Лаб2_Бригада1_7408

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра САУ

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Силовая электроника»

Тема: Исследование трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя

Бригада №1

Студенты гр. 7408		Трусова Е.С. Симухин В.И. Нуриев К.Н.
Преподаватель		Кузнецов М.А.

Санкт-Петербург

2020

Лабораторная работа №2

Исследование трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя

Цель работы.

Исследование трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя с нулевым диодом при работе на различную активно-индуктивную нагрузку.

Схема установки

Рис.1 Принципиальная схема трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя

Рис.2 Модель трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя с нулевым диодом

Рис.3 Временные диаграммы токов и напряжений трехфазного мостового управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой

Рис.4 Временные диаграммы токов и напряжений трёхфазного мостового управляемого выпрямителя с активно-индуктивной нагрузкой при γ ≠ 0

Обработка результатов эксперимента

Исходные данные

K=18

U_2фmax= 310 В

f₁=50 Гц

f₃=300 Гц

В таблице 1 представлены значения величин, необходимых для моделирования. Значения сопротивлений получены от преподавателя, значения индуктивностей рассчитаны, согласно условию:

Таблица 1

Rн, Ом	10	25	50	80	110
Xн, Ом	180	450	900	1440	1980
Lн, Гн	0,0955	0,2387	0,4775	0,7639	1,0504

Расчет теоретических значений

Среднее значение выпрямленного напряжения:

Обработка результатов эксперимента

Пример расчета:

Результаты расчетов представлены в таблице 2.

Таблица 3

Режимы	Данные				Измерения							Вычисления
	U2ф	f1	Lн	Rн	Iн	Uн	I1(1)max	фи	Uvdmax	Ivdmax	S1(1)		P1(1)	Pн
	В												Вт	Вт
Lист=0	310	50	0,0955	10	38,32	383,2	42,16	-0,02126	-442,5	38,24	19604,4		19604,4	14684,22
	310	50	0,2387	25	18	450,3	19,85	-0,0245	-492,4	17,98	9230,25		9230,249	8105,4
	310	50	0,4775	50	9,575	478,7	10,56	-0,01606	-512,4	9,59	4910,4		4910,4	4583,553
	310	50	0,7639	80	6,131	490,5	6,76	-0,00454	-521,2	6,129	3143,4		3143,4	3007,256
	310	50	1,0504	110	4,509	496	4,972	0,007306	-525,5	4,513	2311,98		2311,98	2236,464
Lист=0.05	310	50	0,0955	10	15,96	159,9	16,82	-64,93	-324,2	16,32	7821,3		3314,082	2552,004
	310	50	0,2387	25	11,89	297,3	12,57	-47,3	-461,2	12,02	5845,05		3963,877	3534,897
	310	50	0,4775	50	7,606	380,5	8,146	-35,64	-493,4	7,652	3787,89		3078,396	2894,083
	310	50	0,7639	80	5,25	420,1	5,679	-29,57	-533,9	5,237	2640,735		2296,788	2205,525
	310	50	1,0504	110	4,006	440,8	4,353	-25,96	-550,4	4,053	2024,145		1819,909	1765,845

Построение характеристик

Внешняя характеристика

Рис.5 Внешняя характеристика выпрямителя

Энергетические характеристики

Рис.6 Зависимость токов I_1(1)max и I_VDmax от тока нагрузки

Рис.7 Зависимость S₁₍₁₎ и Р₁₍₁₎ от Р_н.

Осциллограммы мгновенных напряжений и токов

Осциллограммы в режимах без учета коммутации ( L_ист=0):

Рис.8 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Рис.9 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Рис.10 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Рис.11 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Рис.12 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Осциллограммы в режимах с учетом коммутации ( L_ист=0.05Гн):

Рис.13 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Рис.14 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Рис.14 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Рис.15 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Рис.16 Осциллограммы мгновенных значений тока сети, напряжений и токов на нагрузке и на диоде, соответственно, при

Сравнение полученных результатов с теоретическими зависимостями

Теоретическая внешняя характеристика, определяемая следующим выражением , является убывающей прямой линией, аналогично однофазному выпрямителю. По полученному графику(рис.5) можно сделать вывод, что значения убывают по некоторой прямой.

Энергетические характеристики (рис. 6,7): , линейно возрастают, так как увеличивается нагрузка, и остаётся постоянным соотношение активной и индуктивной составляющей нагрузки, что также соответствует теоретической характеристике. Ток возбуждения увеличивается при индуктивном характере цепи, что влечет за собой пропорциональные изменения в реактивной мощности генератора.

Вывод

В ходе лабораторной работы был исследован трехфазный мостовой неуправляемый выпрямитель при работе на различную активно-индуктивную нагрузку при учете коммутационных процессов и без их учета. Были рассчитаны значения полной и активной мощностей, потребляемых выпрямителем от источника питания, по первой гармонике и значение полной мощности. По экспериментально полученным значениям были построены внешняя и энергетические характеристики выпрямителя для случая с учетом коммутационных процессов и для случая без учета данных процессов. Вид полученных характеристик соответствует теоретическим.

Вид тока на нагрузке зависит от параметров нагрузки. При чисто активной нагрузке он будет представлять собой участки синусоид, а при ток на нагрузке становится прямоугольным, что соответствует теоретическим данным.

Влияние коммутационных процессов отражается на форме кривых токов диодов, что можно наблюдать на осциллограммах, полученных в результате моделирования. При увеличении индуктивного сопротивления напряжение на нагрузке возрастает. При этом ток на нагрузке уменьшается и уменьшаются пульсации тока нагрузки. Ток источника питания, с увеличением индуктивного сопротивления, становится прямоугольным. При коммутации снизилось выпрямленное напряжение, вследствие чего более короткий период их повторяемости.