Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОДНОФАЗНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ,
РАБОТАЮЩИХ НА АКТИВНУЮ НАГРУЗКУ
1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ
выпрямителей
1.3 Проверить и проанализировать соотношения между напряжениями, токами и мощностями для однофазных схем выпрямления.
2.1 Бушуев В.М. Электропитание устройств связи. – М.: Радио и связь, 1986. С. 55…56.
2.2 Сизых Г.Н. Электропитание устройств связи. – М.: Радио и связь, 1982. С. 66…71.
3 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
3.1 Повторить по [2.1] и [2.2] работу однофазных схем выпрямления при работе на активную нагрузку.
3.2 Подготовить ответы на вопросы самопроверки.
3.3 Подготовить бланк отчета.
4.1 Для чего предназначены выпрямители?
4.2 Приведите примеры устройств, питающихся от источника постоянного напряжения.
4.3 Какие выпрямители наиболее часто используются для преобразования однофазного напряжения?
4.4 Какие схемы выпрямления называются однополупериодными, двухполупериодными?
4.5 Чему равна частота пульсаций и коэффициент пульсации первой гармоники в двухполупериодных схемах выпрямления однофазного тока?
4.6 Назовите основные параметры полупроводниковых диодов, по которым они выбираются для работы в выпрямительном устройстве.
4.7 Что называется внешней характеристикой выпрямителя?
4.8 Перечислите достоинства и недостатки однофазной схемы Миткевича.
4.9 Перечислите достоинства и недостатки мостовой схемы выпрямления.
4.10 Из-за чего максимальное обратное напряжение на диоде в выпрямителе со средней точкой в два раза больше, чем в мостовом выпрямителе при одинаковом выходном напряжении?
4.11 Благодаря чему КПД выпрямителя, выполненного по схеме со средней точкой выше, чем выполненного по мостовой схеме?
5.1 Макет лабораторной работы.
5.2 Осциллограф С1-72.
6.1 Проверка подготовки студентов к лабораторной работе по вопросам самопроверки.
6.2 Ознакомиться с расположением органов управления макета (тумблеров, гнезд, переключателей) и осмыслить их назначение. Принципиальная схема макета представлена на рисунке 1.1.
6.3 Ознакомиться с измерительными приборами макета (вольтметрами PV1 и PV2 и миллиамперметрами РА1 и РА2) и определить цену деления каждого прибора.
6.4 Ознакомиться с органами управления осциллографа и осмыслить их назначение.
6.5 Снять внешнюю характеристику однофазного выпрямителя по схеме Миткевича и мостового выпрямителя, для чего:
6.5.1 Подключить нагрузку к однофазному выпрямителю по схеме Миткевича (переключатель S4 в верхнем положении).
6.5.2 Закоротить сопротивление шунта (переключатель S3 в нижнем положении).
6.5.4 Переключателем S5 ступенчато увеличивать ток нагрузки, при каждом его переключении записывать показания приборов РА2 и РV2 (средние значения напряжения на нагрузке и тока нагрузки ) в соответствующие графы таблицы 1.1.
6.5.5 Подключить нагрузку к мостовой схеме (переключатель S4 в нижнем положении).
6.5.6 Повторить п. 6.5.4.
6.6 По данным таблицы 1.1 построить графики зависимости = f ().
Таблица 1.1 −Результаты исследования однофазных схем выпрямления
|
Положение переключателя S5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Схема Миткевича |
, В (РV2) |
||||
|
, мА (РА2) |
|||||
|
Мостовая схема |
, В (РV2) |
||||
|
, мА (РА2) |
6.7 Проверить соотношения между напряжениями, токами и мощностями в схемах выпрямления однофазного тока, для чего:
6.7.1 Подключить нагрузку к выпрямителю по схеме Миткевича .
6.7.2 Закоротить сопротивление шунта .
6.7.3 Установить максимальный ток нагрузки (переключатель S5 в положении 4).
6.7.4 Записать показания приборов РV1, РА1, РV2 и РА2. Вольтметр РV1 измеряет действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а миллиамперметр РА1 действующее значение тока через вторичную обмотку трансформатора.
6.7.5 Рассчитать полную мощность вторичной обмотки трансформатора , активную мощность, потребляемую нагрузкой и отношения ,и . Сравнить расчетные значения с теоретическими.
6.7.6 Подключить нагрузку к мостовой схеме выпрямления и повторить п.п. 6.7.2 6.7.5.
6.8.2 К выходу схемы Миткевича подключить нагрузку.
6.8.3 На макете установить максимальный ток нагрузки.
6.8.4 Подключить осциллограф к верхней вторичной полуобмотке трансформатора (гнезда Х1 – Х2),. Зарисовать осциллограмму напряжения.
6.8.5 Подключить осциллограф к нижней полуобмотке (гнезда Х2 – Х3) и зарисовать осциллограмму напряжения.
6.8.6 Расшунтировать (переключатель S3 в верхнем положении), подключить к нему осциллограф (гнезда Х4 – Х5) и зарисовать осциллограмму тока верхней полуобмотки.
Таблица 1.2 −Результаты исследований и расчетов
|
Схема |
Миткевича |
Мостовая |
|
|
Положение переключателя S2 |
Левое |
Правое |
|
|
Положение переключателя S5 |
4 |
4 |
|
|
Опытные данные |
, В (PV1) |
||
|
, мА (РА1) |
|||
|
, В (PV2) |
|||
|
, мА (РА2) |
|||
|
Расчетные данные |
/ |
||
|
= · , ВА |
|||
|
= · , Вт |
|||
6.8.7 Зашунтировать , подключить осциллограф к выходу выпрямителя (гнезда Х8 – Х9) и зарисовать осциллограмму напряжения на нагрузке.
6.8.8 При зашунтированном подключить осциллограф к диоду V1 (гнезда Х5 – Х6) и зарисовать осциллограмму обратного напряжения на этом
вентиле.
6.11 Составить отчет по работе.
6.12 Ответить на контрольные вопросы.
7.1 Наименование и цели лабораторной работы.
7.2 Перечень приборов и оборудования.
7.3 Схема макета лабораторной работы.
7.5 Результаты измерений и вычислений (таблицы 1.1 и 1.2).
7.6 Графики зависимости = f().
7.7 Осциллограммы напряжений на вторичной обмотке трансформатора, тока через вторичную обмотку трансформатора, напряжения на нагрузке и обратного напряжения на диоде для обеих схем.
8 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
8.1. Определите по внешним характеристикам, сопротивление какого из выпрямителя (выпрямителя со средней точкой или мостового) больше.
8.2 Для чего предназначено сопротивление в схеме лабораторного макета (рисунок 1.1).
8.3 Изобразите временную диаграмму напряжения на диоде, указав периоды открытого и закрытого
стояний.
Студент должен знать ответы на контрольные вопросы. Должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, анализировать результаты измерений.
Выпрямители предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный.
Наиболее распространенные схемы выпрямителей, питающихся от однофазной сети переменного тока, приведены на рисунке 1.2. С правой стороны от собственно схем выпрямителей на рисунке 1.2 показаны виды нагрузок, на которые эти выпрямители обычно работают на практике.
Однополупериодный выпрямитель (рисунок 1.2, а) применяется в основном при работе на нагрузку емкостного характера, в редких случаях — на чисто активную нагрузку. Его достоинствами являются простота, минимальное число элементов, невысокая стоимость, возможность работы без трансформатора. К существенным недостаткам однополупериодного выпрямителя относятся: высокий коэффициент пульсации = 1,57; низкая частота пульсации (первая ее гармоника имеет частоту, совпадающую с частотой, питающего выпрямитель напряжения); высокое обратное напряжение на вентиле; плохое использование трансформатора, так как его габаритная мощность более чем в три раза превышает мощность, отдаваемую в нагрузку на постоянном токе; подмагничивание сердечника трансформатора постоянным током. Перечисленные недостатки являются причиной ограниченного применения однополупериодных выпрямителей на практике.
Двухполупериодная схема со средней точкой (рисунок 1.2, б) по существу представляет собой два параллельно включенных однополупериодных выпрямителя, работающих поочередно через полпериода выпрямляемого напряжения. Используется в основном при нагрузке емкостного или индуктивного характера, при активной нагрузке применяется редко. Основными преимуществами данной схемы по сравнению с однополупериодной являются: меньший коэффициент пульсации = 0,67; повышенная частота пульсации (первая ее гармоника имеет частоту, вдвое большую частоты питающего напряжения); возможность использования диодов с общим катодом или анодом одного источника. Основными недостатками схемы являются усложненная из-за наличия среднего отвода во вторичной обмотке конструкция трансформатора и высокое обратное напряжение на вентилях равное, как и в однополупериодной схеме.
Рисунок 1.2 Схемы выпрямителей, питающихся от однофазной сети переменного тока: а) однополупериодная; б) двухполупериодная со средней точкой; в) мостовая
Мостовая схема (рисунок 1.2, в) из всех двухполупериодных схем выпрямителей, работающих от однофазной сети переменного тока, обладает наилучшими технико-экономическими показателями. В сравнении с предыдущей схемой выпрямитель не требует усложнения трансформатора, характеризуется лучшим его использованием, допускает работу без трансформатора, обеспечивает вдвое меньшее обратное напряжении на вентилях. Недостатки мостовой схемы: большое число вентилей, повышенное прямое падение напряжения на вентильном звене и недопустимость установки полупроводниковых вентилей на одном радиаторе без изолирующих прокладок.
На рисунке 1.3 изображены временные диаграммы напряжений и токов, действующих в одно- и двухполупериодных схемах при активной нагрузке.
а)б)
в)
Рисунок 1.3 Временные диаграммы токов и напряжений , действующих в активной нагрузке при однополупериодном (б) и двухполупериодном (в) выпрямлениях переменного напряжения (a).