Ознакомление с трехфазной нулевой, трехфазной мостовой и эквивалентной двенадцатипульсной схемами неуправляемых выпрямителей

Кафедра ЭС

Лабораторная работа № 2

ЭПС-05

ДонГТУ

Трехфазные выпрямители

Горбачев А.А.

 Цель работы – ознакомление с трехфазной нулевой, трехфазной  мостовой и эквивалентной двенадцатипульсной схемами неуправляемых выпрямителей, а также изучение влияния явления коммутации вентилей на работу и характеристики выпрямителей.

1 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

          Макет лабораторной установки позволяет исследовать четыре схемы выпрямления:

          – трехфазную нулевую (рис.1,а);

          – трехфазную мостовую с соединением обмоток трансформатора Y/Y (рис. 1, в);

          – трехфазную мостовую с соединением обмоток трансформатора Y/ (рис. 1, г);

          – эквивалентную двенадцатипульсную схему, получаемую за счет последовательного соединения двух последних схем.

          Выбор схемы осуществляется переключателем «П». При установке упомянутого переключателя в положение «0» лабораторная установка полностью выключена. Положению «1»  соответствует подключение трехфазной нулевой схемы выпрямления, о чем сигнализирует лампочка, установленная в непосредственной близости от указанной схемы. Положению «2» соответствует подключение трехфазной мостовой схемы с соединением обмоток трансформатора Y/Y, а положению «3» – трехфазной мостовой схемы с соединением обмоток трансформатора Y/. При установке переключателя «П» в положение «4» исследуется эквивалентная двенадцатипульсная схема выпрямления. Индикация каждой упомянутой выше схемы осуществляется соответствующими лампочками.

          С целью исследования работы той или иной схемы под нагрузкой предусмотрена цепь (рис.1,б), состоящая из нагрузочного реостата R_н , ключа В1 холостого хода, амперметра A_d и вольтметра V_d  выпрямленного тока. Названная нагрузочная цепь автоматически подключается при переключении переключателя «П» выводами «а» и «б» к одноименным точкам на выходе соответствующей схемы выпрямителя.

          Вольтметр V₂ предназначен для измерения действующего значения переменного линейного напряжения в соответствующей схеме выпрямления. С целью уменьшения габаритов лабораторной установки на макете установлен один вольтметр с переключателем на два положения: «V₂~ 50 В» и «V_d=100 В».

          Для осциллографирования  токов в первичной обмотке трансформатора Тр предусмотрены шунты R₁₁, связанные с контрольными точками Г1-Г2 и Г8-Г9. Шунты R_ia включенные последовательно с соответствующими вентилями, позволяют осциллографировать анодные токи этих вентилей. Для осциллографирования выпрямленного напряжения предназначены контрольные точки Г19 и Г20.

          Контрольные точки Г5-Г7, Г11-Г12 и Г17-Г18 предусмотрены для осциллографирования линейного переменного напряжения вторичной обмотки трехфазного трансформатора Тр, а контрольные точки Г5-Г6, Г10-Г11 и Г15 и Г16 – для осциллографирования напряжения аножд-катод на вентиле соответствующей схемы выпрямления.

2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

          2.1 Для указанных в лабораторной работе четырех схем выпрямления рассчитать теоретическое соотношение U_d/U_2л (коэффициент выпрямления).

          2.2 Вычислить среднее выпрямленное напряжение U_d для каждой схемы выпрямления, если действующее значение линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора U_2л=28 В.

3 РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

          3.1 Осуществляя последовательное переключение переключателя «П», произвести измерение с помощью вольтметров V_d и V₂ напряжений U_d и U_2л в каждой схеме выпрямления при холостом ходе (ключ В1 выключен). Найти отношение U_d/U_2л  и сравнить с теоретическим.

          3.2 Зарисовать, используя рекомендации, приведенные в нижеследующих «Указаниях по выполнению работы», осциллограммы напряжений U_2л, U_d, U_а а также осциллограммы токов i_a i_i. Осциллограммы токов зарисовать при максимальной нагрузке (ключ В1 включен, R_н установлен в крайнее по часовой стрелке положение).

          3.3 Изучить явление коммутации тока в вентилях, для чего при исследовании трехфазной мостовой схемы выпрямления с соединением вторичной обмотки трансформатора Y/Y (переключатель «П» в положение «2») произвести осциллографирование анодного тока вентиля V3, выходящего из работы, и вентиля V5 – вступающего в работу.

          3.4 снять и построить внешнюю характеристику выпрямителя U_d=f(I_d). Внешнюю характеристику снимать для эквивалентной двеннадцатипульсной схемы выпрямления (переключатель «П» в положение «4»).

4 УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

          4.1 При выполнении п. 3.1 рабочего задания рекомендуется перед снятием измерений с помощью вольтметров V_d и V₂ определить цену большого и малого делений приборов. Результаты измерений п. 3.1 внести в таблицу 1.

          Таблица 1 – Результаты измерений п. 3.1

4.2 При снятии осциллограмм с экрана осциллографа С1–83 использовать сетку. Одно деление сетки на экране осциллографа принять равным 1 см (двум клеточкам тетрадного листа).

          Переключатель развертки осциллографа рекомендуется установить на 5 мс/дел множитель «х1». Синхронизация – внешняя с помощью сетевого напряжения, подаваемого на вход синхронизации осциллографа.

          Для осциллографирования напряжений входной делитель (аттенюатор) установить на 2 В/дел, множитель «х10». При осциллографировании выпрямленного напряжения U_d (контрольные точки Г19 и Г20) а также анодного напряжения U_d вентилей (например, контрольные точки Г5 и Г6 в схеме 1) необходимо внимательно следить, чтобы щуп, связанный с корпусом осциллографа (щуп черного цвета), был подключен к контрольным точкам, имеющим отрицательный потенциал (Г20, Г6, Г10, Г15).

          Для осциллографирования анодных токов вентилей i_a  входной делитель рекомендуется установить на 20 мВ/дел., множитель «х10», а для осциллографирования токов i₁первичной обмотки трансформатора на 5 мВ/дел., множитель «х10». По технике безопасности нулевая точка первичной обмотки трансформатора заземлена, поэтому при осциллографировании первичного тока i₁ щуп, связанный с корпусом осциллографа, необходимо включать в контрольные точки Г2 или Г9.

          4.3 При снятии внешней характеристики выпрямителя результаты измерений внести в таблицу 2. Значение тока I_d увеличивать, примерно, через 2 А. Нулевое значение тока получать отключением ключа В1.

Таблица 2 – Результаты измерений при снятии внешней 

                     характеристики выпрямителя

5 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

          5.1 Цель работы.

          5.2 Принципиальная схема лабораторной установки.

          5.3 Таблицы 1 и 2.

          5.4 Осциллограммы напряжений и токов, увязанные во

                    времени, для каждой схемы выпрямления.

          5.5 Внешняя характеристика.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М.: 

       Высш.шк., 1982.– 496 с., (с. 331-340)

Руденко В.С., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники. – М.: Высш. Шк..,1980.–424 с. (с.69-70).