3. Краткое описание стенда.
Исследование тиристорного регулятора напряжения проводится на стенде, схема которого приведена на рис.4. Тиристор VD1 включен в диагональ диодного моста VD3-VD6, который в свою очередь включен последовательно сопротивлению нагрузки, в качестве которой служит универсальный коллекторный двигатель. Управляет работой тиристора генератор импульсов, собранный на двух комплиментарных транзисторах VT1, VT2. Генератор питается от параметрического стабилизатора, собранного на элементах R8, VD1 и работает следующим образом.
После начала каждого полупериода на стабилитроне VD1 появляется напряжение, которое через делитель R6, R7 приложено к базе VT1. Транзисторы VT1 и VT2 будут заперты до тех пор, пока конденсатор С1 не зарядится через R1,R3,R2 до определенного значения напряжения. После этого конденсатор разряжается через управляющий электрод тиристора, в результате чего последний открывается. Через тиристор, диодный мост, а значит и нагрузку, начинает протекать сетевой ток, ограниченный лишь величиной сопротивления нагрузки. После окончания полупериода ток через тиристор уменьшается до нуля, в результате чего он переходит в закрытое состояние. Таким образом, тиристор открывается в один и тот же момент каждого сетевого полупериода и закрывается с его окончанием.
Изменяя с помощью резистора R1 ток заряда конденсатора С1, можно регулировать время открывания тиристора, т.е. угол управления, а, следовательно, мощность на нагрузке. Таким образом, в данной схеме используется система фазоимпульсного управления.
В рассмотренной схеме через нагрузку будет протекать пульсирующий переменный ток. Если нагрузку подключить в цепь анода тиристора, то через нагрузку будет протекать пульсирующий ток лишь одной полярности, т.е. пульсирующий постоянный ток, и она будет работать аналогично схеме рис.1.б.
Для обеспечения безопасной работы стенда регулятор напряжения подключен к сети переменного тока через разделительный трансформатор (на схеме не показан). Для определения угла регулирования и исследования формы напряжений используется двухлучевой осциллограф. На один канал осциллографа подается через делитель с выходной обмотки разделительного трансформатора напряжение сети (опорное напряжение), а на другой - напряжение, снимаемое с точек l-m (рис.4) параллельно нагрузке. Для исследования управляющих импульсов, открывающих тиристор, один из входов осциллографа переключается тумблером "Измер" (на схеме не показан), установленным на передней панели стенда с точек l-m к точкам С-D (из положения "Дв" в положение "Уп"). Для определения диапазона регулируемых напряжений используется вольтметр, подключенный к точкам АВ через делитель (на схеме не показан). Регулировка напряжения осуществляется резистором R1.
Рис. 4. Схема тиристорного регулятора напряжения
4. Методика проведения работы
Перед включением стенда убедиться, что прибор установлен в режиме измерения
переменного напряжения, а предел измерения - 1.5 В, ручка регулятора напряжения - на нагрузке (резистор R1 рис.4) в нижнем положении, тумблер "Измер" - в положении Дв.
Включить стенд тумблером "Сеть". Включить осциллограф.
Совместить изображение опорного сигнала (синусоиды) с изображением формы
напряжения на нагрузке.
Изменяя ток заряда конденсатора С1 резистором R1, снять зависимость = f (Rрег / R1). Значения Rрег /R1 нанесены на лицевой панели стенда. Угол определить по осциллограмме, используя зависимость (1). Снять зависимость Uвых = f ( ), где Uвых - напряжение на нагрузке. При измерении напряжения пользоваться верхней шкалой прибора, умножая показания на 10.
Определить диапазон регулирования выходного напряжения, используя зависимость
Д = Umax / Umin , (2)
где Umax и Umin - соответственно максимальное и минимальное напряжение на нагрузке (Uвых).
Результаты измерения занести в таблицу.
По результатам опытов построить зависимости = f (Rрег /R1) и Uвых = f ( ).
Переключить тумблер "Измер" в положение УП.
Определить по осциллограмме длительность управляющих импульсов. Скопировать
форму управляющих импульсов в отчет. В отчете построить временные диаграммы тиристорного выпрямителя (аналогично рис.1.в) для двух крайних положений регулятора R1.