Если считать, что напряжение отпирания диодов в схеме трёхфазного выпрямителя с нулевой точкой равно нулю, то среднее значение выходного напряжения выпрямителя при работе на активную нагрузку:
где ТП - период пульсаций выходного напряжения выпрямителя (ТП=Т/3).
Из диаграммы выходного напряжения выпрямителя с нулевой точкой размах и амплитуда пульсаций:
Тогда коэффициент пульсаций:
Недостатком трёхфазного выпрямителя с нулевой точкой является подмагничивание сердечника трёхфазного трансформатора выпрямленным постоянным током, протекающим по нейтральному проводу. Для снижения потерь, вызываемых подмагничиванием, либо увеличивают сечение сердечника трансформатора, либо укладывают обмотки так, чтобы происходило вычитание магнитных потоков, создаваемых постоянными токами.
В схеме трёхфазного мостового выпрямителя в любой момент времени будут открыты только два диода: один из диодов катодной группы (VD1-VD3) и один из диодов анодной группы (VD4-VD6). Какая из комбинаций диодов будет открыта, – зависит от приложенного к мосту в этот момент времени линейного напряжения. В катодной группе будет открыт тот из диодов, на аноде которого в данный момент действует наибольшее положительное фазное напряжение, в анодной группе будет открыт тот из диодов, на катоде которого в данный момент действует наименьшее отрицательное фазное напряжение.
Среднее значение выходного напряжения мостового трёхфазного выпрямителя:
Из диаграммы выходного напряжения мостового выпрямителя размах и амплитуда пульсаций:
Коэффициент пульсаций мостового выпрямителя при работе на активную нагрузку:
2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
В лабораторной работе исследуется две схемы выпрямителей (см. рис.1). Перед проведением исследований необходимо подготовить схему эксперимента согласно на рис.3.
Рис.3 Схема исследования работы трёхфазного выпрямителя
Перед сборкой схемы необходимо убедиться в исправности измерительных приборов и соединительных проводов. В схеме трёхфазного мостового выпрямителя нулевой провод к источнику не подключать.
При наблюдении формы напряжения на диоде и при исследовании мостового выпрямителя к схеме следует подключать только один канал осциллографа для исключения коротких замыканий.
Для включения лабораторного блока питания нужно перевести выключатель справа в положение ВКЛ. При этом должен загореться индикатор «СЕТЬ».
При настройке осциллографа рекомендуется устанавливать чувствительность по первому и второму каналам 10-20В/дел. При этом должна использоваться внутренняя синхронизация по первому каналу. Для настройки уровня «нуля» входным переключателем осциллографа отключить 1-й канал и, регулируя ручку перемещения луча по вертикали, установить луч на линии разметки "время/дел". Перевести входной переключатель в положение, соответствующее открытому входу усилителя вертикального отклонения луча. Аналогично следует произвести настройку 2-го канала. Регулировкой развёртки осциллографа добиться устойчивого изображения одного-двух периодов напряжения одной из фаз. При необходимости изменить чувствительность канала так, чтобы размах напряжения U2 занимал около 4/5 высоты экрана ЭЛТ осциллографа.
В отчете на осциллограммах должна быть указана цена деления по времени и напряжению.
3. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
1. Лабораторный блок питания.
2. Макет лабораторного стенда №1 по ПТ.
3. Осциллограф С1-83 (С1-93) с двумя шнурами.
4. Вольтметр В7-37 со шнуром.
5. Соединительные провода.
4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ
Записать в отчёт наименование и цель работы.
Для выданного преподавателем тока нагрузки и варианта исходных данных таблицы 1 рассчитать (см. раздел «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ»):
ü Uф (Uл) – необходимое значение фазного (линейного) напряжения;
ü Iв – действующее значение входного тока выпрямителя;
ü Iв.м., Iв.ср. – максимальное и среднее значения прямого тока, протекающего через один из вентилей выпрямителя;
ü Uобр.м. – максимальное обратное напряжение одного из вентилей.
После расчета заполнить в отчете соответствующие графы таблицы 1.
|
Исходные данные |
Результаты расчетов/измерений |
|||||||||||
|
№ |
Uн, В |
Iн, А |
Кп, % |
Uф (Uл), В |
Iв., мА |
Iв.м., мА |
Iв.ср., мА |
Uобр.м., В |
||||
|
1 |
22 |
- |
30 |
|||||||||
|
2 |
50 |
- |
7 |
|||||||||
2. ПОДГОТОВКА К ИССЛЕДОВАНИЯМ
2.1. Включить лабораторный блок питания, осциллограф, вольтметр (см. «МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА»).
2.2. По показаниям вольтметра в режиме измерения сопротивления установить необходимое значение сопротивления нагрузки.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ ТРЁХФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ С НУЛЕВОЙ ТОЧКОЙ
3.1. Измерить вольтметром фазные напряжения UA, UB, UC и записать в таблицу 1.
3.2. Подключая второй канал осциллографа последовательно к фазам B и C зарисовать в отчёт в одних координатных осях все три фазных напряжения. Определить из диаграмм начальные фазы и амплитуды фазных напряжений.
3.3. Зарисовать в отчёт осциллограмму напряжения нагрузки. Определить коэффициент пульсаций и указать значение в отчёте. Определить частоту пульсаций и указать в отчёте.
3.4. Зарисовать в отчёт осциллограмму напряжения на одном из диодов. Указать значение максимального прямого и обратного напряжений.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СХЕМЫ ТРЁХФАЗНОГО МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ
4.1. Измерить вольтметром линейные напряжения UAB, UBC, UCA и записать в отчёт.
4.2. Зарисовать в отчёт осциллограмму напряжения нагрузки. Отдельно зарисовать осциллограмму пульсирующей составляющей напряжения нагрузки. Определить коэффициент пульсаций и указать значение в отчёте. Определить частоту пульсаций и указать в отчёте.
4.3. Зарисовать в отчёт осциллограмму напряжения на одном из диодов. Указать значения максимального прямого и обратного напряжений.
5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
Наименование и номер работы. Цель работы. Таблица 1 с результатами расчетов и измерений. Схемы выпрямителей с осциллограммами работы.
6. ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Симметричная трёхфазная система: схема соединения э.д.с. звездой и векторные диаграммы, фазное и линейное напряжения.
2. Трехфазный выпрямитель с нулевым проводом: схема и её недостаток, диаграммы работы (размах пульсаций, амплитуда пульсаций, среднее значение), коэффициент пульсаций при работе на активную нагрузку.
3. Трехфазный мостовой выпрямитель: схема, диаграммы работы (размах пульсаций, амплитуда пульсаций, среднее значение), коэффициент пульсаций при работе на активную нагрузку.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.