Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Промышленная электроника»

Отчет о лабораторной работе №3

«Автономный резонансный инвертор»

По дисциплине:

«Силовая электроника»

Преподаватель: Медведев В.А.

Исполнитель: Назаров М.А.

Группа: ЭЭТп-1401

Бригада №1

Тольятти 2016

3.1 Цель работы

Изучить физику процессов, происходящих в автономном резонансном инверторе (АИР) и исследовать электромагнитные процессы в однофазном мостовом последовательном АИР.

3.2 Программа работы

Ознакомиться с теорией и методами исследования электромагнитных процессов в автономных резонансных инверторах, схемой лабораторной установки, назначением выключателей и измерительных приборов.

Исследовать экспериментально работу АИР при различных значениях емкости конденсатора.

Провести обработку экспериментальных результатов: определить частоту следования отпирающих импульсов , частоту собственных колебаний контура , время восстановления запирающих свойств тиристора и максимальный ток нагрузки для различных значений емкости конденсатора.

Построить зависимости частоты собственных колебаний контура , времени восстановления запирающих свойств тиристора и максимального тока нагрузки от емкости конденсатора .

3.3 Описание лабораторной установки

Схема лабораторной установки (рис. 3.2) состоит из инверторного моста на тиристорах VS1…VS4, подключенного к источнику питания Е. В диагональ моста включены нагрузка активно-индуктивного характера с активным сопротивлением и индуктивностью и набор конденсаторов ….

Выключатель подключает схему к источнику питания, а с помощью переключателя устанавливается определенное значение емкости конденсатора, включенного последовательно с нагрузкой в диагональ инверторного моста. Для проведения экспериментальных исследований лабораторная установка укомплектована электронным осциллографом.

3.4 Указания к выполнению работы

ВНИМАНИЕ!

1. Переключения в схеме производить только при отключенном напряжении сети (отключенном выключателе ).

2. На зарисованных осциллограммах должны быть указаны масштабы по обеим осям и отмечен нулевой уровень сигнала.

К пункту 3.3.1. Включить осциллограф и дать ему прогреться 5 минут.

К пункту 3.3.2. Установить переключатель в положение 1 (крайнее левое). При этом будет подключен конденсатор . Включить выключатель . Получить на экране осциллографа и зарисовать временные диаграммы: тока тиристора (с измерительного шунта ); тока нагрузки (с измерительного шунта ); напряжения на тиристоре – точки 1-2; напряжения на нагрузке – точки 2-8; напряжения на конденсаторе – точки 8-9.

Отключить выключатель . Подключить конденсатор , установив выключатель в положение 2. Включить выключатель . Снять временные диаграммы , , , , . Повторить эксперимент, подключая поочередно конденсаторы , , .

По снятым осциллограммам определить:

1. Частоту следования отпирающих импульсов:

(3.3)

где – период следования отпирающих импульсов на тиристоры (рис. 3.1).

2. Частоту собственных колебаний контура:

, (3.4)

где – период собственных колебаний контура (рис. 3.1).

3. Время восстановления запирающих свойств тиристора:

. (3.5)

4. Максимальный ток нагрузки:

(3.6)

где – максимальное напряжение на шунте ;

– постоянная шунта.

Полученные результаты занести в таблицу.

3.5 Ход работы

3.5.1 Временные диаграммы токов и напряжений первого конденсатора

Рисунок 3.3 – Временная диаграмма тока тиристора

Рисунок 3.4 – Временная диаграмма тока нагрузки

Рисунок 3.5 – Временная диаграмма напряжения на конденсаторе

Рисунок 3.6 – Временная диаграмма напряжения на тиристоре

Рисунок 3.7 – Временная диаграмма напряжения на нагрузке

3.5.2 Временные диаграммы токов и напряжений второго конденсатора

Рисунок 3.8 – Временная диаграмма тока тиристора

Рисунок 3.9 – Временная диаграмма тока нагрузки

Рисунок 3.10 – Временная диаграмма напряжения на конденсаторе

Рисунок 3.11 – Временная диаграмма напряжения на тиристоре

Рисунок 3.12 – Временная диаграмма напряжения на нагрузке

3.5.3 Временные диаграммы токов и напряжений третьего конденсатора

Рисунок 3.13 – Временная диаграмма тока тиристора

Рисунок 3.14 – Временная диаграмма тока нагрузки

Рисунок 3.15 – Временная диаграмма напряжения на конденсаторе

Рисунок 3.16 – Временная диаграмма напряжения на тиристоре

Рисунок 3.17 – Временная диаграмма напряжения на нагрузке

3.5.4 Временные диаграммы токов и напряжений четвертого конденсатора

Рисунок 3.18 – Временная диаграмма тока тиристора

Рисунок 3.19 – Временная диаграмма тока нагрузки

Рисунок 3.20 – Временная диаграмма напряжения на конденсаторе

Рисунок 3.21 – Временная диаграмма напряжения на тиристоре

Рисунок 3.22 – Временная диаграмма напряжения на нагрузке

3.5.5 Временные диаграммы токов и напряжений пятого конденсатора

Рисунок 3.22 – Временная диаграмма тока тиристора

Рисунок 3.23 – Временная диаграмма тока нагрузки

Рисунок 3.24 – Временная диаграмма напряжения на конденсаторе

Рисунок 3.25 – Временная диаграмма напряжения на тиристоре

Рисунок 3.26 – Временная диаграмма напряжения на нагрузке

3.5.6 Расчетная часть

Таблица 3.1 – Результаты вычислений

	0,185	0,195	0,25	0,35	0,5
	0,25	0,35	0,65	1	1,35
	3,7	2,7	2,45	1,75	0,65
	5	4	2	0,6	0,2

Рисунок 3.27 – График зависимости частоты собственных колебаний контура от ёмкости

Рисунок 3.28 – График зависимости частоты собственных колебаний контура от ёмкости

Рисунок 3.29 – График зависимости частоты собственных колебаний контура от ёмкости

Вывод

В ходе данной лабораторной работы изучили физику процессов, происходящих в автономном резонансном инверторе (АИР) и исследовали электромагнитные процессы в однофазном мостовом последовательном АИР.

На основании графиков, полученных с помощью расчетов по снятым осциллограммам, можно сделать вывод, что с увеличением ёмкости конденсатора частота собственных колебаний уменьшается, время восстановления запирающих свойств тиристора и максимальный ток нагрузки увеличиваются.