Міністерство освіти і науки України
Національний університет «львівська політехніка»
Кафедра ЕАП
Лабораторна робота №12
З дисципліни «напівпровідникові силові перетворювачі»
«Дослідження тиристорного перетворювача, виконаного за однофазною трансформаторною схемою»
Виконали:
Студенти групи ЕКТ-31
Дутчин М.М
Борді В.В
Макаревич Р.
Перевірив:
Семенюк М.Б.
Львів 2013
Програма роботи:
Ознайомлюємося з лабораторною установкою.
/
Рис.1 схема лабораторної установки
Проводимо тарування перемикача, котрий задає значення кута регулювання. Виходячи з того, що одному півперіоду синусоїдальної напруги відповідає 180° визначаємо значення кута регулювання для кожного із фіксованих положень перемикача:
Положення перемикача
Кут регулювання
1
0°
2
30°
3
45°
4
60°
5
75°
6
90°
7
120°
8
135°
Зафіксовуємо з екрана осцилографа часові діаграми вторинної напруги трансформатора е21, напруги на виході випрямляча Udα, напруги на тиристорі VS1 та випрямленого струму в навантаженні для випадків роботи ТП з заданими значеннями 30° та 45° кута регулювання та двох випадків навантаження (активне та активно-індуктивне нав.).
Для цього використовуємо двоканальний осцилограф. При цьому для зняття часових діаграм випрямленої напруги Udα та струму іd «холодний» кінець одного з двох каналів осцилографа під’єднуємо до т. 8, а іншні два «гарячі» - до т.7 та маси.
Перший випадок: α=30°
1.1) активне навантаження:
а) часова діаграма е21 та Udα
/
де е21 – вторинна напруга трансформатора,
Udα – напруга на виході випрямляча;
На цій часовій діаграмі видно, що напруга на навантаженні по відношенню до напру-
ги вторинної обмотки трансформатора є випрямлена і появляється в момент α=30°.
б) часова діаграма іd та Udα
/
де іd – випрямлений струм,
Udα – напруга на виході випрямляча;
Оскільки навантаження має суто активному характер, випрямлена напруга та випрямлений струм мають однакову форму (що видно вище на часовій діаграмі).
в) часова діаграма Uvs1 та Udα
/
де Uvs1 – напруга на тиристорі VS1;
іd та Udα мають таку форму, оскільки тиристори з’єднані в КВГ. А в катодній вентильній групі проводить той тиристор потенціал анода якого є найбільш додатнім. А Uvs1 має таку форму, оскільки після відкривання вентиля (α=30°) до нього прикладається повна вторинна напруга трансформатора.
1.2) активно – індуктивне навантаження:
а) часова діаграма е21 та Udα
/
б) часова діаграма іd та Udα
/
в) часова діаграма Uvs1 та Udα
З часових діаграм видно, що при активно – індуктивному навантаженні, за рахунок індуктивності, а отже ЕРС самоіндукції в їй, відбувається затягування струму.
/
Другий випадок: α=45°:
2.1) активне навантаження:
а) часова діаграма е21 та Udα
/
З часової діаграми видно, що кут пропускання вентилів рівний 45°;
б) часова діаграма Uvs1 та Udα
/
в) часова діаграма іd та Udα
/
Знову ж таки напруга і струм навантаження мають однакову форму, оскільки навантаження має лише активний характер.
2.2) активно – індуктивне навантаження:
а) часова діаграма Uvs1 та Udα
/
б) часова діаграма іd та Udα
/
Часова діаграма має такий вигляд, бо відбувається затягування струму, як і у випадку активно – індуктивного навантаження при α=30°
Для випадку активно – індуктивного навантаження досліджуємо вплив режиму перервного та неперервного стhуми на форми кривих струмів та напруг. Робимо відповідні висновки.
Встановивши кут регулювання α=0°, бачимо форму кривих струмів та напруг в неперервному режимі:
/
де іd – випрямлений струм, Udα – напруга на виході випрямляча;
/
де Uvs1 – напруга на тиристорі VS1;
при α=0° маємо неперервний режим, тобто струм навантаження протікає неперервно (що видно на часових діаграмах);
Встановивши кут регулювання α=30°, бачимо форму кривих струмів та напруг в гранично-неперервному режимі:
/
/
При α=30° маємо гранично – неперервний режим, тобто струм проходить через нуль і лише в тих точках дорівнює нулю – в точках відкривання вентилів VS1 та VS2.
Встановивши кут регулювання α=45° (або більше), бачимо форму кривих струмів та напруг в перервному режимі:
/
/
При α=45° і більше можна спостерігати перервний режим;
Знімаємо та будуємо графіки регулювальної характеристики для випадку активного і активно – індуктивного навантаження. Порівнюємо графіки та робимо висновки.
Для порівняння графіків для двох навантажень будуємо їх на одній площині;
Активне навантаження:
α°
0
30
45
60
75
90
120
135
Udα1
18.2
17.5
15.7
13.8
12.2
7.5
4.1
2.8
Активно – індуктивне навантаження:
α°
0
30
45
60
75
90
120
135
Udα2
18,2
16,8
14,9
12,9
11,3
6,7
3,4
2,2
Графік регулювальних характеристик:
/
Де Udα1, Udα2 – напруги на навантаженні при двох видах навантаження;
З даного графіка можна зробити висновок, що:
При збільшенні кута регулювання діюче значення випрямленню напруги зменшується;
При активно – індуктивному навантаженні графік знаходиться нижче оскільки більший спад напруги ніж при активному навантеженні;
Знімаємо і будуємо зовнішні характеристики ТП при його роботі на активно – індуктивне навантаження для двох значень кута регулювання:
При α=30°:
Udα1
17.2
16.8
16.5
16.4
16.3
16.2
16.1
16
15.9
15.8
15.7
15.7
15.7
15.6
15.4
Id1
0.16
0.2
0.26
0.3
0.34
0.38
0.4
0.44
0.48
0.52
0.54
0.57
0.6
0.64
0.75
При α=45°:
Udα2
15,1
14,6
13,8
13,3
12,8
12,4
12,4
12,3
12,2
12,1
12
Id1
0,16
0,2
0,26
0,3
0,34
0,38
0,4
0,44
0,48
0,52
0,58
Графік зовнішніх характеристик:
/
Висновок: Виконавши дану лабораторну роботу ми дослідили тиристорний перетворювач, виконаний за однофазною трансформаторною схемою. Ми переконалися в тому що напругу і струм при активному і активно – індуктивному навантаженні мають різний характер. Знявши характеристики, побачили що при активно-індуктивному навантаженні є більший, і що при зменшенні кута регулювання випрямлена напруга зменшується, зокрема її середнє значення. Дослідили три режими роботи: неперервний, гранично неперервний, перервний, переконавшись в їх трактуванні.