Исследование конструкции и принципа действия

Расщепителя фаз типа НБ-455.

Цель работы: Практически изучить место расположения на локомотиве, конструкцию и принцип действия расщепителя фаз типа НБ-455.

 

1.Оборудование:

1. Расщепитель фаз типа НБ-455.

2. Плакаты.

3.Техническая литература.

 

2. Порядок выполнения работы:

1. Определить место расположения расщепителя фаз типа НБ-455 на локомотиве.

2. Определить основные конструкционные элементы расщепителя фаз типа НБ-455.

3. Провести визуальный осмотр расщепителя фаз типа НБ-455.

4. Выполнить отчет по работе.

 

3. Содержание отчета:

1.Выполнить эскиз электровоза ВЛ80 и обозначить место расположения расщепителя фаз.

2.Выполнить эскиз расщепителя фаз.

3.Описать назначение и конструкцию расщепителя фаз.

4.Описать принцип действия расщепителя фаз.

5.Сделать вывод по работе.  

 

 

Лабораторная работа №3

Принцип действия двухполупериодной мостовой схемы выпрямления однофазного переменного тока.

Мостовая схема выпрями­теля(рис.12) состоит из че­тырех вентилей VD1—VD4, подключенных к сети или ко вторичной обмотке транс­форматора, который в этом случае не имеет среднего вы­вода. В течение одного по­лупериода при положитель­ных значениях ЭДС ток i_d проходит от источника пе­ременного тока через вен­тиль VD1, нагрузку и вен­тиль VD4 ко второму выводу. В течение второго полупериода при отрица­тельных значениях ЭДС ток i_d проходит от источника через вентиль VD3, нагрузку и вентиль VD2 ко второму вы­воду. В обоих случаях через на­грузку ток проходит в одном направлении.

Среднее значение выпрям­ленного напряжения

 

Максимальное значение обратного напряжения диодов

 

Эффективное значение тока вторичной обмотки трансформатора

 

Расчетная мощность обмоток трансформатора

 

 

Коэффициент использования трансформатора по мощности

 

 

 

Рис. 12. Электрическая схема однофазного мостового выпрямителя.

 

 

Принцип действия двухполупериодной мостовой схемы выпрямления однофазного переменного тока при работе выпрямителя на электрический двигатель при не­полном сглаживании выпрямленного тока.

Работа выпрямителя на электрический двигатель при неполном сгла­живании выпрямленного тока. (рис. 2 а)

 

В момент времени, соответствующий точке А, вентили VI и V3 вступают в работу, так как потенциал анода V1 становится выше потен­циала катода VЗ (в этой точке пересекаются кривые е_ах и Ud). В этот момент вентили V2 и V4 еще проводят ток под действием э.д.с. само­индукции е_т.

 

В период времени между точками А и В (период коммутации ) ток проводят все вентили. При этом ток, проходящий через вентили VI и VЗ, увеличивается, а ток, проходящий через V2 и V4, уменьшается (рис. 5, в и г), так как э.д.с. е_ах растет, а э.д.с. е_ха изменяет свой знак. Чем больше разность е_ах — е_ха и чем меньше Lт, тем быстрее нарастают и спадают токи в вентилях.

 

В период коммутации вторичная обмотка трансформатора замкну­та накоротко вентилями и ток в них ограничен только индуктивностью l_t, выпрямленное напряжение Ud  близко к нулю. После окончания пе­риода коммутации (правее точки Б) ток снова начинает протекать че­рез цепь нагрузки, причем э.д.с. двигателя Ед и э.д.с. самоиндукции е_d сглаживающего реактора Ld замедляют скорость нарастания тока i_d, так как направлены ему встречно. Форма тока, проходящего через вентили VI и V3, на участке между точками Б и В в значительной степени опре­деляется э.д.с. двигателя Ед и индуктивностью Ld сглаживающего реак­тора. В момент времени, соответствующий точке В, э.д.с. е_ах будет рав­ной напряжению u_d, а затем становится меньше его, поэтому ток, прохо­дящий через вентили VI и V3, начинает уменьшаться. Когда выпрямлен­ное напряжение u_d становится равным э.д.с. е_ха (точка Г), снова проис­ходит коммутация тока с вентилей VI и V3 на вентили V2 и V4.

 

В дальнейшем рассмотренный процесс повторяется. Ток id, в цепи двигателя может быть представлен как сумма токов, проходящих через вентили VI, V3 и V2, V4 в оба полу периода, этот ток пульсирует, но зна­чительно меньше, чем при работе выпрямителя на активную нагрузку. Ток i1 в первичной обмотке трансформатора (рис, 5, е) является переменным и несинусоидальным; форма его подобна форме токов, проходящих через вентили, и симметрична относительно оси вре­мени.

 

Рис. 13(а). Двухполупериодная мостовая схема выпрямления работающая на электрический двигатель

Рис. 14. Кривые изменения э.д.с, напряжений и токов с учетом комму­тации токов и наличия индуктивностей в цепи вентилей и нагрузки (б—е)

 

 

Общие положения о сглаживании пуль­саций выпрямленного тока.

Коэффициент пульсации.

 

Все схемы выпрямления дают выпрямлен­ный ток и выпрямленное напряжение с различной степенью пульсации, Пульсирующий ток (рис. 3, а) или напряжение можно представить в  виде некоторой постоянной составляющей (рис. 3,б), равной среднему значению тока или напряжения, и суммы ряда синусоидальных токов или напряжений, имеющих различную частоту и амплитуду (так называемых гармонических составляющих). Синусоидальный ток или напряжение, изменяющееся с частотой, с которой происходит пульсация, называют первой, или основной, гармоникой; остальные гармонические состав­ляющие, у которых частота в 2, 3, 4 раза и более превышает первую, называют высшими гармониками — второй, третьей, четвертой и т. д. Сумма мгновенных значений первой и высших гармоник представляет собой переменную составляющую пульсирующего тока или напряжения (рис. 3, в).

При выпрямлении однофазного тока, кроме первой, существуют только четыре гармоники; при этом вторая, четвертая и другие более высшие гармоники тока и напряжения имеют малые амплитуды и оказывают на работу потребителей небольшое влияние.

Постоянная составляющая полезна и обеспечивает нормальную работу потребителей, включенных в цепь выпрямленного тока; переменная же составляющая оказывает вредное влияние на работу этих потребите­лей. Пульсацию принято оценивать коэффициентом пульсации. Коэффициент пульсации равен отношению амплитуды первой гармоники пере­менной составляющей к постоянной составляющей, т. е. к среднему значению данного тока или напряжения. Обычно его выражают в процен­тах. Например, амплитудное значение переменной составляющей пуль­сирующего тока (см. рис. 3, а)

 

а среднее значение пульсирующего тока

 

Icp = (Imax+Imin) / 2,

 

Коэффициент пульсации выпрямленного тока

 

Pi = Im/Icp = [ (Imax-Imin) / (Imax+Imin)] 100,

 

Рис 15. Кривые изменения пульсирующего тока (а) и его постоянной (б) и переменой (в) составляющих.