Электронная техника и преобразователи: Методические указания к выполнению лабораторных работ, страница 32

График регулировочной характеристики мостового выпрямителя представлен на рис. 6.4.

К энергетическим параметрам преобразовательной установки относится коэффициент мощности, который равен относительно активной мощности переменного тока к кажущейся, выражаемой произведением действующих значений напряжения и тока. Для цепей синусоидального тока коэффициент мощности вычисляется (определяется) следующим образом: Cosj=P/S.

Для несинусоидальных токов и напряжений, изменяющихся по периодическому закону, вводят следующее понятие коэффициента мощности:

l=P/S=n×Cosj,

где     Cosj - косинус угла сдвига по фазе основной гармоники тока относительно напряжения;

n - коэффициент искажения кривой тока, который определяется следующим образом:

.

Таким образом, в общем случае коэффициент мощности характеризует увеличение нагрузки сети и устройств электроснабжения, вызываемое сдвигом тока по фазе относительно напряжения и наличием высших гармоник тока, т.е. искажением его формы.

Определим l для рассматриваемой схемы:

.

Построим эту зависимость. (см. рис. 6.3.)

                ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

1. Изучение и опробование схем выпрямления.

2. Снятие данных и осциллограмм.

3. Построение характеристик выпрямителей:

Ø  внешних,

Ø  регулировочных,

Ø  угла коммутации от различных параметров.

4. Определение основных параметров выпрямителей по осциллограммам:

5. Проверка основных расчетных соотношений для исследуемых выпрямителей.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Мостовой несимметричный (полууправляемый) выпрямитель.

1.1. Органы управления стенда установить в исходное состояние: переключатели L_тр, L, R1 , R2, С - в положение 1, выключатель фазорегулятора - выключено, переключатель фазорегулятора - "1", регулятор угла управления тиристорами - 0.

1.2. Собрать схему рис. 6.5.

Шунты измерительные ШИ2, ШИ3, ШИ4 служат для снятия осциллограмм токов диода VD1, тиристора VS2 и вторичной обмотки трансформатора w₂. Выходы 1, 2 фазорегулятора обозначены на схеме соответственно ФР1 и ФР2. Перемычка П1 обеспечивает активный характер нагрузки выпрямителя. При положении "1" переключателя фазорегулятора импульсы на выходах ФР1 и ФР2 появляются в смежные полупериоды питающего напряжения со сдвигом на угол управления α  относительно начала полупериода (см. рис. 6.2). Регулирование одноименным регулятором изменяет величину среднего значения выпрямленного напряжения U_d. Установить R2=50Ом. Включить питание стенда и фазорегулятора.

1.3.  Подключить осциллограф и вольтметр на выход выпрямителя и получить точки зависимости среднего значения выпрямленного напряжения U_dот угла управления α . Расчет α по осциллограмме производится с учетом того, что период выпрямленного напряжения равен половине периода питающего напряжения, т.е. составляет 180°. При горизонтальной развертке 2мс/см период U_dбудет равен на экране осциллографа 50 мм, т.к. при частоте 50 Гц длительность полупериода равна 10 мс. Если, например, угол α на экране равен 20 мм, то величина его в электрических градусах составляет

Измерения производить при пяти значениях α ... α_mах (максимальное значение α , которое можно задать одноименным регулятором), 120° , 90° , 60°, α_min(минимальное значение α, которое можно задать одноименным регулятором).

1.4. При α=90° . Измерить действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора U₂ и проверить выполнение соотношения

U_d =0,9 U₂(1+cosα )/2

Объяснить, за счет каких потерь имеется отклонение от этого соотношения и вычислить эти потери.

1.5. При α=90° снять осциллограммы выпрямленного напряжения U_d , напряжения U_vd1 на диоде VD1, напряжения U_vs2 на тиристоре VS2, тока i_VD1 диода VD1, тока i_vs2 тиристора VS2, тока i₂ вторичной обмотки трансформатора. Осциллограммы показать на одном рисунке.

1.6. Изменяя сопротивление R2, получить точки внешней характеристики выпрямителя, представляющей из себя зависимость выпрямленного напряжения U_dот тока нагрузки I_d. Измерение производить при α = α_min.

1.7. Выключить питание стенда.

2. Мостовой выпрямитель.

2.1. Собрать схему рис. 6.6, установить R2=30 Ом, включить питание стенда.

2.2. Снять осциллограмму выпрямляемого напряжения U_d при α=90°.

2.3. Получить точки зависимости выпрямленного напряжения U_d от угла управления α. Измерения производить при значениях α, указанных в п. 1.4.

2.4. Установить L₁=250 мГн и удалить перемычку с L.

2.5. Снять осциллограмму выпрямленного напряжения при α =90°. Измерить и показать на осциллограмме угол α₀. Измерить и показать на осциллограмме обратное напряжение u_VS0, которое прикладывается к тиристору в момент его запирания при угле α₀.

2.6. Получить точки зависимости выпрямленного напряжения U_d от угла управления α . Измерения производить при углах управления 120°, 90°, 60°, α_min.

2.7. Снять осциллограмму напряжения u_VS на одном из тиристоров. При изображении осциллограммы прямое напряжение показывать положительным, обратное - отрицательным.

3. Управляемый выпрямитель со средней точкой трансформатора.

3.1. Собрать схему рис. 6.3,а. Установить R2=30 Ом, L=250 мГн.

3.2. Включить питание стенда, установить α=50° и снять осциллограмму выпрямленного напряжения.

3.3. Удалить перемычку с L и убедиться, что осциллограмма практически не меняется. Измерить среднее значение выпрямленного напряжения U_d при α=50°.

3.4. Получить точки зависимости U_d(α) при значениях α, перечисленных в п. 1.4.

3.5. Разорвать цепь обратного диода VD1, установить α=50° и снять осциллограмму выпрямленного напряжения.

3.6. Получить четыре точки зависимости U_d (α) при изменении α в диапазоне от α_min до 80°.

3.7. Выключить питание стенда.

4.  Тиристорный регулятор переменного напряжения.

4.1. Собрать схему рис. 6.7,а.

Установить R2=30 Ом, переключатель миллиамперметра установить в положение "~". Включить питание стенда и получить точки зависимости действующего значения тока нагрузки I_н от угла управления α при значениях α, перечисленных в п. 1.4.