4 Вказівки до виконання лабораторної роботи

4.1 При знятті осцилограми перемикач розгортки осцилографа повинен бути встановлений в положення «2 мс/діл» (множник 1).

4.2 Рекомендовані установки вхідного дільника напруги першого каналу осцилографа:

– При осцилографуванні напруга за пунктами 3.1-3.3 –2 В/діл. За умови використання шнура з дільником 1:10;

• При осцилографуванні струму навантаження – 0,2 В/діл.;

– При осцилографуванні напруги (п. 3.8) рекомендується вибирати установки вхідного дільника так, щоб амплітуда сигналу складала близько двох клітин на екрані осцилографа.

4.3 Осцилограми пунктів 3.1, 3.2 знімати при мінімальному опорі R_н

4.4 Всі осцилограми компонувати щодо осцилограми напруги U₂.

5 ЗМІСТ ЗВІТУ

5.1 Мета лабораторної роботи.

5.2 Принципова схема лабораторної установки.

5.3 Результати виконання попереднього завдання.

5.4 Шість комплектів осцилограм, скомпонованных по осі часу.

5.5 Дві таблиці.

5.6 Регулювальні характеристики випрямляча.

5.7 Зовнішні характеристики випрямляча.

Рекомендована література

1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М.: Высш.шк., 1982.– 496 с., (с. 317-330, 379-391)

2. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. Учебник для вузов/Под ред. В.А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат,1988.– 320 с. (с. 215-237, 275-295).

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

Імпульсний перетворювач постійної напруги

Мета роботи – ознайомитись з роботою і характеристиками імпульсного перетворювача постійної напруги, виконаної на базі однооперационного тиристора.

1 Опис лаборатоной установки

На лицьовій стороні макету лабораторної установки зображена принципова схема імпульсного перетворювача постійної напруги (ІППН), розташовані прилади для вимірювання напруги і струму навантаження, ручки резисторів управління і навантаження, тумблери включення і перемикання схеми.

Схема дослідження (рис.1) є ШІР постійної напруги з примусовою ємнісною комутацією робочого тиристора VS₂. Регулювання середнього значення напруги на навантаженні R_нL_н здійснюється шляхом включення і виключення тиристора VS₂ в певні моменти часу. Зміна моменту включення робочого тиристора здійснюється зміною величини резистора R1. Регулюванням опору цього резистора змінюють постійну часу заряду конденсатора С1 до напруги перемикання U_пер1 тиристора VS1, що управляє.

Час, за який конденсатор С1 заряджатиме до напруги перемикання динистора VS1, визначається з відомого рівняння:

(1)

де U_пер1, В – напруга перемикання динистора VS1;

Е_а, В – напруга джерела живлення постійного струму;

,с – постійна часу кола заряду конденсатора С1.

Зміну моменту часу виключення робочого тиристора VS2 здійснюють регулюванням опору резистора R2. При цьому змінюють постійну часу перезаряду конденсатора С2 від напруги Е_а до напруги перемикання U_пер2 що комутує динистор VS3.

VS3

C2

VS2

VS1

С1

–

+

Ed

R1

VD1

R2

PV

V

Lн

XS2

XS1

XS3

Rн

mA

PA

SA1

XS7

XS5

XS5

XS6

VD2

Рисунок 1 – ШІР постійної напруги з примусовою ємнісною комутацією робочого тиристора VS2

Час перезаряду можна знайти з виразу:

(2)

де U_пер2, В – напруга перемикання комутуючого динистора;

– постійна часу кола перезаряду С2.

З відкриттям комутуючого динистора, робочий тиристор VS2 закривається, оскільки до нього прикладається зворотна напруга, протягом часу t_{восст.сх.} заряду комутуючого конденсатора С2 через динистор комутуючий VS3, джерело живлення Е_а, навантаження R_н і відсікаючий діод VD2.

Час протікання розрядного струму i_c(t) конденсатора С2 можна знайти, скориставшись схемою заміщення (рис.2) контура комутації на етапі додатку до робочого тиристора VS2 зворотної напруги при роботі ІППН на активне навантаження R_н.

Розрядний струм конденсатора С2 без урахування втрат в комутуючому динисторі VS3 і джерелі живлення Е_а

, (3)

де I_н(0)=Еа/R_н – струм навантаження у момент комутації; U_с(0) – напруга на комутуючому конденсаторі на початок

комутації.

Рішення рівняння (3) має вигляд:

(4)

де А – параметр кола комутації (рис.2), визначений на початок комутації;

– постійна часу контура комутації відповідно до прийнятих вище допущень.

З огляду на те, що при паралельній комутації до робочого тиристора прикладається зворотна напруга, а також приймаючи загальноприйняте допущення, що за час комутації робочого тиристора струм навантаження I_н залишається таким же, як і на початок комутації I_н(0), отримуємо:

(5)

де Uc(0)=U_пер2, В – напруга на комутуючому конденсаторі С2 на початок комутації;

t = t_{восст.сх.} – час, що надається робочому тиристору схемою комутації для відновлення замикаючих властивостей.

I_н(0)

Рисунок 2 – Схема заміщення контура комутаці

Параметри навантаження ІППН змінюють за допомогою перемикача SA2. При установці перемикача в положення «1» навантаження ІППН буде чисте активне, а при установці в положення «2» – активно-індуктивне. У разі активно-індуктивного навантаження паралельно колу навантаження перемикачем SA2 підключається зворотний діод VD1. У лабораторній роботі передбачається три величини індуктивності навантаження Lн.

Схему дослідження підключають до джерела живлення Е_а вимикачем SA1.

Для вимірювання напруги і струму навантаження служать вольтметр PV на 40 В і амперметр PA на 200 мА. Для зняття осцилограм на окремих елементах ІППН служать гнізда XS1-XS7.

Параметри схеми дослідження:

С1=0,1 мкФ; С2=0,47 мкФ; R1=1,0-69,0 кОм; R2=3,3-13,3 кОм; Rн=0,2-1,2 кОм.

Мінімальному значенню опорів відповідає крайнє праве положення потенціометрів.