Otchet_4_New
.docxМинистерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский Государственный Университет имени Г.И. Носова»
Институт – Энергетики и автоматизированных систем
Кафедра – Электроники и микроэлектроники .
Направление – «Электроника и микроэлектроника» .
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 4
Студентов Мартынова Константина Сергеевича
Сучилиной Людмилы Дмитриевны
Ахметдинова Дмитрия Александровича
На тему: «Исследование статических характеристик тиристорных . преобразователей»
Проверил(а) Петушков Михаил Юрьевич
Магнитогорск – 2015
Содержание
1 Основная часть 3
1.1 Цель работы 3
1.2 Результаты выполнения лабораторной работы 3
Задача 1.1 3
Задача 1.2 5
Задача 1.3 7
1.3 Выводы по проделанной работе 9
1 Основная часть
1.1 Цель работы
Исследовать статические характеристики тиристорных преобразователей расчетным и опытным путем.
1.2 Результаты выполнения лабораторной работы
Задача 1.1.
Дано: Тиристорный преобразователь, выполненный по однофазной двухпериодной схеме, работает на активно-индуктивную нагрузку (при ) в режиме непрерывного тока. Действующее значение ЭДС во вторичной полуобмотке трансформатора СИФУ имеет линейную характеристику α(Uy) с амплитудой опорного сигнала
Найти: коэффициент усиления тиристорного преобразователя в рабочей точке при .
Решение.
Схема эксперимента представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема определения коэффициента усиления преобразователя при работе на активно-индуктивную нагрузку
1.Среднее значение выпрямленной ЭДС в режиме непрерывного тока:
Приравнивая это выражение заданному значению ЭДС , получаем угол управления в рабочей точке:
Приравнивая ЭДС нулю , получаем максимальное значение угла управления:
2.Чтобы найти напряжение смещения приравняем выражение регулировочной характеристики СИФУ к максимальному значению угла управления:
При условии, что =
откуда после постановки получаем напряжение смещения .
3.Определяем максимальное значение управляющего напряжения, для чего приравниваем выражение регулировочной характеристики СИФУ нулю
откуда после подстановки получаем
4.Приравниваем выражение регулировочной характеристики СИФУ значению угла управления в рабочей точке
Подставляем значение определяем напряжение управления в указанной точке диапазона:
Динамический коэффициент усиления преобразователя определяем по формуле:
Ответ:
Задача 1.2.
Дано: Тиристорный преобразователь, выполненный по однофазной двухполупериодной схеме выпрямления (рисунок 2), получает питание от источников с действующим значением фазной ЭДС E=100 В и эквивалентными значениями индуктивности фазной обмотки трансформатора La=1мГн. Преобразователь работает на нагрузку индуктивного характера Ld=20 мГн, при этом активным сопротивлением обмоток трансформатора и нагрузки ввиду малости (можно принебречь.
Найти:1)Значение выпрямленного напряжения Udгр(a) и тока Idгр(а) на границе областей прерывистого и непрерывного тока плоскости внешних характеристик.
2)Значения внутреннего сопротивления преобразователя в режиме прерывистого тока и в граничном режиме
Решение.
Схема эксперимента представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема к определению границ прерывистого режима
1)Граничные значения выпрямленного напряжения и тока определяются по формулам:
Результаты расчета зависимостей Udгр(a) и тока Idгр(а) приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты расчета
а,рад |
0 |
π/6 |
π/3 |
π/2 |
2π/3 |
5π/6 |
π |
||||
Udгр,В |
117 |
101 |
58,5 |
0 |
-58,5 |
-101 |
-117 |
||||
,А |
0 |
5,5 |
9,6 |
11,1 |
9,6 |
5,5 |
0 |
2)Внутреннее сопротивление преобразователя в режиме прерывистого тока определяется по формуле:
Результаты расчета зависимости также приводятся в таблице 2.
Таблица 2 – Результаты расчета
π/12 |
π/6 |
π/4 |
π/3 |
π/12 |
π/2 |
7 π/12 |
|
403 |
101 |
45 |
25,18 |
18,5 |
11,9 |
8,22 |
3)Подставляя в , получаем внутреннее сопротивление тиристорного преобразователя в граничном режиме
Ответ: Rвн(гр.)=6,3Ом.
Задача 1.3.
Дано: Модель зависимого инвертора, выполненная по трёхфазной двухполупериодной схеме, входом подключена к источнику постоянного напряжения , а выходом – к источнику парафазного напряжения частоты 50 Гц с действующим значением фазной ЭДС . Эквивалентная индуктивность фазной обмотки согласующегося трансформатора равна . Активным сопротивлением входных и выходных цепей ввиду малости можно пренебречь. Угол опережения .Время выключения тиристоров .
Найти: Гранично-максимальное значение тока Idогр, а также соответствующее значение напряжения Udогр на входе инвертора.
Решение.
Схема модели трехфазного выпрямителя, работающего в инверторном режиме, представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема модели трехфазного выпрямителя, работающего в инверторном режиме
1.Задавшись углом опережения, определим гранично-максимальное значение тока Idогр:
2.Найдем соответствующее значение напряжения Udогр на входе инвертора:
Ответ: Idогр=0,32А; Udогр=101,258В.
1.3 Выводы по проделанной работе
Тиристорные преобразователи служат для преобразования переменного напряжения или тока в постоянное, постоянного напряжения или тока в переменное. Основными характеристиками ТП являются коэффициент полезного действия, коэффициент мощности и другие энергетические характеристики.
При исследовании статических режимов тиристорных преобразователей значительное место отводится расчету и построению регулировочных характеристик: СИФУ ; силовых схем преобразователей и вентильных преобразователей совместно с СИФУ , а также внешних характеристик преобразователя. Эти характеристики определяют возможности работы тиристорного преобразователя и являются основанием для анализа и расчета систем автоматического управления и выбора оборудования.