Преобразователи постоянного напряжения (Лабораторная работа № 3)

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Л а б о р а т о р н а я    р а б о т а    №3

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы: ознакомление с принципами построения преобразователей постоянного напряжения; ознакомление с видами модуляции; снятие характеристик преобразователей.

Общие сведения

В устройствах электротехники и промышленной электроники широко применяют источники регулируемого постоянного напряжения, например, в регулируемых электроприводах. Так, в двигателе постоянного тока регулирование частоты вращения можно осуществлять изменением напряжения на якоре либо изменением тока возбуждения. Постоянное напряжение можно регулировать с помощью управляемых выпрямителей, которые при больших углах управления    aимеют низкий коэффициент мощности на нагрузке. Более предпочтительным является преобразователь со входом на постоянном напряжении. Здесь принципиально возможно построение структуры двух типов:

а)  без промежуточного звена переменного тока - импульсные    преобразователи;

б) со звеном переменного тока - конверторные  преобразователи.

I. Импульсные преобразователи (ИП)

Работа ИП основана на периодическом подключении источника, постоянного напряжения Е к нагрузке (рис.3.1 а). Если ключ считать идеальным, то напряжение на нагрузке будет иметь форму прямоугольных импульсов с амплитудой, равной напряжению источника питания. Регулируя время открытого состояния ключа по отношению к периоду коммутации, можно плавно изменять среднее значение напряжения на нагрузке. Диаграммы напряжения и тока нагрузки приведены на рис.3.1 б.

Введя понятия скважности импульсов Qн =Т / tn >1   коэффициента заполнения

n =1/Qн = tn / T, можно определить среднее значение напряжения на нагрузке

Т

Uн.ср = 1/Т ∫Uн dƒ  = n E.

0                          Т      2

Действующее значение напряжения        Uн = √¯(1/Т ∫Uн dƒ)  = n E .                                                              

0                                                             

Для преобразования импульсного напряжения в постоянное служит демодулятор, состоя-щий из дросселя Dpи диода VD (рис. 3,2 а). Частично или полностью функции дросселя могут выполнять обмотки электрических машин. Диаграммы напряжений и токов для такого принци-па построения ИП приведены на рис. 3.2 б.

В течение интервала проводимости в дросселе накапливается энергия, а в течение интер-вала паузы эта энергия передается нагрузке через диод VD. Ток источника іd будет пульсирующим, а ток нагрузки іn  будет изменяться по экспоненциальному закону c постоянной времени    τн = Lд / Rн. При τн > tn ток іnстановится непрерывным, что позволяет исключить коммутационные перенапряжения на обмотках. Среднее и действующее значения напряжения определяются приведенными ранее формулами.

При рассмотренном принципе построения ИП возможны следующие методы регулирова-ния выходного напряжения:

а) путем изменения интервала проводимости ключа (широты импульса)   tn при неизменном периоде Т (рис.3,3 а). Такой метод регулирования получил название  широтно-импульсного, а сам преобразователь широтно-импульсного   преобразователя (ШИП);

б) путем изменения частоты следования импульсов при постоянст-                                                                 ве интервала проводимости (рис.3.3 б). Этот метод получил наз-  вание  частотно -импульсного регулирования, а преобразователь-                                             

частотно -импульсного преобразователя (ЧИП);

в) комбинированный метод, включающий два предыдущих. 

ШИП- более сложный в реализации, однако предпочтительнее при включении в схему фильтров, настроенных на заданную частоту, либо при нагрузке, содержащей резонансные контуры. ЧИП реализуется более простыми и экономичными устройствами.

ИП постоянного напряжения подразделяются на  нереверсивные и реверсивные. Последние представляют собой автономные мостовые инверторы напряжения, используемые для регулирования электроприводов, рассмотрение которых в данной работе не предусматривается. Нереверсивные ИП, в свою очередь, подразделяются в зависимости от способа соединения ключа и нагрузки на последовательные (наиболее распространенные) и  параллельные. Применение последовательных ИП ограничено условием, когда напряжение нагрузки ниже напряжения источника питания. При необходимости получения напряжения нагрузки, превышающего напряжение, источника питания, применяются параллельные ИП.

в)  комбинированный метод, включающий два предыдущих.

Похожие материалы

Информация о работе

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