3.Задание к лабораторной работе

1.Снять осциллограммы работы выпрямителя для четырёх случаев:

- при активно-индуктивной нагрузке с обратным диодом;

-при активной нагрузке (R_Н);

-при активно-индуктивной нагрузке (RL последовательно);

-при активно-емкостной нагрузке (RC параллельно);

2.Построить нагрузочную характеристику (только для активной нагрузки).

3.Расчитать основные характеристики выпрямителя.

4.Результаты измерения и моделирования свести в таблицу.

5. Осциллограммы токов и напряжений сохранить в электронном виде.

4. Порядок проведения лабораторной работы

4.1 Запуск программного обеспечения.

См. п. 4.1 ЛР № 1.

4.2 Последовательность операций при исследовании выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой с обратным диодом.

Параметры нагрузки. См. п. 4.2 ЛР № 1.

Настройка параметров нагрузки. См. п. 4.2 ЛР № 1.

Настройка мультиметра. См. п. 4.2 ЛР № 1.

4.3 Последовательность операций при исследовании выпрямителя с активной нагрузкой.

См. п. 4.3 ЛР № 1.

0. Последовательность операций при исследовании выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой.

Параметры нагрузки. См. п. 4.4 ЛР № 1.

Настройка параметров нагрузки. См. п. 4.4 ЛР № 1.

Настройка мультиметра. См. п. 4.4 ЛР № 1.

4.5 Последовательность операций при исследовании выпрямителя с активно-емкостной нагрузкой.

Параметры нагрузки. См. п. 4.5 ЛР № 1.

Настройка параметров нагрузки. См. п. 4.5 ЛР № 1.

Настройка мультиметра. См. п. 4.5 ЛР № 1.

Произвести запись измеренных значений результатов токов и напряжений в таблицу (см. ЛР № 1). Осциллограмму для одного из значения сопротивления нагрузки сохранить в электронном виде.

5. Содержания отчёта

1 Название и цели работы.

2 Принципиальная электрическая схема выпрямителя и виртуальная схема лабораторной установки.

3 Численные значения по результатам исследований и расчетов основных параметров мгновенных значений для четырех ответов: активной, активно-емкостной, активно-индуктивной, активно-индуктивной с обратным диодом.

4 Осциллограммы входных и выходных напряжений и токов.

5 Нагрузочная характеристика U_н = f(I_н).

5. Вопросы для самопроверки

1. Пояснить работу выпрямителя по электрической схеме и осциллограмм.

2. Чем отличаются режимы активной нагрузки от активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузки?

3. Поясните нагрузочную характеристику.

4. Понятие среднего, действующего, максимального значения.

5. Что характеризует коэффициент пульсации?

6. Какое время составляет период при частоте 50 Гц ?

7. Последовательность действий при выполнении виртуального моделирования.

Лабораторная работа №3 Исследование однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя

Цель работы: исследование однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя при работе на активную, активно-емкостную, активно-индуктивную нагрузку и активно-индуктивную нагрузку с обратным диодом.

1 Теоретические сведения

1.1 Основные сведения о работе выпрямителя

На рис. 3.1 приведена схема электрическая принципиальная однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя.

Рис. 3.1. Схема электрическая принципиальная однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя

Для рассматриваемого выпрямителя углом управления называют угол α сдвига по фазе между началом каждой положительной полуволны напряжения питания U_вх и соответствующим моментом включения тиристоров Т₁ и Т₄, а также равный ему угол сдвига между началом каждой отрицательной полуволны напряжения U_вх и соответствующим моментом включения тиристоров Т₂ и Т₃ (тиристоры включаются парами).

При α = 0 электрические процессы в управляемом выпрямителе совпадают с процессами неуправляемого выпрямителя. Естественно, остаются прежними и математические выражения, характеризующие выпрямитель.

На рис. 3.2 даны осциллограммы токов и напряжений с активной нагрузкой при работе выпрямителя на активную нагрузку с углом управления, равным 90⁰.

Анализ процессов в выпрямителе при ненулевом угле управления α усложняется, так как на некоторых отрезках оси абсцисс (и на некоторых отрезках времени) все тиристоры схемы выключены и приходится решать задачу распределения на них напряжения и тока. При этом два тиристора находятся под прямым, а другие два под обратным напряжением.

Рис. 3.2. Осциллограммы токов и напряжений для однофазного мостового двухполупериодного управляемого выпрямителя, при активной нагрузке и угле управления 90⁰

Предполагаем (это общепринято), что эквивалентные сопротивления всех выключенных тиристоров одинаковы и не зависят от полярности напряжения. В этом случае напряжение на каждой паре тиристоров, один из которых находится под прямым, а второй - под обратным напряжением, делится поровну (это легко понять, если мысленно заменить все четыре выключенных тиристора резисторами с одинаковыми сопротивлениями). Именно так временные диаграммы изображены на отрезках оси абсцисс 0...π/2, π...(3/2) π, и т.д.

При ωt = π / 2 включаются тиристоры Т₁ и Т₄. При этом на тиристорах Т₂ и Т₃ скачкообразно возрастает в два раза обратное напряжение. При ωt = π тиристоры Т₁ и Т₄ выключаются под действием напряжения U_вх.

Регулировочная характеристика управляемого выпрямителя - это зависимость среднего значения U_ср выпрямленного напряжения от угла управления.