Исследование регулятора переменного напряжения (лабораторная работа)

Работа 5

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛЯТОРА ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

Цель работы: исследование режимов работы регулятора переменного напряжения.

В лабораторной работе исследуется трехфазный тиристорный регулятор напряжения, управляемый от микроконтроллера на базе однокристальной микроЭВМ серии 1816.

Изменение подводимой к нагрузке мощности осуществляется с помощью тиристорного преобразователя напряжения, состоящего из двух встречно-паралельно включенных тиристоров (рис. 5.1) с фазовым способом регулирования. При фазовом способе регулирования изменятся фаза импульсов управления относительно момента естественного отпирания вентилей. При положительной полуволне напряжения сети  Uc  тиристор  V2  оказывается под обратным напряжением, и находиться в закрытом состоянии. Тиристор V1 находиться под прямым напряжением и отпирается при подаче сигнала  Uу1  на управляющий электрод в момент φ=α (рис. 5.2). При этом напряжение на нагрузке Uн  возрастает скачком и далее повторяет напряжение сети, а ток Iн  повторяет форму напряжения. В момент φ=π=180° полярность напряжения меняется, ток Iн  уменьшается до нуля и тиристор V1  запирается. Для того чтобы открыть тиристор V2, необходимо в момент φ=π+α=180°+α подать на него управляющий импульс Uуz. Напряжение на нагрузке Uн вновь становится равным Uc.

Тиристор V2 в момент φ=2π=360°закрывается.

При увеличении угла отпирания тиристоров α интервал передачи мощности из сети к нагрузке уменьшается, и мощность в нагрузке падает.

Если нагрузка активно-индуктивная, то индуктивность нагрузки препятствует резким изменениям тока и увеличивает длительность его протекания через тиристор (Рис.5.3).

5.1 Описание и порядок включения лабораторной установки

В состав лабораторной установки, входят: универсальный стенд ЭММ-1 и сменный блок (МПРН).

Сменный блок МПРН (Рис.5.4) содержит микропроцессорный контролер (МК), блок (БТ), содержащий тиристоры ТК1-ТК3, оптронные датчики прохождения напряжения фазы через нуль(момента естественной коммутации вентилей ) D01-D03  и нагрузочные устройства .’R’, ‘R-L’.

В режиме регулирования после при хода сигнала D от датчика в соответствующей фазе ПТ формируется отрицательный импульс Uвых (Рис.5.5). На это время прекращается подача напряжения на управляющие электроды тиристоров этой фазы и они находятся в закрытом состоянии. Длительность импульса Uвых.  определяется числом N, загружаемым в счетчик данного канала. Управляющие сигналы с выходом МК через усилители подаются на

управляющие электроды тиристоров каждой из фаз. Задавая различные зна

чения числа N (от 1 до 15) с помощью декадного переключателя (ДК), мы осуществляем изменение угла отпирания тиристоров.

Порядок включения установки:

1.  Стенд ЭММ-1:

-  на панели №1 стенда включить тумблер «сеть»,

-  включить тумблер источника регулируемого трехфазного напряжения и плавно увеличить напряжение до 220 В.

2.  Сменный блок МПРН:

-  в исходном состоянии все тумблеры сменного блока выключены,

-  включить тумблер «Uпит.» микроконтроллера,

-  нажать кнопку «Сброс»,

-  включить осциллограф и присоединить щупы к гнездам «100Гц», «OUT», «┴».

5.2. Зависимость угла отпирания тиристоров α от значения программной задержки N.

Набрать на декадном переключателе ДП N=1. Нажать кнопку «Сброс» (см.рис.5.4). С помощью осциллографа измерить длительность программной задержки tзад. (рис.5.5). Результаты измерений занести в таблицу 5.1.

Повторить измерения для N=2…15. Угол α рассчитывается по формуле α=πtзад/T100 (T100=10 мс).