otchet_1_laba
.docxМинистерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО “Магнитогорский государственный технический университет имени Г.И.Носова”
Институт Энергетики и Автоматизированных Систем
Кафедра электроники и микроэлектроники
Отчет по лабораторной работе №1
”Анализ работы однополупериодного управляемого выпрямителя”
Вариант №3
Выполнили: студенты гр. АПБ-12-1 Кунусбаева А.М. Байрамгулов М.
Проверил: профессор, к.т.н. Петушков М.Ю.
Магнитогорск 2015
1 Цель работы
Изучить схемы, характеристики, особенности работы однополупериодного управляемого выпрямителя.
2 Ход работы
Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на активную нагрузку, представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на активную нагрузку
Расчетные и экспериментальные данные для построения регулировочной характеристики выпрямителя, работающего на активную нагрузку, были занесены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Данные для построения регулировочной характеристики выпрямителя, работающего на активную нагрузку
|
Расчет |
Измерения |
|||||||
E, В |
E0, В |
α, град |
Rd, Ом |
Edα, В |
Idα, А |
Edα, В |
Idα, А |
||
100 |
0 |
0 |
100 |
45 |
0,45 |
44,83 |
0,4483 |
||
100 |
0 |
30 |
100 |
41,98 |
0,4198 |
42,29 |
0,4229 |
||
100 |
0 |
60 |
100 |
33,75 |
0,3375 |
34,46 |
0,3446 |
||
100 |
0 |
90 |
100 |
22,5 |
0,225 |
23,4 |
0,234 |
||
100 |
0 |
120 |
100 |
11,25 |
0,1125 |
12,08 |
0,1208 |
||
100 |
0 |
150 |
100 |
3,014 |
0,03014 |
3,27 |
0,0327 |
||
100 |
0 |
180 |
100 |
0 |
0 |
0,042 |
0,00042 |
Среднее значение выпрямленного напряжения в цепи с тиристором и источником синусоидальной ЭДС Edα рассчитывается по формуле 1.
(1)
где
E0 – напряжение источника противоЭДС,
Среднее значение тока в цепи Idα рассчитывается по формуле 2.
(2)
Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на активную нагрузку, представлена на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на активную нагрузку
Осциллограммы выпрямленного напряжения и обратного напряжения на тиристоре при α=90̊ представлены на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и обратного напряжения на тиристоре при α=90̊
Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на активно-индуктивную нагрузку, представлена на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 – Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на активно-индуктивную нагрузку
Таблица 1.2 – Данные для построения регулировочной характеристики выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку
|
Расчет |
Измерения |
|||||||
E, В |
E0, В |
α, град |
Rd, Ом |
Edα, В |
Idα, А |
Edα, В |
Idα, А |
||
100 |
0 |
0 |
70 |
43,1 |
0,615714 |
42,7 |
0,61 |
||
100 |
0 |
45 |
70 |
36,85 |
0,526429 |
36,55 |
0,522 |
||
100 |
0 |
60 |
70 |
31,87 |
0,455286 |
32 |
0,457 |
||
100 |
0 |
90 |
70 |
20,69 |
0,295571 |
20,93 |
0,299 |
||
100 |
0 |
135 |
70 |
5,311 |
0,075871 |
5,45 |
0,0778 |
||
100 |
0 |
180 |
70 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Параметр λ определяется здесь как угловая длительность импульса тока .
Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку, представлена на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 – Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на активно-индуктивную нагрузку
Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при α=90̊ представлены на рисунке 1.6.
Рисунок 1.6 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при α=90̊
Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на нагрузку с противоЭДС, представлена на рисунке 1.7.
Рисунок 1.7 – Схема выпрямителя для получения регулировочной характеристики, работающего на нагрузку с противоЭДС
Таблица 1.3 – Данные для построения регулировочной характеристики выпрямителя, работающего на нагрузку с противоЭДС
|
Расчет |
Измерения |
|||||||
E, В |
E0, В |
α, град |
Rd, Ом |
Edα, В |
Idα, А |
Edα, В |
Idα, А |
||
100 |
50 |
20,7048 |
70 |
71,35 |
0,305 |
71,048 |
0,30068 |
||
100 |
50 |
45 |
70 |
69,54 |
0,279143 |
69,49 |
0,2784 |
||
100 |
50 |
60 |
70 |
66,97 |
0,242429 |
67,02 |
0,24314 |
||
100 |
50 |
75 |
70 |
63,67 |
0,195286 |
63,77 |
0,1968 |
||
100 |
50 |
90 |
70 |
60,034 |
0,143343 |
60,14 |
0,1449 |
||
100 |
50 |
105 |
70 |
56,42 |
0,091714 |
56,546 |
0,0935 |
||
100 |
50 |
159,2952 |
70 |
50 |
0 |
50 |
0 |
Минимальный угол управления αмин был найден по формуле 3.
(3)
Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на нагрузку с противоЭДС, представлена на рисунке 1.8.
Рисунок 1.8 – Регулировочная характеристика выпрямителя, работающего на нагрузку с противоЭДС
Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при α=90̊ представлены на рисунке 1.9.
Рисунок 1.9 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при α=90̊
Схема для анализа напряжения на тиристоре на интервале выключенного состояния, представлена на рисунке 1.10.
Рисунок 1.10 – Схема для анализа напряжения на тиристоре на интервале выключенного состояния
Расчетные и экспериментальные данные для анализа напряжения на тиристоре на интервале выключенного состояния, были занесены в таблицу 1.4.
Таблица 1.4 – Данные для анализа напряжения на тиристоре на интервале выключенного состояния
|
Расчет |
Измерения |
|||||||
E, В |
E0, В |
α, град |
Rd, Ом |
Uпр, В |
Uоб, В |
Uпр, В |
Uоб, В |
||
100 |
50 |
0 |
5 |
50 |
|
50 |
|
||
100 |
50 |
30 |
5 |
120,7 |
|
122,1 |
|
||
100 |
50 |
60 |
5 |
172,5 |
|
172,4 |
|
||
100 |
50 |
90 |
5 |
191,4 |
|
192,4 |
|
||
100 |
50 |
120 |
5 |
172,5 |
|
174,2 |
|
||
100 |
50 |
150 |
5 |
120,7 |
|
122,5 |
|
||
100 |
50 |
180 |
5 |
50 |
|
50 |
|
Мгновенное значение напряжения в момент включения Uпр рассчитывается по формуле 4.
(4)
Мгновенное значение напряжения в момент выключения Uоб рассчитывается по формуле 5.
(5)
Осциллограммы напряжений на тиристоре и ЭДС сетевого источника до и после устранения коммутационных перенапряжений представлены на рисунках 1.11 и 1.12 соответственно.
Рисунок 1.11 – Осциллограммы напряжений на тиристоре и ЭДС сетевого источника до устранения коммутационных перенапряжений
Рисунок 1.12 – Осциллограммы напряжений на тиристоре и ЭДС сетевого источника после устранения коммутационных перенапряжений
Методом подбора были установлены параметры RC цепи:
R = 50 Ом, C = 10 мкФ.
Схема для исследования управляемого выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке, зашунтированной обратным диодом, представлена на рисунке 1.13.
Рисунок 1.13 – Схема для исследования управляемого выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке, зашунтированной обратным диодом
Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при наличии и отсутствии обратного диода D2 представлены на рисунках 1.14 и 1.15 соответственно.
Рисунок 1.14 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при наличии обратного диода D2
Рисунок 1.15 – Осциллограммы выпрямленного напряжения и тока при отсутствии обратного диода D2
Минимальное (граничное) значение индуктивности Ld(гр), при котором ток принимает гранично-непрерывную форму, было найдено в эксперименте методом подбора - Ld(гр) = 20 мГн.
Ld(гр), найденное расчетным путем, находилось по формуле 6.
(6)
где - мгновенное значение тока тиристора в начале отрицательной полуволны ЭДС источника (= 3,63 А),
- ток удержания тиристора (= 20 мА),
ω – круговая частота ЭДС источника.
= 19,2 мГн.