ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Ознакомиться с работой однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя. Исследовать осциллограммы токов и напряжений выпрямителя, определить степень отличия их от теоретических. Исследовать внешние и регулировочные характеристики управляемого выпрямителя.

1. Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель.

2. Схема импульсно-фазового управления тиристорами.

1. Стенд " Однофазный управляемый выпрямитель ЭС16 ".

Управление величиной выходного напряжения выпрямителя можно производить с помощью автотрансформатора в цепи переменного тока, реостата или потенциометра в цепи выпрямленного тока. Однако подобные способы управления имеют существенные недостатки, к которым, в первую очередь, относится низкий КПД вследствие значительного потребления энергии в регулировочных элементах.

Наиболее экономичным способом управления выпрямленным напряжением является управляемое выпрямление. В таких выпрямителях в качестве управляемых вентилей применяются тиристоры.

Управление в выпрямителе сводится к управлению моментом отпирания тиристоров. На отпирающий электрод тиристора периодически подаются импульсы напряжения u_у, которые могут сдвигаться во времени по отношению к моменту появления положительной полуволны коллекторного напряжения тиристора u_к (рис. 5.1). В результате меняется момент отпирания тиристора, начиная с которого и до конца положительной полуволны коллекторного напряжения тиристор находится в открытом состоянии. Этот сдвиг обозначается a и называется углом управления. Такой метод управления называется импульсно-фазовым.

К управляющим импульсам напряжения предъявляются следующие требования:

- амплитуда и длительность должны быть достаточными для надежного открывания тиристора.

Напряжение в цепь управления (рис. 5.2) подается через мостовой фазовращатель, состоящий из трансформатора с выводом средней точки вторичной обмотки, конденсатора С и переменного резистора R. При изменении величины сопротивления R, как видно из круговой векторной диаграммы (рис. 5.2, б), угол сдвига фазы выходного напряжения моста по отношению к выходному может изменяться от 0 до 180 градусов. При этом величина выходного напряжения моста остается неизменной.

Управляющее напряжение после фазовращателя через диоды VД1 и VД2, которые пропускают только положительные полуволны синусоидального напряжения, поступают на два транзистора VТ1 и VТ2. Питающее коллекторное напряжение подается на транзисторы с отдельного выпрямителя, собранного по мостовой схеме на диодах VД5 - VД8. Выходное напряжение, снимаемые с транзисторов, имеют трапецеидальную форму, так как на их входы подаются напряжения довольно значительной величины, выходящие далеко за пределы линейного участка переходной характеристики транзистора. Далее трапецеидальное напряжение дифференцируется, проходя через цепочки R1C1 и R2C2. На управляющие электроды тиристоров VS1 и VS2 поступают только положительные импульсы напряжения (рис. 5.3), так как отрицательные импульсы шунтируются диодами VД3 и VД4.

Среднее значение выпрямленного напряжения при активной нагрузке (без учета потерь)

где U ₂- действующее значение напряжения фазы вторичной обмотки трансформатора;

- постоянное напряжение при a=0.

Среднее значение выпрямленного напряжения при активно - индуктивной нагрузке

Зависимости U ₀_a(a), выраженные формулами (5.1) и (5.2), называются регулировочными характеристиками.

Максимальное обратное напряжение на тиристоре (при a £ 90⁰)

Максимальное прямое напряжение на тиристоре при a £ 90⁰, активной нагрузке

В лабораторном стенде смонтирована двухполупериодная схема выпрямителя на тиристорах с выводом нулевой точки трансформатора. Изменение активного сопротивления нагрузки осуществляется переключением В3. Включение активной и активно-индуктивной нагрузок осуществляется переключателем В2. Величины среднего значения выпрямленного напряжения и выпрямленного тока измеряются приборами, расположенными на передней панели. Для управления тиристорами применена импульсно-фазовая схема.

1.Снимите регулировочную характеристику выпрямителя при активной нагрузке R _н=20 Ом. Угол управления изменяйте переключателем R _ф, значение угла определяйте по осциллограмме выпрямленного напряжения. Установите такую частоту развертки, при которой половине периода выпрямленного напряжения будет соответствовать 9 делений сетки экрана. Тогда цена деления будет 20 градусов.

2. Снимите регулировочную характеристику при активной нагрузке R _н=120 Ом.

3.Снимите регулировочные характеристики при активно-индуктивной нагрузке (R _н =20 Ом) с включенным и отключенным обратным диодом VД.

4. Снимите осциллограммы напряжений на нагрузке, между анодом и катодом тиристора, а также осциллограмму выпрямленного тока при активной и активно-индуктивной нагрузках (с включенным и отключенным обратным диодам VД) для a=0 и угла регулирования, указанного в домашнем задании.

5. Постройте снятые регулировочные характеристики на одном графике.

6. С помощью цифрового вольтметра установите зависимость К _п (a) для RL-нагрузки с включенным и отключенным обратным диодом VД.

2. Схема управляемого выпрямителя, временные диаграммы работы этой схемы, решение задачи домашнего задания.

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

Выводы. Сопоставьте экспериментальные и расчетные данные, теоретические и экспериментальные регулировочные характеристики, проанализируйте причины их отличия. Выясните причины влияния сопротивления нагрузки на регулировочные характеристики. Отметьте достоинства и недостатки управляемых выпрямителей.

1. Иванов-Цыганов, А. И. Электропреобразовательные устройства РЭС/ А. И. Иванов-Цыганов. М.: Высш. шк., 1991. С. 121 – 127.

2. Электропитание устройств связи. / Под редакцией В. Е. Китаева. М.: Радио и связь, 1988. С. 125 – 129.

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

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

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...

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: