Исследование влияние схем выпрямления и фильтрации на соотношение токов в нагрузке и обмотках трансформаторов. Приобретение навыков использования различных схем выпрямления и фильтрации в трансформаторных нерегулируемых источниках питания, страница 4

Установка выполнена в виде отдельного модуля, подключаемого к источнику питания БП3 и одному амперметру лабораторного стенда через разъем. В модуле имеются понижающий трансформатор, элементы фильтра (дроссель с насыщающимся и не насыщающимся сердечниками, конденсаторы с емкостью, различающейся в два раза), собраны различные схемы выпрямления и симметричная схема удвоения напряжения. Трансформатор и дроссель с практически линейной вольтамперной характеристикой выполнены с сердечниками из электротехнической стали, имеющей индукцию в колене кривой намагничивания Т. Насыщающийся дроссель выполнен на кольцевом пермалоевым сердечнике с индукцией насыщения В_s < 0.7Т.

Нагрузка схем обеспечивается резистором переменной величины (изменение дискретно осуществляется галетным выключателем). Параметры элементов представлены на лицевой панели модуля. Сборка исследуемой схемы производится с помощью галетных переключателей, установленных на лицевой панели модуля.

Для исследования постоянной составляющей и действующего значения токов в различных местах схемы (вторичной обметке трансформатора, после выпрямителя и в нагрузке) в модуль встроены два амперметра РА4 и РА5 магнитоэлектрической и электромагнитной систем соответственно (приборы используются без дополнительных выпрямителей). Включение этих приборов в различные участки схемы (на лицевой панели они помечены римскими цифрами I− III) также производится галетным переключателем. Измерение среднего по модулю значения тока в первичной обмотке трансформатора производится миллиамперметром РА1 стенда. Для осциллографирования формы тока в различных участках схемы предусмотрены штекерные гнезда, подключенные в резисторам малой величины сопротивления (измерительные резисторы на лицевой панели модуля между гнездами не указаны).

Задачи работы

1. Установить величину напряжения первичной обмотки трансформатора, при оговоренной амплитуде магнитной индукции в сердечнике (диапазон B_m 0.8 – 1.1Т).

2. Выполнить анализ формы тока в первичной обмотке трансформатора: 

–  в режиме холостого тока (без нагрузки);

–  в режиме максимальной нагрузки (минимальное сопротивление нагрузки) для трех схем выпрямления без фильтрации и с емкостным фильтром при любой величине емкости С.

Объяснить отличие формы тока от синусоидальной и акцентировать внимание на том, как это отражается на необходимой габаритной мощности трансформатора.

3. Выполнить анализ формы тока при максимальной нагрузке (минимальное сопротивление нагрузки) в условиях двухполупериодного выпрямлении (схемы выпрямления 2 и 3) без фильтрации. Объяснить различие в форме тока в нагрузке при реализации исследуемых схем. Определить коэффициент пульсации тока для схемы выпрямления 3 и объяснить его отличие от теоретического, равного k_п= 0.707.

4. Установить, как по форме падения напряжения на дросселе, наблюдаемой с помощью осциллографа, можно выявить исполнение его сердечника (с зазором он или без зазора). Обосновать какой дроссель целесообразно использовать для целей фильтрации.

5. Определить ориентировочное значение индуктивности дросселя с разрезным сердечником, используя для этого показания стрелочных приборов, имеющихся на стенде (омическое сопротивление обмотки дросселя R_др = 1.6 Ом).

6. Снять и построить на одном графике нагрузочные характеристики источников питания U_d (I_d) при оговоренной схеме выпрямления без фильтрации, а затем и при различных схемах C, L, LC-фильтрации. Параметры фильтров должны быть выбраны и обоснованы самостоятельно. Объяснить вид полученных характеристик, акцентируя внимание на их жесткости, а также пульсации тока.