4.3.2 Аналіз та обробка результатів експерименту

1. За даними таблиць 4.1 та 4.2 побудувати залежності Ud=f(Id).

2. Обчислити у відсотках зміну величини середньої випрямленої напруги ∆U при переході від неробочого ходу випрямляча до його максимального навантаження.

3. Зарисувати осцилограми напруг згідно п.4, п.6 і визначити середнє значення напруги.

4. Зробити аналіз результатів експерименту, в якому вказати: переваги випрямляча за схемою Ларіонова порівняно зі схемою випрямлення трифазного струму з нульовим виводом, а також перевірити основні співвідношення для схем згідно формул 3.16, 3.17, 3.19, 3.23, 3.24 для заданого значення навантаження.

5. Контрольні запитання

1) Дайте визначення випрямляча, наведіть його структурну схему та охарактеризуйте кожний з елементів.

2) Як класифікують випрямлячі?

3) Як випрямлячі поділяються за принципом дії?

4) Назвіть основні експлуатаційні характеристики випрямлячів.

5) Які режими роботи випрямлячів ви знаєте?

6) Поясніть принцип дії однофазної схеми випрямлення з виводом нульової точки трансформатора.

7) Поясніть принцип дії однофазної мостової схеми випрямлення. Вкажіть її переваги та недоліки.

8) Наведіть схему двополярного випрямляча.

9) Наведіть схему подвоювача напруги.

10) Які ви знаєте переваги трифазних випрямлячів у порівнянні з однофазними.

11) Пояснити принцип дії трифазної схеми випрямлення з виводом нульової точки трансформатора (схеми Міткевича).

12) Поясніть принцип дії трифазної мостової схеми випрямлення (схеми Ларіонова).

13) Які переваги має мостова схема Ларіонова?

14) Яку залежність називають зовнішньою характеристикою випрямляча?

15) За якими значеннями вибирають тип діода? Яка величина спаду напруги на напівпровідникових діодах при прямому підключенні?

16) Як графічно визначити середнє значення випрямленої напруги через діюче значення?

17) Дайте відповідь: чи можна побудувати випрямляючу схему без трансформатора, діодів, фільтра?

Л А Б О Р А Т О Р Н А Р О Б О Т А № 4

Дослідження властивостей згладжуючих фільтрів

1. Мета роботи

1) Дослідження властивостей згладжуючих фільтрів на пасивних елементах.

2) Ознайомлення з формою кривих напруги при різних видах фільтрів.

2. Устаткування

1) Стенд лабораторний № 4.

2) Мультиметр ВР-11.

3) Осцилограф С1-73.

3. Основні теоретичні відомості

Для живлення багатьох електронних пристроїв необхідні джерела електричної енергії постійного струму. Такими джерелами можуть бути гальванічні елементи, акумулятори, термоелектрогенератори постійного струму і випрямлячі.

Згладжуючі фільтри використовуються для зниження рівня пульсації випрямленої напруги до такого, що забезпечує нормальну роботу навантаження.

Найширше використання мають пасивні згладжуючі фільтри, що будуються на реактивних елементах, які мають властивість накопичувати електричну енергію - дроселях і конденсаторах. Кількість накопиченої енергії відповідно становить:

(3.1)

Індуктивний фільтр - це дросель, що вмикається послідовно з навантаженням. Фактично, разом із навантаженням він являє собою частотно-залежний дільник напруги. Ефект фільтрації наявний тоді, коли опір дроселя змінної складової пульсуючого струму з найнижчою частотою значно перевищує активний опір навантаження . Тоді вся постійна напруга прикладається до (падіння напруги на ідеальному дроселі відсутнє), а змінні складові діляться між і .

Ємнісний фільтр - це конденсатор, що вмикається паралельно навантаженню. За умови, що опір конденсатора для складової пульсуючого струму з найнижчою частотою значно менший опору навантаження , забезпечується шунтування навантаження за змінним струмом: постійний струм увесь протікає через (конденсатор постійного струму не прово­дить), а змінні складові розпо­діляються між і . Схеми цих фільтрів зображені на рис. 3.1.

Рис. 3.1 - Індуктивний (а) та ємнісний (б) фільтри.

Поряд із простими фільтра­ми використовуються складніші, що являють собою сполучен­ня певним чином увімкнених дроселів та конденсаторів. Найширшого використання набули Г-подібні LС-фільтри (одноланкові або багатолан­кові), зображені на рис. 3.2.

Рис. 3.2 - Г - подібні LС - фільтри: одноланковий (а) і дволанковий (б).

На рис. 3.3 зображена схе­ма П - подібного LС - фільтра.

Рис. 3.3 - П - подібний LС - фільтр.

Фільтри, показані на рис. 3.1,б та рис. 3.3 мають ємнісні входи, решта - індуктивні.

Ефективність роботи фільтра визначається коефіцієнтом згладжування:

, (3.2)

що показує, наскільки змен­шується пульсація на виході фільтра відносно пульсації на його вході .

Існують також резонансні фільтри. Схема одного з таких фільтрів, так званого "фільтра-пробки", наведена на рис. 3.4.

Рис. 3.4 - Резонансний "фільтр-пробка".

Тут послідовно з навантаженням увімкнено LC-контур, резонансна частота якого:

. (3.2)

Як правило, . Опір контуру на цій частоті теоретично не­скінченний, тому напруга з цією частотою до навантаження не доходить. Якщо паралельно до підімкнути послідовний резонансний контур, опір якого на резонансній частоті теоретично нескінченно малий, отримаємо "фільтр-дірку", що шунтує навантаження для складової з частотою .

Роботу фільтрів з індуктивними входами розглянемо на прикладах випрямлячів, що працюють на активно-індуктивне навантаження, а фільтрів з ємнісними входами - на прикладах випрямлячів, що працю­ють на активно-ємнісне навантаження, оскільки вид входу фільтра ви­значає характер навантаження випрямляча (вентильної схеми) - відповідно активно-індуктивне чи активно-ємнісне.