Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







РАСЧЁТ ТРАНСФОРМАТОРА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ





Лабораторная работа №1

РАСЧЁТ ТРАНСФОРМАТОРА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

 

Цель работы

1. Изучить принцип действия трансформатора.

2. Освоить методику компьютерного расчёта маломощного трансформатора электропитания.

3. Рассчитать трансформатор и представить чертёж общего вида трансформатора.

 

Оборудованиеи приборы

Вычислительный комплекс, в состав которого входят:

1. Персональный компьютер.

2. Монитор 15’’ (рекомендуется 17’’) с разрешением 800x600 (рекомендуется 1024x768).

3. Принтер для вывода на печать результатов работы.

4. Программа Trans32.

 

Методика расчёта трансформатора малой мощности

 

Среди многочисленных и разнообразных электропреобразовательных устройств трансформаторы по широте распространения и универсальности применения занимают одно из первых мест. В зависимости от областей применения трансформаторы можно разделить на следующие основные группы: силовые трансформаторы вторичного электропитания (трансформаторы малой и большой мощности), трансформаторы для инверторов, трансформаторы низкой (звуковой) частоты, высокочастотные трансформаторы, импульсные трансформаторы. Разнообразие требований, предъявляемых к трансформаторам отдельных групп, приводит к значительным различиям в методах их расчёта и конструирования.

Для работы радиотехнических и электронных устройств необходимо иметь один или несколько источников постоянного напряжения. Первичными источниками электропитания в подавляющем большинстве случаев являются сети переменного напряжения 127 В и 220 В с частотой 50 Гц. Для питания бортовой аппаратуры используются сети с частотой 400 Гц. Повышение или понижение напряжения питающей сети осуществляется трансформатором, а затем (с помощью выпрямителей) получают постоянные напряжения.

Трансформатор необходим также и тогда, когда первичным источником электропитания является аккумуляторная или солнечная батарея или другой первичный источник электроэнергии. В таких случаях применяются транзисторные преобразователи напряжения, в состав которых всегда входят трансформаторы.

Расчёт трансформатора – задача довольно сложная: сначала выполняют предварительный расчёт, затем – корректировочный. Эти расчёты требуют привлечения справочных данных, которые могут быть неточными, ориентировочными, вследствие чего и предварительный, и корректировочный расчёты приходится повторять несколько раз с целью оптимизации конструкции (по весу, объёму, стоимости).

Для снижения трудоёмкости расчётно-конструкторской работы расчёт трансформатора целесообразнее проводить на ЭВМ.

С помощью программы расчёта Trans32 и данных методических указаний можно рассчитать:

1) однофазный трансформатор выпрямителя;

2) трансформатор преобразователя постоянного напряжения.

Маломощные силовые трансформаторы обычно изготовляют на стандартных магнитопроводах. Для питания аппаратуры от сети с частотой 50 Гц применяют трансформаторы броневого и стержневого типов. Для частоты 50 Гц по технико-экономическим показателям предпочтительны трансформаторы стержневого типа (рис. 1.1, б). Броневая конструкция равноценна стержневой по массе, но уступает ей по объёму и стоимости (рис. 1.1, а). Однако для малых мощностей (до 100–200 В∙А) при напряжениях менее 1000 В предпочтение отдают броневым трансформаторам как более простым по конструкции. При расчёте трансформатора заданными величинами являются: напряжение питающей сети U1, В; напряжение вторичных обмоток Uj, В; токи вторичных обмоток Ij, A; частота питающей сети f, Гц; количество обмоток N.

 

 

а б в

 

Рис. 1.1. Типы магнитопроводов

Порядок расчёта трансформатора

1. Коэффициенты трансформации

 

.

2. Нагрузочная составляющая тока первичной обмотки

 

.

 

3. Габаритная мощность трансформатора

 

 

где – КПД, значение которого определяется по табл.1.1 в зависимости от габаритной (типовой) мощности трансформатора.

Таблица 1.1

Таблица 1.9

Остаточный диаметр окна после намотки обмоток в зависимости от диаметра колец

                         
                         

 

Ориентировочная толщина одной из вторичных обмоток тороидального трансформатора

 

.

 

Толщина катушки тороидального трансформатора

 

 

.

 

Остаточный диаметр после намотки

 

.

 

При этом должен быть не менее выбранного из табл. 1.9.

Другой способ проверки заполнения окна кольцевого сердечника обмотками заключается в анализе условия

 

,

 

 

где S техн – площадь технологического отверстия, которое остаётся после намотки и определяется технологией намотки и конструктивным оформлением трансформатора:

S техн = (0,1 – 0,4) S ок.

17. Уточняем потери мощности на сопротивлениях обмоток, считая потери в первичной обмотке при протекании по ней полного тока

 

.

 

18. Проверяем тепловой режим трансформатора. Перегрев сердечника по отношению к окружающей среде находим по приближённой формуле

 

,

 

где S охл – охлаждающая поверхность обмоток:

для броневой конструкции

 

,

 

для стержневой конструкции (с двумя катушками)

 

,

 

для кольцевого магнитопровода

 

 

.

 

Чем больше плотность тока в обмотке и чем меньше поверхность обмотки, с которой происходит отдача тепла в окружающую среду, тем больше перегрев трансформатора – превышение температуры его обмотки над температурой среды. При температуре окружающей среды T и температуре перегрева обмотки Tп обмотка нагреется до температуры

 

T 0 = Т + T п .

 

Эта температура не должна превышать 90°С для провода марки ПЭЛ и 105°С – для провода марки ПЭВ.

Положим, что Т < 50°С. Тогда для провода марки ПЭВ Тп < 55°С. Если это условие не выполняется, то необходимо уменьшить плотность тока в обмотках. Если Т п< 55°C, то тепловой режим считается удовлетворительным.

Алгоритм расчета маломощного трансформатора электропитания приведен на рис. 1.2. На рис. 1.3 представлено рабочее окно программы расчета.

 

 


Рис. 1.3. Рабочее окно программы

 

Порядок проведения работы

Рассчитать маломощный трансформатор на вычислительном комплексе. Данные для расчёта приведены в табл. 1.10. Номер варианта необходимо узнать у преподавателя.


 

Таблица 1.10

Данные для расчёта

 

Номер варианта U 1, В U 2, В U 3, В I 2, A I 3, A f, Гц
        0,05 0,2  
        0,1 0,5  
        0,1 0,6  
        0,1 0,8  
        0,1 0,5  
        0,2 0,4  
        0,1 0,8  
        0,05    
        0,06 0,4  
        0,05 0,5  
          0,5  
        0,5 0,5  
        0,5    
        0,5    
          0,4  
             
             
        0,5    
          0,5  
        0,5    

 

Варианты с №11 по №20 содержат данные трансформатора высокочастотного преобразователя напряжения (форма напряжения – прямоугольная).

 

Содержание отчета

 

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Цель работы

2. Ответы на контрольные вопросы «Домашнего задания» /3/.

3. Результаты расчета.

4. Чертеж трансформатора в масштабе 1:1.

Библиографический список

 

1. Иванов-Цыганов, А. И. Электропреобразовательные устройства РЭС / А. И. Иванов-Цыганов. М.: Высш. шк., 1991. С. 6–28.

2. Китаев, В. Е. Расчет источников электропитания устройств связи. / В. Е. Китаев, А. А. Бокуняев, М. Ф. Колканов. М.: Радио и связь, 1993. С. 4–32.

3. Лисовская, Н.Н. Электропреобразовательные устройства РЭС. УМКД. Методические указания по самостоятельной работе. / Н.Н. Лисовская, Г.Н. Романова. Красноярск: СФУ, 2008.

 

Лабораторная работа №2

Трехфазные выпрямители

 

Трехфазные выпрямители являются устройствами средней и большой мощности.

Трехфазный выпрямитель с нулевым выводом (рис. 2.1, а) содержит трехфазный трансформатор, 3 вентиля и нагрузку Rн. Вторичная обмотка трансформатора обязательно соединяется звездой. В течение времени с t 1 до t 2 u 2A>0. Вентиль VD1 открыт, ток проходит только через вторичную обмотку фазы A и VD1. 1. Величина этого тока

.

Вследствие протекания тока потенциал катода VD1 будет равен потенциалу его анода, то есть . Так как катоды вентилей всех фаз объединены, то потенциалы катодов VD2 и VD3 тоже будут равны . Поэтому пока < , < , вентили VD2 и VD3 заперты. В момент t 2 = , вентиль VD2 открывается и пропускает ток, направление которого в нагрузке совпадает с направлением тока в предыдущую треть периода. К вентилю VD1 приложено отрицательное напряжение ( - ) и он заперт. Точно также в момент t 3 проводящим становится вентиль VD3, а VD1 и VD2 закрыты. Открыт тот вентиль, анод которого находится под наиболее положительным потенциалом.

Вентиль открывается на 1/3 периода. В это время напряжение на нем равно нулю (u а1=0 на VD1 в первую треть периода). В остальные 2/3 периода напряжение на аноде определяется потенциалом этой фазы, а на катоде - потенциалом фаз проводящих вентилей, то есть

 

u а1= u 2 A - u 2 B (открытVD2);

u а1= u 2 A - u 2 С (открыт VD3).

 

       
 
а)
 
б)

 


 

 

Рис.2.1. Трёхфазная схема выпрямления с нулевым выводом (а)

и временные диаграммы при активной нагрузке (б)

 

 

Максимальное обратное напряжение равно амплитуде линейного напряжения:

 

.

 

Среднее значение выпрямленного напряжения (постоянная составляющая):

.

Форма тока во вторичной обмотке трансформатора совпадает с формой тока вентиля. Ток в первичной обмотке имеет ту же форму, но без постоянной составляющей. Частота пульсаций в 3 раза выше частоты сети, а коэффициент пульсаций

 

,

 

где m – отношение частоты пульсаций основной гармоники к частоте сети.

Основным недостатком трехфазной схемы является наличие потока вынужденного намагничивания трансформатора, создаваемого протекающей через вторичную обмотку нескомпенсированной постоянной составляющей. Поэтому типовая мощность трансформатора в 1,35 раз выше мощности P 0, выделяемой в нагрузке.

б)
Трехфазная мостовая (схема Ларионова) содержит 6 вентилей, объединенных в 2 группы: анодную (VD1, VD3, VD5) и катодную (VD2, VD4, VD6).

 

а)

 

Рис.2.2. Трехфазная мостовая схема выпрямления (а) и временные диаграммы при активной нагрузке (б)

 

Обмотки трансформатора могут быть соединены в звезду или в треугольник. Все вентили работают попарно: один из анодной группы и один из катодной. В катодной группе ток проводит тот вентиль, анодное напряжение которого больше, а в анодной - тот, который имеет наиболее отрицательный потенциал на катоде. На схеме направление тока показано для момента t.

Смена пар вентилей происходит через 1/6 периода. Ток через нагрузку течет в одном направлении. Положительные полуволны синусоиды выпрямляются вентилями катодной группы, а отрицательные полуволны - вентилями анодной группы. В результате к нагрузке оказывается приложенной сумма выпрямленных напряжений анодной и катодной групп.

Мгновенные значения напряжений этой суммы представляют разность фазных напряжений, то есть линейное напряжение чередующихся фаз вторичной обмотки. Поэтому ток в нагрузке с момента t 1 до t 2

 

(VD2 и VD3 открыты);

 

(VD2 и VD5 открыты).

Происходит выпрямление линейного напряжения, а среднее значение выпрямленного напряжения

 

,

 

что в два раза больше, чем в трехфазной схеме с нулевым выводом.

В непроводящие 2/3 периода к вентилю приложено обратное напряжение, форма и величина которого такая же, как в трехфазной схеме с нулевым выводом, однако по отношению к величине выпрямленного напряжения U обрmax в два раза меньше:

 

.

 

Токи вторичной и первичной обмоток не содержат постоянной составляющей, поэтому типовая мощность трансформатора меньше:

 

.

 

Частота основной гармоники f = 6 fc, а коэффициент пульсаций

 

.

 

Таким образом, преимущества трехфазной мостовой схемы следующие:

1) меньшая типовая мощность трансформатора;

2) высокая частота пульсаций и малый коэффициент пульсаций;

3) хорошее использование вентилей по напряжению(Uобрmax=U 0);

4) высокое выпрямленное напряжение.

К недостаткам схемы следует отнести наличие шести вентилей вместо трех. Для сглаживания пульсаций в мощных выпрямителях обычно применяются индуктивные фильтры (см. раздел "Однофазные выпрямители" к лабораторной работе №3).

Порядок выполнения работы

 

1. Установите сменную панель трехфазной схемы выпрямления с нулевым выводом на передней панели лабораторного стенда. Ознакомьтесь с расположением органов управления и измерительных приборов. На передней панели расположены:

- выключатель Q1 СЕТЬ - для включения стенда;

- лампочки индикации - для контроля включения питания по фазам;

- амперметр I 1 - для измерения действующего значения тока в фазе;

- вольтметр V2 - для измерения фазового или линейного напряжения;

- миллиамперметр I 2 и кнопка - для измерения действующего значения тока во вторичной обмотке трансформатора (при нажатой кнопке показания миллиамперметра следует умножить на 100, при отжатой - на 200);

- амперметр Iа - для измерения среднего тока через вентиль;

- амперметр I 0 - для измерения постоянного тока в нагрузке;

- вольтметр U 0 - для измерения постоянного напряжения на нагрузке;

- тумблер S1 - для включения индуктивностей La, Lb, Lc в фазах А, В, С;

- тумблер S2 - для переключения прибора V2 с линейного напряжения на фазное;

- тумблер S3 - для подключения индуктивности Ld к нагрузке;

- тумблер S4 - для включения активной нагрузки Rн.

- переключатель Rн - для переключения величины нагрузки 0,5Rн, Rн, 2Rн;

- гнезда для просмотра осциллограмм.

Выпрямительные схемы собраны на диодах типа Д243А. К вторичным обмоткам трансформатора подключены дроссели L a, L b, L c, имитирующие индуктивности рассеяния обмоток трансформаторов, которые можно закорачивать тумблером S1.

Величина активной нагрузки изменяется дискретно переключателем S5 и имеет значения 0,5 Rн , Rн , 2Rн . Тумблером S4 можно создать режим холостого хода. Индуктивно-активная нагрузка создается подключением дросселя Ld с помощью тумблера S3.

Для просмотра осциллограмм тока в характерных участках схемы включены измерительные резисторы Rизм .

Входное фазное напряжение U 1=220 В.

2. Включите тумблер СЕТЬ, при этом должны загореться лампы сигнализации в каждой фазе. Снимите внешние характеристики трехфазной схемы выпрямления с нулевым выводом, изменяя активную нагрузку от 2R н до режима холостого хода. Индуктивности L a, L b, L c, должны быть закорочены.

3. Запишите показания приборов при номинальном сопротивлении нагрузки R н. Определите соотношения

 

 

и внесите в таблицу, составленную при выполнении домашнего задания. Сравните их с теоретическими соотношениями, выясните причины различия теоретических соотношений с экспериментальными данными.

4. Зарисуйте осциллограммы выпрямленного напряжения u 0, напряжения u а между анодом и катодом диода, токов iа и i 2 при максимальном токе нагрузки (нагрузка активная). При этом ручку осциллографа установите в таком положении, чтобы изображение занимало две трети экрана. При дальнейшей работе положение этой ручки не должно изменяться. Осциллограммы тока снимайте в положении ручки VOLTS/DIV 0,1 B, а осциллограммы напряжения - в положении 20 В. При переносе изображения на бумагу необходимо иметь в виду, что осциллограф при подаче сигнала на закрытый вход не показывает постоянную составляющую напряжения. При фотографировании осциллограмм рекомендуется пользоваться открытым входом. Для того чтобы масштаб по оси t был одинаковым для всех осциллограмм, не изменяйте частоту развертки.

5. Выясните, как влияют на работу устройства индуктивности рассеяния обмоток трансформатора. С этой целью снимите внешнюю характеристику и осциллограммы при включенных дросселях L a, L b, L c.

6. В том же порядке проведите испытания схемы Ларионова.

При перестановке сменных панелей сеть должна быть обязательно отключена.

Содержание отчета

 

1. Цель работы.

2. Домашнее задание.

3. Перечень лабораторного оборудования.

4. Краткий отчет о выполнении лабораторного задания с протоколами испытаний. Внешние характеристики выпрямителей для удобства сравнения изобразите на одном графике и определите их внутренние сопротивления. Осциллограммы токов должны быть построены в одном масштабе, напряжений - также в одном масштабе. Масштаб по оси t также должен быть единым для всех осциллограмм.

5. Выводы. Сравните внешние характеристики выпрямителей, объясните причину их отличий; установите причины отличия теоретических соотношений между токами и напряжениями в схемах и тех же соотношений, полученных экспериментальным путем; объясните характер влияния индуктивностей рассеяния обмоток трансформатора на работу схем; дайте сравнительную оценку исследованных схем.

 

Библиографический список

 

1. Иванов-Цыганов, А. И. Электропреобразовательные устройства РЭС / А. И. Иванов-Цыганов. М.: Высш. шк., 1991. С. 65 – 79, 103 – 107.

2. Электропитание устройств связи. / Под редакцией В. Е. Китаева. - М.: Радио и связь, 1988, - С.87 - 105.

3. Лисовская, Н.Н. Электропреобразовательные устройства РЭС. УМКД. Методические указания по самостоятельной работе. / Н.Н. Лисовская, Г.Н. Романова. Красноярск: СФУ, 2008.

 

 

Лабораторная работа № 3

Однофазные выпрямители

 

Для питания электронных устройств требуется энергия постоянного тока. Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется в выпрямителе. При анализе работы выпрямительных схем вентили (диоды) и трансформатор полагают идеальными, то есть считают, что сопротивление вентиля в прямом направлении равно нулю, а в обратном бесконечно велико, потери энергии в обмотках трансформатора не происходит.

Однополупериодная схема изображена на рис. 3.1, а, временные диаграммы, поясняющие её работу на активную нагрузку - на рисунке 3.1, б. Ток и напряжение в нагрузке i 0tu 0t)имеют пульсирующий характер. Основные электрические параметры однополупериодной схемы выпрямления:

- среднее значение выпрямленного напряжения;

- среднее значение выпрямленного тока;

- максимальный прямой ток вентиля;

- максимальное обратное напряжение на вентиле;

- коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения;

- типовая мощность трансформатора.

Большие пульсации, низкая частота основной гармоники выпрямленного напряжения (равная частоте сети), большие размеры трансформатора, вызванные плохим использованием его обмоток и вынужденным намагничиванием сердечника постоянной составляющей выпрямленного тока, а также большое обратное напряжение на вентиле являются существенными недостатками этой схемы, ограничивающими её использование.

Более широкое применение получили двухполупериодные выпрямители (см. рис. 3.2, а, б), схема которых является сочетанием двух однополупериодных схем, работающих на общую нагрузку. Вентили открываются попеременно на половину периода, поэтому кривая напряжения на нагрузке по величине и форме повторяет положительные полуволны напряжений u21 и u 22 вторичных полуобмоток трансформатора. Основные электрические параметры схемы:

 

.

 

 

Рис.3.2. Двухполупериодная схема выпрямления с нулевым вводом (а) и временные диаграммы при активной нагрузке (б)  
  Рис.3.1. Однополупериодная схема выпрямления (а) и временные диаграммы при активной нагрузке (б)  

 

Снижение типовой мощности и лучшее использование трансформатора объясняется отсутствием вынужденного намагничивания сердечника постоянной составляющей тока вторичной обмотки.

Средние значения выпрямленного тока и напряжения в два раза больше, а пульсации значительно меньше, чем у однополупериодных выпрямителей.

Недостаток двухполупериодной схемы заключается в трудности изготовления трансформатора с двумя симметричными полуобмотками.

Этого недостатка лишена мостовая схема выпрямления (рис. 3.3, а). В течение первого полупериода напряжения U 2 вентили VD1 и VD3 открыты и в нагрузочном резисторе возникает ток I 0 . В это время вентили VD2 и VD4 закрыты. В другой полупериод напряжения вентили VD1 и VD3 закрываются, а VD2 и VD4 открываются. Ток по нагрузке протекает в том же направлении, что и в первый полупериод.

Временные диаграммы работы мостового выпрямителя имеют тот же вид, что и диаграммы работы двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом. Исключение составляет зависимость u a(w t), поскольку между анодом и катодом вентиля в непроводящем направлении приложено напряжение вторичной обмотки трансформатора, то есть Uобр max уменьшается в два раза:

 

.

 

Типовая мощность трансформатора в мостовой схеме меньше, чем в других схемах:

 

.

 

Величины выпрямленных напряжений и тока, а также коэффициента пульсаций имеют то же значение, что и в двухполупериодной схеме с нулевым выводом.

Ввиду того, что коэффициент пульсаций напряжения, питающего электронные устройства, не должен превышать 10-4_ 10-7, полученное непосредственно с выпрямителя напряжение использовать нельзя. Для уменьшения пульсаций напряжения применяют сглаживающие фильтры (ФНЧ), состоящие из конденсаторов и катушек индуктивности.

Емкостный фильтр включается параллельно (на рис. 3.3 ключ К замкнут) и шунтирует нагрузку для переменной составляющей тока.

Рис.3.3. Мостовая схема (а) и временные диаграммы при емкостном характере нагрузки (б)

 

 

Рис.3.4. Временные диаграммы при индуктивном характере нагрузки в однополупериодной схеме (а) и в двухполупериодной схеме с нулевым выводом (б)

 

Временные диаграммы, поясняющие работу мостового выпрямителя на активно-емкостную нагрузку, приведены на рис. 3.3, б. Ток в вентилях VD1 и VD3 протекает в интервале времени t- t2, в результате чего конденсатор заряжается до напряжения, близкого к U2 m. В течение времени t 2 - t 3 напряжение u c> u 2, все вентили закрыты, а конденсатор разряжается через R н. с постоянной времени τр= С · R н. В момент времени t 3 напряжение u c становится меньше u2, вентили VD2 и VD4 открываются, конденсатор С начинает заряжаться и процессы повторяются.

Среднее значение выпрямленного напряжения увеличивается, но также возрастает обратное напряжение на вентиле до величины

 

.

 

Индуктивный фильтр включается последовательно с нагрузкой (на рис. 3.2, а, ключ К разомкнут) и представляет большое сопротивление для переменной составляющей тока, в результате чего переменная составляющая выпрямленного тока значительно уменьшается и падение напряжения от этой составляющей на сопротивлении нагрузки R н становится незначительным.

Следует иметь в виду, что напряжение u 0 действует на фильтре и нагрузке Rн, а форма кривой напряжения на активном сопротивлении нагрузки совпадает с формой кривой тока i 0 (рис. 3.4, а). ЭДС самоиндукции, возникающая в фильтре, препятствует нарастанию и снижению тока, в результате чего в однополупериодной схеме протекание тока через вентиль происходит и в течение некоторой части отрицательного полупериода. Во время протекания тока через вентиль u 0 = u 2, а напряжение на вентиле u a=0 В момент прекращения протекания тока в цепи ua возрастает скачком до U обр 0. В дальнейшем u a по форме повторяет u 2. Пульсации тока в нагрузке практически не уменьшаются, поэтому в однополупериодных выпрямителях катушка индуктивности в качестве фильтра не применяется.

Эффективнее индуктивный фильтр работает в двухполупериодных выпрямителях. Импульсы тока, проходящие поочередно через вентили VD1 и VD2, создают в R н. непрерывный ток. Напряжение на вентиле ua по форме такое же, как и при активной нагрузке (рис. 3.4, б).

Схема удвоения напряжения приведена на рис. 3.5. Она состоит как бы из двух однополупериодных выпрямителей, соединенных между собой последовательно и работающих на общую нагрузку. Первый выпрямитель состоит из вентиля VD1 и конденсатора С1, второй - из вентиля VD2 и конденсатора С2. В течение положительного полупериода С1 заряжается через вентиль VD1 до напряжения U 2 m .

 

Рис.3.5. Схема удвоения

 

Так как конденсаторы С1 и С2 соединены последовательно, то напряжения на них суммируются и общее напряжение на выходе выпрямителя:

 

.

 

Обратное напряжение на каждом из вентилей равно сумме амплитудного значения напряжения u2 и напряжения на конденсаторе:

 

.

 

Так как напряжения на конденсаторах сдвинуты по фазе на половину периода, то суммарное напряжение изменяется с удвоенной частотой, то есть частота основной гармоники выпрямленного напряжения равна удвоенной частоте сети. Конденсаторы С1 и С2 - элементы схемы выпрямления, поэтому выпрямитель всегда работает на емкостную нагрузку. Временные диаграммы токов i 1, i 2, напряжений u 0 и u a такие же, как в мостовой схеме с RC нагрузкой.

Основным преимуществом схемы удвоения перед другими схемами двухполупериодного выпрямления является возможность получения вдвое большего выпрямленного напряжения, чем в схеме с нулевым выводом при одном и том же значении напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора. К числу недостатков схемы удвоения следует отнести большое внутреннее сопротивление, обусловленное тем, что два входящих в схему выпрямителя соединены последовательно.

Порядок выполнения работы

 

1. На передней панели установите сменные панели выпрямителя и LC-фильтра. Исследуйте те схемы выпрямления, которые рассматривали в п.1 домашнего задания. На передней панели расположены:

- тумблер SA3 для подключения различных конденсаторов при работе выпрямителя на емкость;

- тумблер SA5 для подключения компенсационной обмотки дросселя L2 в фильтре LC с компенсацией;

- тумблер SA6 для подключения различных конденсаторов в фильтрах LC;

- тумблер SA7 для подключения различных емкостей в транзисторном фильтре;

- тумблер SA4 для подключения активной нагрузки к различным схемам выпрямителей;

- ручка регулировки активного сопротивления нагрузки R н;

- ручка регулировки активного сопротивления в RC-фильтре R ф;

- ручка регулировки величины сопротивления базового делителя в транзисторном фильтре R Д;

- гнезда 1-20 для измерения напряжений и просмотра осциллограмм в характерных точках исследуемых схем;

- вольтметр PV1 для измерения напряжения на вторичной обмотке трансформатора;

- миллиамперметр PA для измерения величины среднего выпрямленного тока;

- вольтметр PV2 для измерения напряжения в характерных точках схем. Наибольшее сопротивление нагрузки R н. =430 Ом. Емкости конденсаторов: С1=200 мкФ, С2=1000мкФ, С3=1000мкФ, С4=2000мкФ, С5=200мкФ, С6=2000мкФ. Индуктивности дросселей: L1=1,3 Гн, L2=1,2 Гн.

2. Включите стенд и снимите внешнюю характеристику выпрямителя U 0= F (I 0), предварительно подключив вольтметр PV2 к нагрузке. Зарисуйте осциллограммы выпрямленного напряжения U 0, напряжения на диоде U а анодного тока Iа тока во вторичной обмотке трансформатора I 2 при работе выпрямителя на активную, RL и RC нагрузку.

Снятие внешней характеристики производите, изменяя ток нагрузки с помощью потенциометра, расположенного на передней панели с надписью "Нагрузка".

При снятии осциллограмм выясните, как влияет изменение емкости и индуктивности на работу выпрямителя. Изменение емкости С-фильтра производится переключателем SA3. Изменение величины индуктивностей в LC-фильтрах производится тумблером SA5, а емкостей - SA6.

Осциллограммы тока снимайте в положении ручки VOLTS/DIV 0,1 B, а осциллограммы напряжения - в положении 5 В. При переносе изображения на бумагу необходимо иметь в виду, что осциллограф при подаче сигнала на закрытый вход не показывает постоянную составляющую напряжения. При фотографировании осциллограмм рекомендуется пользоваться открытым входом. Для того чтобы масштаб по оси t был одинаковым для всех осциллограмм, не изменяйте частоту развертки.

3. Исследуйте другую схему выпрямления, указанную в домашнем задании, действуя аналогично п.2.

СМЕНУ ПАНЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕ ПРИ ОТКЛЮЧЕННОМ ПИТАНИИ!

Постройте внешние характеристики исследованных выпрямителей на одном графике и определите их внутренние сопротивления.

 

Содержание отчета

 

1 Цель работы.

2. Домашнее задание.

3. Перечень лабораторного оборудования и сведения об объекте исследования.

4. Краткий отчет о выполнении лабораторного задания с протоколами испытаний.

5. Графические зависимости и осциллограммы токов и напряжений.

6. Необходимо все токи строить в одном масштабе, все напряжения – также в одном масштабе. Масштаб по оси t также должен быть единым для всех осциллограмм.

Выводы. Следует проанализировать полученные зависимости, оценить степень отличия их от теоретических; привести параметры выпрямителей, полученные в ходе эксперимента; дать сравнительную оценку исследованных схем.

 

Библиографический список

 

1. Иванов-Цыганов, А. И. Электропреобразовательные устройства РЭС/ А. И. Иванов-Цыганов. М.: Высш. шк., 1991. С. 65 – 103.

2. Электропитание устройств связи. / Под редакцией В. Е. Китаева. М.: Радио и связь, 1988. С. 95 – 102, 108 – 122.

3. Лисовская, Н.Н. Электропреобразоват







ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.