4.5. Емкостной фильтр образуется переключением SA4 в верхнее положение, а SA3 в верхнее (конденсатор C1) или нижнее (конденсатор С2) положение. Г - образный LC-фильтр получают переключением SA4 в нижнее положение, SA3 в нейтральное, а SA6 в верхнее (конденсатор С3) или нижнее (конденсатор С4) положение. Выбор дросселя L1 или L2 производится переключением SA5. Все указанные выше фильтры получают при помощи вставки №6. Остальные фильтры (с компенсацией, параллельным и последовательным резонансом) имеют отдельные вставки (№7, №8, №9).
5. Содержание отчета
Наименование и цель работы. Схемы фильтров, осциллограммы, таблицы с результатами расчетов и измерений. Анализ результатов, выводы по работе.
6. Вопросы к защите лабораторной работе
6.1. Назначение, схемы и принцип действия фильтров.
6.2. Расчет коэффициентов пульсаций и сглаживания.
Лабораторная работа №3
Исследование трехфазных выпрямителей
1. Цель работы
изучение работы схем трехфазных выпрямителей, ознакомление с их расчетом, внешними характеристиками и осциллограммами напряжений и токов в различных элементах этих схем, экспериментальная проверка основных соотношений между токами и напряжениями.
2. Теоретические сведения
2.1. Схема трехфазного нулевого выпрямителя
 |
Работа схемы иллюстрируется диаграммами (рис. 3.2), построенными для режима активно-индуктивной нагрузки без учета коммутации вентилей (g=0). Из диаграммы вторичных фазных напряжений (рис. 3.2, а) видно, что в течение времени 2p/3 напряжение одной фазы относительно нулевой точки трансформатора выше напряжения двух других фаз.
Ток в каждом вентиле протекает в течение одной трети периода (рис.3.2, б) и прекращается тогда, когда потенциал анода работающего вентиля становится ниже потенциала катодов. Переход тока от одного вентиля к другому происходит в момент пересечения кривых фазных напряжений (точки J1, J2, J3). Выпрямленный ток idпроходит через нагрузочное сопротивление Rdнепрерывно (рис. 3.2, б).
В каждый момент времени мгновенное значение выпрямленного напряжения иd определяется мгновенным значением положительной части кривой напряжения той фазы, с которой соединен работающий вентиль.
Среднее значение выпрямленного напряжения при холостом ходе, когда на выходе выпрямителя включен только вольтметр
Ud0 = 1.17U2 , (3.1)
где U2 – действующее значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора.
Среднее значение за период тока вентиля трехфазной нулевой схеме
Ia =Id /3 , (3.2)
где Id – среднее значение тока в нагрузке.
Обратное напряжение на вентиле ub в данной схеме равно междуфазному (линейному) напряжению вторичных обмоток трансформатора (рис. 3.2, в), так как анод неработающего вентиля присоединен к одной из фаз, а катод через работающий вентиль присоединен к другой фазе вторичной обмотки трансформатора.
Максимальное значение обратного напряжения на диоде
(3.3)
По среднему значению тока и максимальному значению обратного напряжения выбираются вентили.
Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора, если считать, что ток вентиля, а, следовательно, и ток во вторичной обмотке трансформатора имеет вид прямоугольника с высотой Idи основанием (в общем случае) 2p /m находим из уравнения (для m-фазного выпрямителя)
Для трехфазной схемы, где каждый вентиль работает в течение одной трети периода (m =3), находим
(3.4)
В схемах с выводом нулевой точки трансформатора во вторичной обмотке ток в любой момент протекает только в одной фазе, в то время как в первичной обмотке работают все три фазы. Это приводит к появлению нескомпенсированной намагничивающей силы, которая вызывает в сердечнике трансформатора магнитный поток Ф0, называемый потоком вынужденного намагничивания. Поток Ф0 замыкается через воздух и кожух трансформатора. Наличие постоянной составляющей потока вынужденного намагничивания в сердечниках приводит к увеличению намагничивающего тока трансформатора, а также к необходимости увеличения сечения сердечника трансформатора во избежание его насыщения.
Действующее значение первичного фазового тока, если принять кривую этого тока прямоугольной, находят из уравнения
(3.5)
где k = U1/U2 – коэффициент трансформации трансформатора.
Типовая мощность трансформатора, определяющая его размеры
(3.6)
где Pd – мощность, потребляемая нагрузкой.
2.2. Схема трехфазного мостового выпрямителя
Мостовая схема выпрямления трехфазного тока (схема Ларионова) показана на рис. 3.4. Вентили в этой схеме комплектуются в две группы:
– катодная (верхняя по схеме), у которой объединены катоды;
– анодная (нижняя по схеме), у которой объединены аноды.
Между общей точкой катодов и общей точкой анодов этих групп присоединяется нагрузка. По отношению к внешней цепи общая точка катодов является положительным полюсом, а общая точка анодов – отрицательным полюсом.
В схеме Ларионова работают одновременно два вентиля: один из нижней группы и другой из верхней так, что нагрузка в любой момент присоединяется к двум фазам вторичной обмотки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.