Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інструкція до лабораторної роботи № 30
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Комп’ютеризовані системи
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Інструкція до лабораторної роботи
Предмет:
Електроніка та мікросхемотехніка
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ДОСЛІДЖЕНЯ ОДНОФАЗНОГО КЕРОВАНОГО ВИПРЯМЛЯЧА НА ТИРИСТОРАХ
Інструкція до лабораторної роботи № 30
з навчальної дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка”
для студентів базового напряму 050201
«Системна інженерія»
Затверджено
на засіданні кафедри
(Комп’ютеризовані системи автоматики(
Протокол №1 від 30 серпня 2010 р.
Львів – 2010
Дослідження однофазного керованого випрямляча на тиристорах: Інструкція до лабораторної роботи №30 з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка” / Укл.: Вітер О.С., ( Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2010. ( 11 с.
Укладач Вітер О.С., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск
проф. Наконечний А.Й.., д-р техн. наук,
Рецензент Проць Р.В., канд. техн. наук, доц.
Мета роботи. Ознайомлення з принципом роботи і основними характеристиками і параметрами однофазного керованого випрямляча на тиристорах.
Теоретичний вступ
Керовані випрямлячі знаходять застосування у пристроях автоматики для плавного керування середнього значення вихідної напруги. Принципова схема однофазного керованого випрямляча наведена на рис.1.
Вихідна напруга регулюється зміною фази імпульсів, що подаються на керуючі електроди тиристорів. Анодні кола тиристорів VD5 і VD6 підключені до джерела змінної напруги. Імпульси, що надходять на керуючі електроди тиристорів, подаються синхронно з частотою анодної напруги.
Для регулювання зсуву фаз керуючої напруги в схемі, застосований статичний фазообертач. Основу схеми статичного фазообертача (див. рис.2) складає електричний міст, в якому в якості однієї пари плеч взяті дві вторинні півобмотки трансформатора Т1, а в якості другої – активний опір R і конденсатор С.
При змінні активного опору змінюється фаза напруги між точками О і А (див. векторну діаграму рис.3) відносно напруги вторинної обмотки трансформатора UІІ і до напруги на аноді тиристора Uа. З виходу фазообертача напруги надходять на входи формуючих каскадів, які виконані на транзисторах VT1 і VT2 і є підсилювачами-обмежувачами. Від’ємні півхвилі вхідних напруг через резистори Rб1 і Rб2 падаються на бази транзисторів VT1 і VT2 і відкривають їх.
Транзистори входять в режим насичення, який забезпечується відповідним вибором значень резисторів Rб і Rк. При надходженні додатних півхвиль напруг, транзистори VT1 і VT2 закриваються і на їх колекторах формуються від’ємні потенціали, які за амплітудою дорівнюють напрузі колекторного живлення транзисторів. Діоди VD1 і VD2 служать для захисту переходів база-емітер транзисторів від зворотних від’ємних напруг. Сформовані на колекторах транзисторів прямокутні імпульси подаються на диференціюючі ланки С1, Rg1 і С2, Rg2.
Виділені за допомогою діодів VD3 і VD4 укорочені додатні імпульси подаються на керуючі електроди тиристорів. Епюри напруг і струмів у колах формування і керування наведені на рис.4.
Напруга, що керує тиристорами, повинна відставати за фазою від їх анодної напруги. У цьому випадку тиристор буде закритий з моменту подачі додатної півхвилі анодної напруги до подачі керуючого імпульсу. Запізнення оцінюється кутом керування ( . Із векторної діаграми (рис.3) можна визначити кут зсуву фаз між анодною напругою Uа і вихідною напругою моста Uк, приблизно його можна вважати рівним куту ( .
З векторної діаграми (див. рис.3) знаходимо
(1)
Значення струму керування тиристорами, визначається допустимою потужністю керуючого кола тиристорів. Крутизна фронту імпульсу струму колектора Ік повинна бути достатньою для того, щоб струм через тиристор почав протікати з мінімальною затримкою.
При активному навантаженні і ( =0 напруга на виході однофазного керованого випрямляча буде складати
(2)
де U2 – діюче значення напруги на вторинній обмотці трансформатора.
При керуванні моментом вмикання тиристорів /( ( 0/, струм у навантаженні перервний і середнє значення випрямленої напруги (див. рис.7, а) дорівнює
. (3)
Регулювальна характеристика - це залежність середнього значення випрямленої напруги від кута керування. Для однофазного керованого випрямляча при активному навантаженні вона зображена на рис.6 (крива1).
Коли в коло навантаження ввімкнений великий індуктивний опір ( Lн, то крива струму в цьому випадку буде неперервна, так як енергія, що накопичується в індуктивності дроселя при проходженні струму буде достатньою для підтримання струму при вимкненому тиристорі до моменту вмикання наступного тиристора (див. рис.8,а).
Регулювальна характеристика - це залежність середнього значення випрямленої напруги від кута керування. Для однофазного керованого випрямляча при активному навантаженні вона зображена на рис.6 (крива1).
Коли в коло навантаження ввімкнений великий індуктивний опір ( Lн, то крива струму в цьому випадку буде неперервна, так як енергія, що нагромаджується в індуктивності дроселя при проходженні струму буде достатньою для підтримання струму при вимкненому одного тиристорі до моменту вмикання наступного тиристора (див. рис.8,а).
В реальних схемах частина енергії, що накопичується в індуктивності дроселя, витрачається в активному опорі кола навантаження. Тому при великих кутах керування можуть наступати розриви в кривій струму і напруги Uн (див. рис.9,а).
При активно-індуктивному навантаженні в кривій випрямленої напруги Uн мають місце від’ємні викиди за рахунок того, що е. р. с. самоіндукції, яка виникає в дроселі, частково компенсує від’ємну напругу трансформатора і створює додатний потенціал на аноді тиристора; тиристор продовжує пропускати струм і в від’ємну частину періоду (див.рис.9а). Середнє значення випрямленої напруги при цьому зменшується.
Середнє значення випрямленої напруги при керуванні, коли відсутній розривів в кривій Uн і число фаз тиристорної обмотки m ( 2 (для мостової схеми m = 2), визначається з рівняння
. (4)
Регулювальна характеристика Uн / Uн0 = ( (() при активно-індуктивному навантаженні проходить нижче такої характеристики, знятої при активному навантажені (крива 2 на рис. 6) за рахунок появи від’ємних викидів в кривій Uн.
При ( ( 90( і кінцевому значенні індуктивності Lн випрямлена напруга реального керованого випрямляча не дорівнює нулю, тому що з’являються розриви в кривій струму навантаження і закон зміни величини вихідної напруги описується виразом (3).
Епюри напруг Uак між анодом і катодом тиристора VD1 при активному навантаженні наведені на рис.7, б, а при активно-індуктивному навантаженні – на рис.8,б і рис.9, б. Напруга на тиристорі (пряма і зворотна), коли тиристор D2 закритий, дорівнює фазній напрузі U2 . Якщо тиристор VD2 відкритий, то його катод через включений тиристор під’єднюється до другого кінця вторинної обмотки трансформатора Т1 (див. рис. 5) і зворотна напруга на тиристорі стає
рівною напрузі між І та ІІ кінцями вторинної обмотки. Спад напруги (Uак на включеному тиристорі буде в нашому масштабі кривої непомітний, так як він малий.
Лабораторний макет для дослідження однофазного керованого випрямляча на тиристорах зображений на рис.10 і являє собою текстолітову панель, яка прикріплена на універсальному джерелі живлення. На передній стороні панелі зображені окремі частини схеми керованого випрямляча і закріплені вимірювальні прилади, та перемикач кута керування. Безпосередньо схема керованого випрямляча встановлена на зворотній стороні панелі.
Основні точки схеми керованого випрямляча виведені на контактні гнізда, що дозволяє комутувати схему при допомозі провідників з наконечниками.
Зміна фази керуючої напруги здійснюється шляхом підключення при допомозі перемикача кута регулювання резисторів різної значення. Кожне положення перемикача відповідає певному фазному зсуву керуючої напруги. Така схема дозволяє отримати фазовий зсув в 0( до 150( з дискретністю 15(.
Схема формування керуючих імпульсів зібрана на транзисторах і при підключенні на її вхід керуючої напруги з виходу фазообертача дозволяє отримувати послідовність додатних імпульсів, зсунутих відносно анодних напруг тиристорів на необхідний кут керування (.
Завдання
Виконується при підготовці до роботи:
ознайомитись з принципом роботи однофазного керованого випрямляча на тиристорах.
ознайомитись з принципом роботи статичного фазообертача.
ознайомитись з роботою схеми формування керуючих імпульсів.
ознайомитись з епюрами напруг і струмів в основних точках схеми керованого випрямляча при активному і активно-індуктивному навантаженнях.
Скласти схему для дослідження однофазного керованого випрямляча на тиристорах.
Виконується в лабораторії.
Зібрати схему для дослідження однофазного керованого випрямляча на тиристорах.
Знати регулювальні характеристики керованого випрямляча при активному і активно-індуктивному навантаженнях.
Замалювати епюри напруг і струмів на навантаженні і на анодах тиристорів при активному і активно-індуктивному навантаженнях.
Замалювати епюри напруг в основних точках схеми формування керуючих імпульсів.
Вказівки до звіту
Звіт повинен містити:
принципову електричну схему макету для дослідження однофазного керованого випрямляча на тиристорах;
результати експериментальних досліджень, зведені в таблиці і наведені у вигляді графіків;
часові діаграми і епюри струмів і напруг у вказаних у завданні точках;
провести порівняння теоретичних і експериментальних результатів, аналіз причин можливих розходжень, висновки.
Контрольні запитання:
принцип роботи однофазного керованого випрямляча на тиристорах.
принцип роботи фазообертача.
як формуються керуючі імпульси?
Яка залежність середнього значення випрямленої напруги від кута регулювання при активному і активно –індуктивному навантаженнях.
Поясніть форму кривих напруг між анодом і катодом тиристора в керованому випрямлячі при активному і активно-індуктивному навантаження.
Поясніть епюри напруг і струмів на виході керованого випрямляча при активному і активно-індуктивному навантаженнях.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Р у д е н к о В. С. и др. Промышленная электроника. - Киев: Техніка, 1979.
В е к с л е р Г.С. Электропитание спецаппаратуры. – Киев: Вища школа, 1979.
Р о м а ш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Радио и ввязь, 1981.
Ф и ш е р Д ж. Э. , Г е т л а н д Х. Б. Электроника – от теории к практике. – М.: Энергия, 1980.
23.06.2015 00:06-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора