тиристора (= 20 мА),

ω – круговая частота ЭДС источника.

= 19,2 мГн.