Исследование однофазного мостового выпрямителя без фильтра

1) Собрать схему мостового выпрямителя, показанную на рис. 2.4. Подключить амперметр к точкам 1 и 2 (соблюдая полярность-«+»прибора к точке 2, «-» к точке 1), а также вольтметр к точкам 3 и 4 (3-«-», 4-«+»). Исследовать следующие режимы работы однофазного мостового выпрямителя без фильтров:

Рис. 2.4

2) Снять показания вольтметра при различных значениях токах нагрузки (токи задаются преподавателем). Установка выходного тока производится с помощью переменного резистора R11. Результаты занести в таблицу аналогичную таблице 1.

3) Отсоединить вольтметр и к точкам 3 и 4 подключить осциллограф. Переключить вход осциллографа на измерение переменной и постоянной составляющей сигнала .

4) Включить стенд и зарисовать осциллограммы при тех же токах. Сравнить их с теоретическим графиком мостового выпрямителя. Сделать выводы.

5) Переключить вход осциллографа на измерение переменной составляющей сигнала . Измерить и зарисовать переменную составляющую сигнала, при тех же токах. Оценить влияние переменной составляющей сигнала на выходное напряжение выпрямителя.

6) Отключить стенд.

Исследование однофазного мостового выпрямителя с C-фильтром

1) Собрать схему мостового выпрямителя, показанную на рис. 2.5. Подключить амперметр к точкам 1 и 2 (соблюдая полярность-«+»прибора к точке 2, «-» к точке 1), а также вольтметр к точкам 3 и 4 (3-«-», 4-«+»). Исследовать режимы работы однофазного мостового выпрямителя с С – фильтром (см. выше с п. 2-6).

Рис. 2.5

Исследование однофазного мостового выпрямителя с RC-фильтром

1) Собрать схему мостового выпрямителя, показанную на рис. 2.6. Подключить амперметр к точкам 1 и 2 (соблюдая полярность-«+»прибора к точке 2, «-» к точке 1), а также вольтметр к точкам 3 и 4 (3-«-», 4-«+»). Исследовать режимы работы однофазного мостового выпрямителя с RС - фильтром, повторяя пункты 2-5 (см. выше).

Рис. 2.6

Контрольные вопросы

1. Принцип действия однофазного однополупериодного выпрямителя?

2. Принцип действия однофазного двухполупериодного выпрямителя?

3. Принцип действия однофазного мостового выпрямителя?

4. Основные отличия, достоинства и недостатки соответствующих схем?

5. Принцип действия емкостного фильтра?

6. Принцип действия индуктивного фильтра?

7. Приведите основные типы фильтров?

8. Сравнить характеристики работы С и RC-фильтров.

 

Лабораторная работа №3

Управляемые выпрямители с использованием лабораторного стенда «электроника»

Цель работы: исследование схемы управляемого тиристорного выпрямителя (см. стр. 6, рис. 2).

Теоретическое введение

Управляемым называется такой выпрямитель, который, кроме выпрямления переменного напряжения, одновременно осуществляет регулирование напряжения. Управляемый выпрямитель (УВ) получает­ся из обычного заменой в нем неуправляемых вентилей (диодов) управляемыми вентилями - тиристорами. Регулирование осуществля­ется задержкой отпирания очередного тиристора в пределах полупе­риода сетевого напряжения. Угол задержки отпирания тиристора, называемый углом управления а, отсчитываемого от момента естест­венного отпирания вентиля, т.е. от момента, в который к вентилю начинает прикладываться положительное напряжение. Для выпрямите­лей, питающихся от однофазной сети, этот момент совпадает с мо­ментом перехода сетевого напряжения через ноль.

Схема УВ, собранного по схеме с нулевой точкой, показана на рисунке 3.1.

Рис. 3.1 Схема управляемого выпрямителя

Преимущество этой схемы состоит в наличии общей точки като­дов тиристоров V1 и V2. При этом упрощается подключение системы управления к выпрямителю. На вход выпрямителя переменное напря­жение от двух вторичных обмоток L. Эти напряжения сдвинуты на угол α = 180ْ. Система управления (СУ) вырабатывает импульсы управления, временное положение которых можно изменять в пределах полупериода сетевого напряжения. До подачи импульса управления тиристоры закрыты и напряжение на нагрузке равно ну­лю. В момент подачи импульса управления открывается соответст­вующий тиристор и с этого момента к нагрузке прикладывается напряжение вторичной обмотки трансформатора. Изменяя угол управле­ния α, можно регулировать среднее значение выпрямленного напря­жения, которое определяется из выражения:

 

где - среднее значение выпрямленного при угле управления α = 0, т.е. выпрямленное напряжение обычного неуправ­ляемого выпрямителя.

Последнее выражение определяет регулировочную характеристику УВ. Из него видно, что среднее значение выпрямленного напряжения при изменении угла от 0 до 180 градусов плавно уменьшается от значения Ucpo до 0. Таким образом, преимущество УВ состоит в возможности плавной регулировки среднего значения выпрямленного напряжения.

 

Недостатки УВ следующие:

1. Усложнение схемы, так как необходима система управления выпрямителя.

2. Увеличение коэффициента пульсаций выпрямленного напряже­ния и ухудшение его гармонического состава. Это происходит за счет искажения формы выпрямленного напряжения и появления скач­ков напряжения в момент отпирания тиристоров.

3. Появление сдвига по фазе между током и напряжением в первичной обмотке трансформатора. Таким образом, даже при чисто активной нагрузке УВ потребляет из сети реактивную мощность.

Если нагрузка начинается с емкости и тиристоры управляются короткими импульсами, то из-за появления угла отсечки при малых углах управления могут быть пропуски включения тиристоров (напряжение на конденсаторе больше, чем питающее напряжение). Поэтому УВ, как правило, не применяют для работы на нагрузку емко­стного характера.