Лабораторная работа № 1 Исследование однофазного неуправляемого выпрямителя.

Цель: изучить и исследовать однофазный двухполупериодный неуправляемый выпрямитель, определить его основные характеристики.

1. Теоретическая часть

П реобразование электрической энергии переменного тока в энергию постоянного тока осуществляется выпрямительным устройством [1-5]. Двухполупериодная схема выпрямления с нулевым выводом (рис. 1.1) может работать на разных видах нагрузки:

a)

б) в)

Рисунок 1.1. - Двухполупериодный неуправляемый выпрямитель с нулевым выводом и нагрузкой: а- активной, б- емкостной, в- активно-емкостной.

Режим работы выпрямителя и соотношения между основными параметрами его элементов зависят от характера его нагрузки. В таблице П.1 (Приложение 1) даны основные параметры схемы (рис. 1.1) при работе на активную R,активно- емкостную RC и активно- индуктивную RL нагрузки:

- Uo(Io) - среднее значение выпрямленного напряжения (тока);

- U² -действующее значение напряжение фазы вторичной обмотки трансформатора;

- Uo6p - обратное напряжение на диоде;

- Iпp.cp - среднее значение прямого тока в обмотке трансформатора и через диод;

- Iпp m - максимальное значение прямого тока диода;

- Iпp - действующее значение тока диода;

- I₂(I₁) - действующее значение тока вторичной (первичной) обмотки трансформатора;

- n=W₂/ W₁ - коэффициент трансформации;

- Ро= UoIo - мощность на выходе выпрямителя;

- S₁, S₂, Sтp- мощности первичной, вторичной обмоток и типовая мощность трансформатора, ВА;

- Kп₍₁₎ - коэффициент пульсации по первой гармонике;

• f₍₁₎- частота пульсаций по первой гармонике.

При расчете параметров выпрямителя, работающего на активную нагрузку, используются числовые коэффициенты таблицы П.1, а при активно-емкостной нагрузке - наиболее широко используется графо-аналитический метод, позволяющий определить параметры выпрямителя как функции угла отсечки или зависимой от него величины.

Методика определения коэффициентов А, В, D, E, F, H, сопротивления фазы r дана, например, в литературе [1] с.33-48, 57-68.

2. Порядок выполнения работы

1

U₁

. Макет лабораторной работы №1

Рисунок 1.2. – Макет лабораторной работы №1

Данные выпрямителя: VD1, VD2 - КД209; R=62 Ом; С=47мкФ; r_ш=1 Ом.

2. Установить максимальный ток нагрузки Iн, повернув ручку "r_н" в крайнее правое положение. Отжать кнопки коммутатора и, пользуясь входами Yl - Y4, снять осциллограммы в контрольных точках схемы х1 - х4 выпрямителя при активной нагрузке (S₁ нажата, S₂ отжата) и при наличии фильтров: С (S₁ и S₂ нажаты), RC (S₁ отжата, S₂ нажата). Масштаб по оси напряжений (токов) устанавливается путем умножения масштаба осциллографа на коэффициент передачи коммутатора. Коэффициент передачи коммутатора устанавливается путем измерения одной и той же величины напряжения с коммутатором и без него.

3. Исследование внешних характеристик выпрямителя u_h =f(Iн) при активной нагрузке, с С-фильтром, с RC-фильтром (положение переключателей S₁, S₂ см. п.2). Ток нагрузки Iн регулировать ручкой "r_h", а его значение определять путем измерения падения напряжения на шунте r_ш =1 Oм в контрольной точке х₅.

4. Используя данные выпрямителя п.1, результаты исследований (п.2, 3 и таблицу П.1 приложения 1) рассчитать параметры и характеристики выпрямителя с R и RC реакцией нагрузки.

Все данные расчетов свести в таблицу. Сравнить экспериментальные и теоретические данные, объяснить их расхождения.