Работа и характеристика им­пульсного преобравователя постоянного напряжения, выполненного на баве однооперационного тиристора

Страницы работы

Содержание работы

Каф. ЭС

Лабораторная работа №3

ДонГТУ

ИППН

ЭС-04-2

Цель работы - ознакомиться с работой и характеристиками им­пульсного преобравователя постоянного напряжения , выполненного на баве однооперационного тиристора.

1. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

На лицевой стороне макета лабораторной установки изображена принципиальная схема исследуемого импульсного преобравователя постоянного напряжения ( ИППН ), расположены приборы для ивмере­ния напряжения и тока нагрузки, ручки резисторов управления и на­грузки, тумблеры включения и переключения схемы.

Схема исследования ( рис. 1 ) представляет собой ШИР посто­янного напряжения с принудительной емкостной коммутацией рабочего тиристора VS2. Регулирование среднего значения напряжения на нагрузке LhRh осуществляется путем включения и выключения тирис­тора V32 в определенные моменты времени. Изменение момента вклю­чения рабочего тиристора осуществляется изменением величины рези­стора R1. Регулированием сопротивления этого резистора изменяют постоянную времени заряда конденсатора С1 до напряжения переклю­чения Unepl управляющего динистора VS1.

. Время, эа которое конденсатор С1 зарядится до напряжения пе­реключения динистора VS1, определяется ив известного уравнения:

                                                               ( l )

где Unepi.В - напряжение переключения динистора VS1;

Еа,В - напряжение источника питания постоянного тока; Ti-(Rl+RH)Cl,c - постоянная времени цепи варяда конден­сатора С1.

Изменение момента времени выключения рабочего тиристора VS2 осуществляют "регулированием сопротивления резистора R2. При этом изменяют постоянную времени перезаряда конденсатора С2 от напряжения Еа до напряжения переключения Unep2 коммутирующего ди­нистора VS3.


Время перезаряда можно найти из выражения:

(2)

где Unep2.В-напряжение переключения коммутирующего динистора; Т2 - C2-R2,с-постоянная времени цепи перезаряда С2.

С открыванием коммутирующего динистора, рабочий тиристор VS2 закрывается,т.к. к нему прикладывается обратное напряжение,в те­чение времени tBoccT.cx. варяда коммутирующего конденсатора С2 черев динистор коммутирующий VS3,источник питания Еа,нагрузку RH и отсекающий диод VD2.

Время протекания разрядного тока ic(t) конденсатора С2 можно найти, воспользовавшись схемой замещения (рис.2) контура коммута­ции на этапе приложения к рабочему тиристору VS2 обратного напря­жения при работе ИППН на активную нагруэку RH.

Рис.2. Разрядный ток конденсатора С2 без учета потерь в коммутирую­щем дииисторе VS3 и источнике питания Еа

 

 

                                                                         (3)
-  ток нагрузки в момент коммутации ;

Uc(0) - напряжение на коммутирующем конденсаторе на на­чало коммутации.

7 Решение уравнения ( 3 ) имеет вид:

lc(t)=A e-t/p,                                             ( 4 )

где А - параметр цепи коммутации (рис.2 ), определяемый из ( 3 ) на начало коммутации ; Tp-CS'Rh - постоянная времени контура коммутации в соот­ветствии с принятыми выше допущениями. Ввиду того,что при параллельной коммутации к рабочему тирис­тору прикладывается  обратное  напряжение  лишь  только  при 1с(Ь)>1н. а также принимая общепринятое допущение,что за время коммутации рабочего тиристора ток нагрузки 1н остается таким же, как и на начало коммутации 1Н(0), получаем:

                                                                    ( 5 )

гдеUc(0)=UПер2.В - напряжение на коммутирующем конденсаторе С2 на начало коммутации;t =tвост.cx.  время, предоставляемое рабочему тиристору схемой коммутации для восстановления за­пирающих свойств.

Параметры нагрузки ИППН изменяют при помощи переключателя SA2. При установке переключателя в положение "1" *нагрузка ИППН, будет чисто активная, а при установке в положение "2V - актив­но-индуктивная. В случае активно-индуктивной нагрузки параллельно цепи нагрузки переключателем SA2 подключается обратный диод VD1.B лабораторной работе предусматривается три величины индуктивности нагрувки LH.

Схему исследования подключают к источнику питания Ее выклю­чателем SA1.

Для измерения напряжения и тока нагрузки служат вольтметр PV на 40 В и амперметр РА на 200 мА. Для снятия осциллограмм на от­дельных элементах ИППН служат гневда XS1-XS7.

Параметры схемы исследования:

Cl-0,1 мкФ; С2-0.47 мкФ; R1-1,0-69.О кОм; R2-3,3-13,3 кОм;

Rh-0,2-1,2 КОм.

Минимальному значению сопротивлений соответствует крайнее правое положение потенциометров.

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

2.1.  Решить уравнение (1), (2) и (5) относительно времени, подставив соответствующие значения постоянных времени .

2.2.  Изобразить примерную осциллограмму напряжения на актив­ной нагрузке при максимальных и минимальных значениях сопротивле­ний R1 и R2.

3. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

3.1.  Выяснить влияние величины сопротивления резисторов R1 и R2 на характер осциллограммы напряжения на нагрузке RH( XS1-.XS3 ) при активной и активно-индуктивной нагрузках. Сделать вывод в от­чете .

3.2.  Зарисовать следующие осциллограммы напряжений в схеме при активной нагрузке RH«1.2 кОм (см.п.4.1-4.3): Еа ( XS1;XS7 ), UH( XS1.XS3 ), Uc1( XS5.XS7 ), Uc(XS4;XS7 ), Uс2(XS6.XS4 ), UVS3( XS6;XS7 ).

Осциллограммы зарисовать при следующих параметрах схемы:

а)   R1-69 кОм,  R2-13.3 кОм;

б)   R1-1.0 КОм,  R2-13.3 кОм;

в)   R1-69 кОм,  R2« 3,3 кОм.

3.3.    Рассчитать с помощью выражений (1) ч (2) соответственно время паузы и время импульса в осциллограмме напряжения на наг  рузке при R1-69 кОм, R2-13.3 КОм и RH-1,2 кОм. При расчетах использовать результаты п.2.1. Результаты рас­четов сравнить с экспериментальными данными п.3.2 а.

 3.4.   Наблюдать осциллограммы, указанные в п.3.2 при актив­ но-индуктивной нагрузке и различных индуктивностях 1н.

З.б. Выяснить влияние сопротивления нагрузки RH да время, представляемое рабочему тиристору VS2 для восстановления опираю­щих свойств tBOCCT.cx.• Сделать вывод в отчете .

3.6.  Уменьшить длительность развертки осциллографа, чтобы tboccT.cx. на экране составляло 2-4 деления . Измерить длитель- ность tBOccT.cx. при максимальной и минимальной активной нагрузке (см.п.4.5 ). Зарисовать упомянутые две осциллограммы напряжения на рабочем тиристоре в одной системе координат .

3.7.  Рассчитать время tBoccT.cx. по выражению, полученному в П..2.1., и сравнить с результатами измерений предыдущего пункта.

3.8.    Снять и построить регулировочную характеристику UH(f) ШШН при R - 1,2 кОм. R2 - 3,3 кОм, LH- положение "3", R1 - var (см.п.4.б).

3.9.    Снять и построить нагрузочную характеристику Uh»Oh) ИППН при  R2 • 3,3 кОм, R1 - 1,0 кОм, LH - положение "2", RH - var (см.п.4.7).

4. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

4.1.  Осциллограммы напряжений перерисовать, используя сетку на экране осциллорафа С1-83. Одно деление сетки должно соответс­твовать 1см в отчете.

4.2.Рекомендуемые установки осциллографа при снятии осцил­лограмм напряжений:

-  усиление -"2 В/дел.", множитель "хЮ";

-  развертка -"внутр.", " - ", "2 мс/дел.", множитель "xl";

-  режим синхронизации - " ждущий ".

4.3.  При осциллографировании внимательно следить еа тем, чтобы кезаземленный вход осциллографа ( щуп белого цвета ) всегда включался в гнезда схемы исследования, имеющие положительный по­тенциал.

4.4.  При оформлении отчета по лабораторной работе произвести компоновку осциллограмм во времени.

4.5.Рекомендуемые установки осциллографа при измерении вре­мени Ьвосст.сх. приложения к рабочему тиристору обратного напря­жения :

-  усиление - "1В/дел.", множитель "х10";

-  развертка-"внутр."," - ","0,2 мс/дел.", множитель "х 0,2";

-  режим синхронизации - "ждущий". Параметры схемы исследования:

R1- 1,0 кОм. R2- 3,3 кОм, RH- var.

4.6.    При снятии регулировочной характеристики с помощью ос­ циллографа измерить период выходного напряжения, а  астоту вычис­ лить . Измерения внести в табл.1.      

Таблица 1

T, мс

Uн

f,Гц

4.7. При снятии нагрузочной характеристики измерения внести в табл.2.

Таблица 2

Iн,мА

Uн, B

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5.1.  Цель работы.

6.1.  Принципиальная схема лабораторной установки.

5.1.  Рабочее гадание (сокращенное содержание п.3.1-3.9).

5.2.  Таблицы 1 и 2.

5.3.  Расчеты предварительного задания.

5.4.  Три комплекта осциллограмм, скомпонованных по осям вре­мени, соответствующие пункту 3.2 рабочего задания.

5.5.  Расчеты по пункту 3.3.

5.6.  Две осциллограммы в одной временной системе координат и измерения по п.3.6.

5.7.  Расчеты по пункту 3.7.

б.10.Регулировочная и нагрузочная характеристики.

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
94 Kb
Скачали:
0