Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
схемы выпрямления и сглаживающие фильтры.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
10.08.2019
Размер:
334.85 Кб
Скачать

СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ И СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

Методические указания к лабораторным работам

ОМСК

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ОДНОТАКТНАЯ ОДНОФАЗНАЯ СХЕМА ВЫПРЯМЛЕНИЯ

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование однотактной однофазной схемы выпрямления с активной и RС-нагрузками.

II. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Работа выполняется на лабораторном стенде, включающем в себя силовой трансформатор, полупроводниковые диоды типа Д226(Д7Ж), конденсаторы, дроссель, резисторы, клеммы для подключения измерительных приборов (рис. 1).

Рис.1

Соединение элементов в схему производится с помощью переключателей П1-П8 .

Токи первичной и вторичной обмоток трансформатора измеряют миллиамперметрами A1 и А2, напряжение на вторичной обмотке трансформатора - вольтметром V2, среднее значение выпрямительного тока и напряжения - миллиамперметром А0 и вольтметром V0.

Клеммы K1-К4 служат для подключения осциллографа, лампового вольтметра или милливольтметра. К клеммам К5, К6 подключается нагрузка - реостат R0.

Клемма К1 служит для наблюдения формы напряжения U2; K3 - для наблюдения формы тока i и измерения угла отсечки θ. Клемма K3 соединена с измерительным резистором R1=10 ОМ.

Клеммы К4 и К5 служат для наблюдения временных диаграмм напряжений на входе и выходе фильтра; клемма К5 служит также и для наблюдения формы напряжения на нагрузке.

В этой и последующих работах приняты следующие обозначения:

I0, U0 - среднее значение тока и напряжения схемы выпрямления;

Р0 – мощность на нагрузочном резисторе;

i2, u2 – мгновенное значение тока и напряжения на вторичной обмотке трансформатора;

I2 – ток вторичной фазной обмотки;

U2 m– амплитуда напряжения на вторичной обмотке;

Umо– максимальное значение выпрямленного напряжения;

U01m – амплитуда основной гармоники пульсации на нагрузке;

Кпс – коэффициент пульсации схемы выпрямления, работающей на С или RC – нагрузку;

Ксглс – коэффициент сглаживания С или RC – фильтра;

Ксглг - коэффициент сглаживания Г-образного LC – фильтра;

Ксглп - коэффициент сглаживания П-образного LC – фильтра;

К1, К2 – коэффициент использования обмоток силового трансформатора;

Ртр – мощность трансформатора;

Р1, Р2 – мощность в первичной и вторичной цепях трансформатора;

η – КПД трансформатора;

m – число фаз выпрямления;

- число пульсаций за период;

fc – частота тока питающей сети;

III. ЗАДАНИЕ.

1. Собрать схему однотактного однофазного выпрямителя. Ручку R0 повернуть вправо до упора.

2. Снять зависимости I1, I2, U0 от I0 изменяя величину I0 от 20 до 120 мА.

Примечание: Ток первичной обмотки трансформатора I`1 состоит из тока холостого хода Iхх и рабочего тока I1. Ток Iхх определяется по прибору А1 при отключенной нагрузке.

3. Установить I0=40 мА. Зарисовать временные диаграммы напряжений U2 и U0 ,тока I2.

4. При токе I0=40 мА определить коэффициент пульсации схемы Кп, амплитуду тока вторичной фазной обмотки Im2 и величину обратного напряжения на вентиле Umoб=Um2. Величина Im2 определяется по падению напряжения на резисторе R1.

Для определения коэффициента пульсации схемы Кп милливольтметром измерить амплитуду переменной составляющей напряжения –U01m. При этом необходимо помнить, что постоянная составляющая этого напряжения не должна, превышать допускаемое напряжение на входе милливольтметра. Величина

5. Собрать однотактную однофазную схему выпрямления с RC-нагрузкой, подключив конденсатор C3.

6. Снять зависимости I1, I2, U0, θ от I0, изменяя ток от 40 до 120 мА. Для измерения угла отсечки θ следует на осциллографе получить временную диаграмму тока I2.

Угол отсечки рад.

7. Установить I0=40 мА. Зарисовать временные диаграммы напряжений U2 и U0 ,тока I2 .

8. При токе I0=40 мА определить коэффициент пульсации схемы и величину обратного напряжения на вентиле

IV. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Название работы и ее цель.

2. Схема исследованного выпрямителя.

3. Вычисленные по результатам исследования однотактных однофазных схем с R и RC-нагрузками значения Кп, Pгp, η, К1,

К2, для тока I0=40мА.

4. Снятые зависимости параметров схемы выпрямления с R и RC-нагрузкой от I0 в виде таблиц.

5. Построенные в одной координатной системе графики зависимости К1, К2, η, θ от I0 для R и RC-нагрузок.

6. Внешние характеристики выпрямителя с R и RС-нагрузками.

7. Временные диаграммы токов и напряжений в одном временном масштабе.

8. Краткая характеристика исследованной схемы.

9. Сравнение экспериментальных и справочных данных и возможные причины их расхождений.

V. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что является параметрами схемы выпрямления ?

2. Из каких соображений выбирайся тип вентиля в однофазной схеме выпрямления при работе па R и RC-нагрузками ?

3. Чем объясняется различие хода внешних характеристик выпрямителя с R и RС-нагрузками ?

4. Как зависит угол отсечки θ от R0, С и m ?

5. Как изменятся параметры схемы I0, Im2, Kп, U0, если к однофазной схеме добавить вторую фазу, превратив ее в однотактную двухфазную схему выпрямления, работающую на неизменную R-нагрузку?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Электропитание устройств связи /О.А. Доморацкий, А.С. Жерненко, А.Д. Кратиров и др. –М.: Радио и связь, 1981. -320 с.

2. Электропитание устройств связи /А.А. Бокуянов, Б.В. Горбачев, В.Е. Китаев и др. /Под ред. В.Е. Китаева. -М.: Радио и связь, 1988.-279 с.

3. Рогинский В.Ю. Электропитание радиоустройств. Л.: Энергия, 1970. 320 с.

4. Векслер Г.С., Тетельбаум Я.Н. Электропитание радиоустройств. -Киев.: Техника. 1966. 357 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ДВУХТАКТНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ

I. Цель работы

Исследовать мостовую схему выпрямления с RC -нагрузкой. Проверить экспериментально расчетные соотношения. Исследовать мостовую схему удвоения.

II. Общие указания

Работа выполняется на том же стенде, что и предыдущая. Для расчета мостовой схемы выпрямления (схемы Греца) принять следующие допущения:

а) индуктивность рассеяния обмоток трансформатора равна нулю;

б) сопротивление вентиля Rв в прямом направлении не зависит от величины тока, а в обратном направлении имеет бесконечно большую величину.

Расчет вести графоаналитическим методом, изложенным в [1]. Активное сопротивление фазной обмотки трансформатора Ra принять равным 50 Ом.

Сопротивление фазы выпрямителя R=Rа+2Rв.

Величина Rв определяется по вольт-амперной характеристике диода. Коэффициент сглаживания простого емкостного фильтра

где Кп - коэффициент пульсации схемы выпрямления при работе с Rо. Для схемы Греца Кп = 0,667.

III. ЗАДАНИЕ

  1. Рассчитать однофазный двухтактный выпрямитель, работающий на RC-нагрузку. Исходные данные для каждого лабораторного стенда взять из табл. 1

Номер лаборат. стенда

U0, B

I0, мА

С3, мкФ

fc, Гц

U1, B

m

1

2

3

4

5

6

7

8

34

36

36

33

38

32

38

36

50

60

55

50

60

50

65

60

20

100

100

20

100

100

100

100

50

50

50

50

50

50

50

50

220

220

220

220

220

220

220

220

2

2

2

2

2

2

2

2

Рассчитанные величины занести в таблицу 2.

Номер лаборат. стенда

I1, I2, Im2, мА

U2, U2m, В

Ртр, Ктр, Вт

θ

Кпс

Ксглс

Расчет

Эксперимент.

Схема выпр.

Эксперимент.

Схема удвоен.

  1. Собрать мостовую схему выпрямления, подключить к ней нагрузку R0 и конденсатор С3. Установить величины U0 и I0 равными расчетным; измерить I1, I2 и U2 и занести их в табл.2. Рассчитать по показаниям приборов величины Ртр и Ктр и также занести в табл.2.

  2. Определить Im2, θ и Кпс схемы, а также величину Umоб, приходящуюся на один вентиль. Полученные результаты занести в табл.2. Величина Umоб≈Um2.

  3. Зарисовать временные диаграммы напряжений U2 и U0 ,тока I2 при расчетном токе I0.

  4. Снять внешнюю характеристику мостовой схемы U0=F(I0), изменяя I0 от I0min до 120 мА.

  5. Собрать схему двухтактного однофазного удвоителя напряжения и подключить к нему нагрузку R0 и конденсатор С3.

  6. Установить Iо минимальной величины. Измерить величины I1, I2, U2 и U0 и занести их в табл. 2.

  7. Определить все остальные величины, входящие в табл. 2.

  8. Зарисовать временные диаграммы U2 и U0 ,I2.

  9. Снять внешнюю характеристику удвоителя напряжения Io = F(Uo), изменяя Io от Iomin до 120 мА.

IV.СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

  1. Название работы.

  2. Схемы исследованных выпрямителей.

  3. Расчет выпрямителя.

  4. Внешние характеристики, построенные в одной координатной системе.

  5. Временные диаграммы токов и напряжений в одном временном масштабе.

  6. Краткие сравнительные характеристики исследованных схем по основным параметрам.

  7. Возможные причины расхождения расчетных и экспериментальных величин.

V. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Как изменяются параметры мостовой схемы с RС-нагрузкой при выходе из строя одного из вентилей (КЗ и обрыв)?

  2. Какие причины могут вызвать появление на нагрузке мостовой схемы выпрямления пульсации с частотой сети?

  3. Чем объясняемся различие хода внешних характеристик мостовой схемы выпрямления и равного по мощности умножителя напряжения?

  4. Может ли возникнуть подмагничивание сердечника при отключении одного из конденсаторов схемы?

  5. Как изменятся параметры удвоителя напряжения при выходе из строя одного из вентилей (К.3. и обрыв)?

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

  1. Электропитание устройств связи /О.А. Доморацкий, А.С. Жерненко, А.Д. Кратиров и др. - М.: Радио и связь, 1981. 320 с.

  2. Рогинский B.Ю. Электропитание радиоустройств. Л. :Энергия, 1970. 320 с.

  3. Векслер Г.С., Тетельбаум Я.Н. Электропитание радиоустройств. Киев. :Техника, 1964. 357 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗВЕНЬЕВ СГЛАЖИВАНИЯ ФИЛЬТРОВ

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.