Лабораторні работи / Дослідження випрямлячів і згладжувальних фільтрів
.docЛабораторне заняття 3
Дослідження випрямлячів і згладжувальних фільтрів
Хід роботи
Мета роботи: Навчитися розраховувати номінали елементів схеми LC-фільтру, які забезпечують задані технічні параметри. Оволодіти навиками експериментального дослідження параметрів LC-фільтру.
Хід роботи: 1. На робочому полі програми зібрати мостову схему випрямляча (схему Гретца) з безтрансформаторним входом. До виходу випрямляча під’єднати LC-фільтр і активне навантаження (рис. 1).
Р U
UMAX(вх)
Umin
Umax
t
Рис. 2. Осцилограми напруг на вході і на виході фільтру
2. Розрахувати номінали елементів LC фільтру, який забезпечує заданий коефіцієнт фільтрації. Вхідним даними для розрахунку є:
♦ параметри вхідної напруги, (рівень
постійної складової (U0
),
коефіцієнт пульсацій (
)),
амплітуда першої (основної) гармоніки
випрямленої напруги (
),
пульсаційність схеми m=2.
♦ опір навантаження RН (Ом) – задається індивідуально (див. таблицю 2);
♦ коефіцієнт фільтрації kф – задається індивідуально;
♦ частота мережі f (Гц) – задається індивідуально;
3. Алгоритм розрахунку елементів фільтру:
3.1. Розраховуємо критичну індуктивність:
;
3.2. Приймемо
;
(перевіряємо виконання умови
)
3.3. З виразу для коефіцієнта фільтрації
розраховуємо ємність фільтру
;
(перевіряємо умову
)
3.4. Визначаємо резонансну частоту фільтру
і перевіряємо виконання умови
.
При живленні двопівперіодного випрямляча
від мережі змінного струму ця частота
не повинна перевищувати частоти мережі.
4. Встановлюємо номінали схеми фільтру згідно з розрахунком і здійснюємо моделювання.
5. Визначаємо параметри фільтру.
5.1. Рівень постійної складової на навантаженні:
За допомогою вольтметра (DC) і за допомогою формули (5.1):
, (5.1)
де Umin – мінімальна напруга на навантаженні; Umax – максимальна напруга на навантаженні (див.рис.2).
5.2. Амплітуду пульсацій на навантаженні:
(5.2)
5.3. Коефіцієнт пульсацій на навантаженні:
, (5.3)
де U0 – дані вольтметра, або згідно виразу (5.1).
5.4. Коефіцієнт згладження пульсацій:
. (5.4)
5.5. За відношенням амплітуди напруги на вході фільтра до амплітуди пульсацій на виході фільтра (на навантаженні), які визначаються за допомогою осцилографа:
, (5.5)
при цьому
(Визначення UMAX(вх)
див. рис. 2)
В звіті представити принципову схему та усі результати основних та проміжних вимірювань та обчислень.
Результати обчислень та вимірювань, згідно свого варіанту, звести в таблицю.
Таблиця 1
-
№
f (Гц)
RH
(Ом)
kф
(заданий)
L
(Гн)
C (мкФ)
f0 (Гц)
U0
DC/(5.1)
kзгл
kф
Звіт: схема експерименту;
результати вимірювань та розрахунку;
осцилограми та графіки;
висновки.
Варіанти завдань вибрати відповідно до порядкового номеру у списку підгрупи
Таблиця 2
-
f (Гц)
RH (Ом)
kф
1
50
50
6
2
60
100
8
3
100
150
10
4
50
200
12
5
60
50
6
6
100
100
8
7
50
150
10
8
60
200
12
9
100
50
6
10
50
100
8
11
60
150
10
12
100
200
12
13
50
100
10
14
100
100
6
Після перевірки розрахунків і пробного запуску режиму моделювання виконати наступні дії:
1. Натиснути “Analysis”
2. Вибрати “Instruments”
3. Зняти “галочку”
4. Встановити 300
5. ОК
6.Здійснити повторне
включення і вимірюваня параметрів
УВАГА! Категорично не можна змінювати внутрішній опір вольтметра. Він має бути 1 МОм.
У віконечках осцилографа “Y-position” мають бути нулі!