МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО
ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ І
СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ
КАФЕДРА СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ ТА ЕЛЕКТРОПРИВОДА
Лабораторна робота № 5
Тема:” Дослідження нереверсивного широтно-імпульсного перетворювача”
Виконав студент:
Коваль І.С.
Група: ЕМХ-09-3
Кременчук 2012 р
Лабораторна робота № 1
Тема. Дослідження нереверсивного широтно-імпульсного перетворювача
Мета: ознайомлення з будовою, схемотехнічною реалізацією та принципом роботи нереверсивного широтно-імпульсного перетворювача.
План
1. Ознайомлення з будовою, схемотехнічною реалізацією та принципом роботи нереверсивного широтно-імпульсного перетворювача.
2. Зняття експериментальних даних за допомогою лабораторного стенда.
3. Набуття навичок обробки експериментальних даних.
4. Складання звіту лабораторної роботи, відповіді на контрольні питання.
Короткі теоретичні відомості
Одним із способів реґулювання напруги споживачів є метод імпульсного реґулювання напруги. Існує два способи імпульсного реґулювання: перший – широтно-імпульсна модуляція напруги (ШІМ) – зміна інтервалу провідності ключа за постійної частоти включення, другий – частотно-імпульсна модуляція напруги (ЧІМ) – зміна частоти перемикань за постійного інтервалу провідності. При цьому реґулюється відносний час провідності ключа, від чого в свою чергу залежить велична середньої напруги на навантаженні.
Перетворювачі, що дозволяють здійснювати широтно-імпульсне реґулювання напруги на навантаженні, називають широтно-імпульсним перетворювачем (ШІП).
Класифікація ШІП постійної напруги:
1) Залежно від можливості зміни полярності напруги на навантаженні ШІП поділяються на:
– реверсивні, що перетворюють напругу в імпульсну з постійною амплітудою, різною тривалістю й полярністю за один період;
– нереверсивні, що перетворюють напругу в імпульсну з постійною амплітудою й полярністю, але різною тривалістю.
Нереверсивні ШІП поділяються на паралельні й послідовні.
У послідовних вентиль включається послідовно навантаженню, при цьому напругу на навантаженні одержують не вище вхідної. У паралельних ШІП робочий вентиль включається паралельно навантаженню. Характерною рисою паралельних ШІП є можливість одержання на навантаженні напруги вищою за напругу живлення, однак такі перетворювачі потребують встановлення накопичувачів енергії (дроселів).
2) Залежно від способів комутації ШІП поділяються на:
– ШІП із залежними вузлами комутації (залежні);
– ШІП з автономними вузлами комутації (незалежні).
Функціональна схема та часові діаграми роботи нереверсивного послідовного широтно-імпульсного перетворювача представлені на рис. 1.1.
|
|
а) |
б) |
Рисунок 1.1 – Схема нереверсивного ШІП (а) та його часові діаграми роботи (б)
Під час аналізу широтно-імпульсних перетворювачів будемо вважати що: вентилі є ідеальними ключами із часом перемикання, що наближається до нуля, внутрішній опір джерела дорівнює нулю.
Середнє значення напруги на навантаженні:
, (1.1)
де
– коефіцієнт заповнення імпульсів,
– час включеного стану вентиля,
– цикл роботи ШІП.
ШІП найбільшою мірою задовольняють основним вимогам, що пред'являються до напівпровідникових перетворювачів систем електропривода:
– практична відсутність зони переривчастих струмів;
– достатня перевантажувальна здатність для забезпечення форсування в перехідних режимах роботи електропривода;
– високий ККД;
– жорсткість зовнішньої характеристики і мала інерційність;
– одержання жорстких статичних і динамічних характеристик електропривода в цілому;
– висока перешкодозахищеність і надійність;
– мала маса і габарити;
практична відсутність впливу на мережу живлення.