4) Зробіть висновки до виконаної роботи, орієнтуючись на контрольні питання. Контрольні питання

1. При яких значеннях кутів α і при якому характері навантаження з'являються негативні ділянки в кривій випрямленої напруги u_d?

2. Поясніть розходження напруг U_d і струмів I_d при роботі випрямляча на активне й активно-індуктивне навантаження для тих самих значень α у діапазоні 30˚<α<180˚.

3. Поясніть розходження значень P_d для тих самих значень α при роботі на R- і RL- навантаження.

Література

1. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника (под ред. Лабунцова В.А.- М.: Энергоатомиздат, 1988-320 с. (с.215-222,254-263).

2. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1982.

Лабораторна робота № 3 дослідження однофазного залежного інвертора

Мета роботи: дослідження на комп'ютерній моделі принципу дії й основних характеристик однофазного залежного (відомого мережею) інвертора.

Електрична схема силової частини залежного інвертора показана на рис.3.1.

Рис.3.1

3.1 Об'єкт досліджень

Схема моделі однофазного залежного інвертора з вимірювальними приладами зображена на рис.3.2.

У цій моделі залежного інвертора схема заміщення вторинної обмотки трансформатора із середньою точкою показана у вигляді двох джерел напруги з ЕДС E_2-1 і E_2-2 із внутрішніми опорами R_2-1, R_2-2 відповідно.

Регулювання кутів включення тиристорів V1 і V2 здійснюється за допомогою блоку керування BU. Фаза вихідних імпульсів блоку BU – Упр.1 і Упр.2, що надходять на керуючі електроди тиристорів V1 та V2, залежить від зміщення опорної напруги – U_оп, яка формується функціональним генератором ФГ.

На вході інвертора включене джерело постійної напруги з ЕДС E_u.

Елементи C_ф, R_ф утворюють демпфіруючий RC – ланцюг, що забезпечує стійкість роботи моделі на комутаційних інтервалах. Аналогічну функцію виконують конденсатори C_a і резистор R_o. Резистор RS є шунтом, спад напруги на якому використовується як безперервний сигнал про форму струму i_d.

рис. 3.2.

3.2 Порядок виконання роботи

3.2.1 Підготовка моделі до роботи

1) З переліку файлів з моделями перетворювальних пристроїв виберіть необхідний файл “УВ-1Ф”. Перелік файлів викликається щигликом миші на кнопці команди File> Open. Наступний виклик необхідного файлу здійснюється подвійним щигликом миші по рядку з назвою файлу.

2) Переглядаючи схему, що відкрилася, перевірте, чи всі параметри елементів моделі інвертора відповідають зазначеним на рис.3.2 значенням.

3) Перевірте, чи керований контакт K розімкнутий ( стан контактів змінюють натисканням на однойменну клавішу), а контакт S знаходиться в положенні “E_u” .

4) Подвійним щигликом миші по зображенню кожного з вимірювальних приладів перевірте установку його режиму виміру. Амперметр PA2 повинен знаходиться в режимі виміру змінної величини – АС. Вольтметр PV2 і амперметр PA1 – у режимі виміру постійної складової – DC. Для зміни режиму роботи приладу необхідно у відкритому вікні з параметрами приладу щигликом миші по перемикачу режиму виміру (рядок другого параметра) установити необхідний режим і потім клацнути мишею по кнопці OK вікна.

5) Подвійним щигликом миші по символу ФГ розгорніть його лицьову панель і перевірте початкову установку форми та параметрів опорної напруги:

- форма напруги ^__ трикутна (покажчик трикутної форми виділений, у протилежному випадку клацніть по ньому мишею);

- частота імпульсів ^__ 100 Hz, при необхідності виставте частоту, користуючись стрілками “ ”;

- коефіцієнт заповнення (DUTY CYCLE) дорівнює 95%;

- амплітуда імпульсів – 10V (регулювання здійснюється тими ж стрілками ”);

- початкове зміщення (OFFSET) дорівнює 2V.

3.2.2 Дослідження роботи залежного інвертора

1) Запустіть програму щигликом миші по кнопці Start/Stop у верхньому правому куті вікна.

2) Подвійним щигликом миші по символу осцилографа на робочому полі розкрийте його лицьову панель. Для того, щоб осцилограф знаходився в штатному режимі роботи необхідно клацнути по кнопці Y/T блоку “Time base”.Регулюючи чутливість каналу Y (V/Div “вольт/поділка”), окремо по кожному з каналів “A” і “B” шляхом клацання миші по стрілках “ ” у числових вікнах досягніть зручного для спостереження розміру зображення по вертикалі.

ПАМ'ЯТАЙТЕ! Не рекомендується довго зберігати активований стан схеми, щоб уникнути нагромадження помилок і збою програми.

Час розгорнення по осі X відрегулюйте так, щоб одержати необхідну наочність зображення. Установку часу розгорнення (s/div ”час/поділка”) здійснюють у лівому верхнім вікні блоку – “Time base” щигликом миші на стрілках “ ”. Зупинку (запам'ятовування) зображення на екрані осцилографа можна одержати, користуючись кнопкою Pause.

3) Змінюючи фазу керуючих імпульсів Упр.1 і Упр.2 блоку BU регулюванням зміщення (OFFSET), послідовно через 1V від 2V(початкове значення) до мінус 7V, установіть відповідні значення кутів включення тиристорів α. Відлік кутів роблять при зупиненому зображенні на екрані, використовуючи характерні крапки кривої u_d, за допомогою візирних лінійок осцилографа (див. рис.3.3).

Рис.3.3

У градусному вимірі

,

де ∆T=T₂ - T₁ – різниця значень тимчасових міток за положеннями візирних лінійок, показана у відповідному вимірювальному вікні лицьової панелі осцилографа;

T – період живильної напруги, T=20 мс при f=50 Гц.

При кожному із установлених значень α виміряй значення постійної складової напруги- U_d і вхідного струму інвертора – I_d. Результати вимірів занесіть у табл.3.1. Замалюйте форму струму i_d при одному зі значень α.

Зняття показань приладів варто робити через 5-7 с після чергового запуску програми.

Таблиця 3.1

Результати вимірів				Результати розрахунку
∆T, мс	α, 0 ел.	Ud, У	Id, А	Pв(o), Вт	Pu(o), Вт	Udp, У	Idp, А

3.2.4 Обробка результатів вимірів

1) Використовуючи результати експериментів, розрахуйте для кожного зі значень α:

а) активну потужність P_u(o), що віддається джерелом постійного струму E_u за допомогою постійної складової вхідного струму інвертора – I_d

б) розрахункове значення постійної складової напруги U_dp

_{в) розрахункове значення постійної складової вхідного струму інвертора Idp}

де – модуль постійної складової напруги U_d у інверторному режимі;

г) активну потужність P_в(o), одержувану випрямлячем

.

2) Використовуючи експериментальні і розрахункові дані, побудуйте графіки залежностей:

а) на одному графіку – U_d = f(α) і U_dp = f(α), I_d = f(α) і I_dp= f(α);

б) на іншому графіку – P_u(o) = f(α), P_в(o) = f(α).

3) Запишіть рівняння балансу потужностей для вхідного кола інвертора.

4) Зробіть висновки до виконаної роботи, орієнтуючись на контрольні питання.