Е. Ю. САЛИТА, Т. В. КОМЯКОВА, Т. В. КОВАЛЕВА

Методические указания

для выполнения лабораторных работ

по дисциплине «ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА И

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ»

ОМСК 2006

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

__________________

Е. Ю. Салита, Т. В. Комякова, Т. В. Ковалева

Методические указания

для выполнения лабораторных работ

по дисциплине «ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА И

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ»

Утверждено редакционно-издательским советом университета

Омск 2006

УДК 621.311:621.314.632:621.331(07)

ББК 39.217.130.25я7

С 16

Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электронная техника и преобразователи в электроснабжении» / Е. Ю. Салита, Т. В. Комякова, Т. В. Ковалева; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 40 с.

Изложены краткие теоретические сведения об основах теории преобразования электрического тока. Приведены трехфазные схемы неуправляемых и управляемых преобразователей, применяемых в устройствах электрической тяги, описание лабораторных стендов, рекомендации по исследованию электромагнитных процессов в преобразователях, основные расчетные соотношения схем.

Методические указания предназначены для студентов 3-го курса очного и 5-го курса заочного обучения специальности 190401 (101800) – «Электроснабжение железных дорог».

Библиогр.: 8 назв. Табл. 1. Рис. 18.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. Д. Авилов;

канд. техн. наук, доцент П. В. Беляев.

________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2006

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………… 1. Правила техники безопасности и порядок работы в лаборатории….…..

2. Стенд для исследования схем преобразователей электрической энергии

3. Порядок выполнения работ………………………………………………...

4. Неуправляемые трехфазные выпрямители………………………………..

Лабораторные работы 1, 2. Исследование простых нулевых схем

выпрямления………………………….................................................................

Лабораторные работы 3, 4. Исследование сложных нулевых схем

выпрямления………………………….................................................................

Лабораторные работы 5, 6. Исследование шестипульсовых мостовых

схем выпрямления………………........................................................................

Лабораторные работы 7, 8. Исследование двенадцатипульсовых

мостовых схем выпрямления…………………………………………………..

5. Управляемые и частично управляемые трехфазные выпрямители……..

Лабораторные работы 9, 10. Исследование мостовых шестипульсовых управляемых и частично управляемых трехфазных выпрямителей…………

Контрольные вопросы…………………………………………………………..

Библиографический список…………………………………………………….

5

6

8

11

13

14

20

23

26

29

35

37

39

ВВЕДЕНИЕ

Во всех странах мира, в том числе и в России, для выработки и передачи электрической энергии используется преимущественно переменный ток. Однако ряд приемников электрической энергии требует постоянного тока. Для одних приемников это единственно технически приемлемый род тока, для других он обеспечивает ряд важных технико-экономических преимуществ. В настоящее время свыше 40 % всей вырабатываемой электроэнергии переменного тока преобразовывается в постоянный ток.

Разнообразие видов вырабатываемой и потребляемой электроэнергии вызывает необходимость ее преобразования. Аппараты и устройства, предназначенные для преобразования электроэнергии, называются преобразователями.

На тяговых подстанциях электрических железных дорог постоянного тока и на электроподвижном составе переменного тока эксплуатируются мощные выпрямительные, инверторные и выпрямительно-инверторные преобразователи, собранные на неуправляемых (диодах) и управляемых (тиристорах) полупроводниковых вентилях. Они являются промежуточными звеньями между источниками и приемниками электроэнергии. Выпрямители должны обеспечивать надежное питание тяговых двигателей электроподвижного состава, инверторы – надежный прием избыточных токов рекуперации, выпрямительно-инверторные преобразователи – совмещать их функции.

Лабораторные работы по разделу «Преобразователи тяговых подстанций», являющемуся составной частью дисциплины «Электронная техника и преобразователи в электроснабжении», должны помочь студентам усвоить теоретический материал об основах теории преобразования электрического тока, изучить схемы преобразователей и принципы их работы, методы анализа и расчета, энергетические характеристики и технико-экономические показатели. При исследовании простых и сложных схем преобразования студенты получают возможность сравнить их показатели и сделать вывод о технико-экономической эффективности каждой. Помимо изучения схем преобразователей студенты приобретают навыки проведения экспериментальных исследований, осваивают приемы работы с измерительными приборами и электронной аппаратурой (электронный осциллограф С1-137).

Результаты исследования схем преобразователей оформляются в виде отчетов, которые должны содержать цель работы; схему исследуемого преобразователя с условными графическими и позиционными обозначениями составляющих его элементов, измерительных приборов и датчиков (шунтов); описание принципа работы и конструктивного выполнения схемы; основные расчетные соотношения исследуемой схемы и их проверку в виде таблицы; результаты эксперимента в виде обработанных осциллограмм (снабженных координатными сетками с указанием измеренных параметров), таблиц с результатами измерений тока и напряжения на элементах преобразователя, таблицы и графика внешней характеристики; выводы по результатам выполненной работы о показателях и свойствах схемы в сравнении с другими; ответы на контрольные вопросы. Отчеты выполняются на отдельных листах формата А4 или в специальных тетрадях и должны иметь титульные листы.

При подготовке отчетов следует соблюдать требования стандартов по правилам оформления титульных листов, текстовой части, электрических схем, формул и таблиц.

1. Правила техники безопасности и порядок работы

В ЛАБОРАТОРИИ

Выполнение студентом лабораторных работ по изучению схем преобразователей связано с использованием напряжения, опасного для жизни, поэтому прежде чем приступить к выполнению лабораторных работ, студент обязан ознакомиться с инструкцией по технике безопасности, находящейся в лаборатории, получить инструктаж от преподавателя (лаборанта), изучить схемы питания и конструктивное исполнение стендов лаборатории.

Питание на стенды подается от распределительного щита, на котором расположен ввод (главный автоматический выключатель). Стенды для исследования преобразователей электрической энергии подключены к трехфазным силовым розеткам с напряжением 3  127 В кабелями с использованием закрытых разъемов, которые также обеспечивают заземление корпусов стендов. Осциллографы и блоки питания измерительных приборов стенда подключаются к однофазным розеткам напряжением 220 В.

Лабораторные стенды выполнены таким образом, что полностью исключено прикосновение к токоведущим частям, так как измерительные приборы и элементы схем смонтированы внутри стендов.

Во время выполнения лабораторной работы студент обязан

выполнять только ту работу, которая определена преподавателем;

работать только на закрепленном за ним рабочем месте и нести ответственность за сохранность оборудования и порядок в ходе выполнения лабораторной работы;

сборку схем и необходимые переключения производить только исправными изолированными соединительными проводами при отключенном положении выключателя «трехфазная сеть» на стенде;

перед включением схемы под напряжение ее необходимо показать преподавателю для правильности сборки и получения разрешения на работу;

при перерывах в работе или в подаче электрической энергии обязательно отключить стенд;

в случае возникновения аварийного режима в схеме (вследствие короткого замыкания или перегрузки), о чем свидетельствуют загорание лампочки «аварийный режим» и звуковой сигнал, немедленно отключить выключатель «трехфазная сеть» на стенде и сообщить об этом преподавателю;

в случае неисправности какого-либо стенда или прибора, возникновения аномального режима (искрение, дуга, перегрев токоведущих частей, появление дыма и пр.) или при попадании кого-либо из находящихся в лаборатории под напряжение необходимо немедленно снять напряжение со всех электроустановок, отключив ввод на распределительном щите, и сообщить об этом преподавателю.

После завершения исследований студент должен отключить лабораторный стенд, получить разрешение преподавателя на разборку схемы, разобрать ее, сдать преподавателю комплект соединительных проводов, выданных ему перед началом работы.

Категорически запрещается приносить в лабораторию вещи и предметы, загромождающие рабочие места и способствующие созданию условий, которые могут привести к нарушению правил техники безопасности. В лаборатории запрещается громко разговаривать, покидать без разрешения преподавателя рабочие места и переходить от одного стенда к другому.