Исследование мостового широтно-импульсного преобразователя с несимметричным законом управления

1. Цель работы

Исследование мостового широтно-импульсного преобразователя (ШИП) с несимметричным законом управления при работе на активно-индуктивную нагрузку с противо-э.д.с.

2. Содержание работы

Исследование регулировочных и энергетических характеристик мо­стового широтно-импульсного преобразователя (ШИП) с несиммет­ричным законом управления при работе на активно-индуктивную на­грузку с противо-э.д.с.

3. Описание виртуальной лабораторной установки

Виртуальная лабораторная установка показа­на на рис. 6.7.1. Она практически полностью повторяет модель ШИП с симметричным законом управления (рис. 6.6.1, лаб. раб. № 6). Отличие состоит в блоке управления (Control system) и в настройке блока Multimeter.

Модель блока управления показана на рис. 6.7.2..

Окно настройки параметров блока Multimeter показано на рис. 6.7.3.

Здесь, в отличие от лабораторной работы № 6, в правое поле пере­несены напряжения верхних по схеме силовых модулей и ток верхнего по схеме силового модуля, т. к. именно этот модуль наиболее загружен по току.

 

Рис. 6.7.1 Модель широтно-импульсного преобразователя

Рис. 6.7.2 Модель блока управления

 

 

Рис 6.7.3 Окно настройки параметров блока Multimeter

 

4. Порядок проведения лабораторной работы

Исследование регулировочных и энергетических характеристик мо­стового широтно-импульсного преобразователя (ШИП) с несимметрич­ным законом управления при работе на активно-индуктивную нагрузку с противо-э.д.с. проводится на виртуальной установке (рис. 6.7.1).

Параметры источника питания, нагрузки и транзисторного моста за­даются преподавателем. При самостоятельном изучении их целесооб­разно задать такими же, как на рис. 6.6.2, 6.6.3, 6.6.6. Параметры моделирования задаются на вкладке Simulation/Configuration parameters (рис. 6.6.8).

При снятии характеристик параметры R, L нагрузки остаются без изме­нения, изменяется напряжение управления от -2В до 2В с шагом 0.5 В. Характеристики снимаются для трех значений э.д.с. нагрузки 0,100, 200 В.

При этом моделирование проводится для каждого значения напря­жения управления и э.д.с. Результаты моделирования и последующих вычислений заносятся в табл. 6.7.1

Табл. 6.7.1

Данные

Измерения

Вычисления

град

В

А

В

А

А

А

В

А

Вт

Вт

Вт

 

Средний ток в источнике питания определяется по показаниям Display 1. На блоке Display (рис. 6.7.1) измеряемые величины представ­лены в следующей последовательности: (1) Средний ток нагрузки. (2) Среднее напряжение на нагрузке. (3) Средний ток в силовом полу­проводниковом модуле. (4) Действующий ток в силовом полупроводни­ковом модуле. Мгновенные значения тока питания, нагрузки и напряже­ния на нагрузке можно наблюдать на экране осциллоскопа (рис. 6.7.4).

Рис. 6.7.4 Осциллограммы тока питания, нагрузки и напряжения на нагрузке

 

В графическом окне блока Multimeter (рис. 6.7.5) наблюдаются и определяются максимальные напряжение и ток силового полупровод­никового модуля.

 

 

Рис. 6.7.5. Напряжения и ток силового полупроводникового модуля

 

Относительная продолжительность импульса напряжения на нагруз­ке определяется по формуле:

,

где Т₀ - период напряжения ГПН, a t_u определяется по осциллограмме Load Voltage (рис. 6.7.4) на горизонтали, соответствую­щей напряжению - В.

Мощность в цепи источника питания рассчитывается по выражению: , (Вт),

где - напряжение питания.

Квазистатические потери в силовом полупроводниковом модуле рассчитываются по уравнению:

,(Вт),

где - параметры силового модуля (рис. 6.6.3), - его средний и действующий ток (табл. 6.7.1).

Мощность в нагрузке определяется по выражению:

(Вт).

По результатам табл. 6.7.1 строятся:

• регулировочные характеристики ШИП ;

• энергетические характеристики ШИП , , , , , .

5. Содержание отчета

5.1. Схема виртуальной установки.

5.2. Выражения для расчета основных характеристик.

5.3. Регулировочные характеристики при трех заданных э.д.с. нагрузки.

5.4. Энергетические характеристики при трех заданных э.д.с. нагрузки.

5.5. Выводы по работе.