Теоретическая часть отчета

ИСЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО, МОСТОВОГО ВЫПРЯМИЛЕЛЯ

Отчет по лабораторной работе № 2

по дисциплине «Основы преобразовательной техники»

 

Выполнили: студенты гр. 367-1

Багинский М. М.

Валинкевич И. Ю.

«»2010 г.

 

Принял:

Иванов А. Ю.

«»2010 г.

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1 Исследовать работу однофазных выпрямителей на различные виды нагрузок.

1.2 Исследовать влияние сглаживающих фильтров разных типов на форму выпрямленного напряжения и потребляемого тока.

1.3 Изучить характер изменения зависимости для однофазных схем выпрямления при отсутствии и наличии фильтров разных типов.

1.4 Сопоставить внешние характеристики, полученные экспериментально, с расчетными.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ОТЧЕТА

Схема мостового выпрямители и диаграммы, поясняющие ее работу на различного типа нагрузки, приведены на рис. 2.1.

Рассмотрим работу выпрямителя на активную нагрузку рис. 2.1, а, считая при этом что и . В первом полупериоде от нуля до начало вторичной обмотки (на схеме обозначено точкой) имеет положительный потенциал по отношению к концу обмотки. Диоды VD1 и VD4 открыты, и ток нагрузки протекает по следующей цепи: начало вторич­ной обмотки, диод VD1, сопротивление нагрузки , диод VD4, конец обмотки. К сопротивлению нагрузки приложено фазное напряжение обмотки (считаем, что диоды идеальны, и падение напряжения на них равно нулю). Диоды VD2, VD3 закрыты и к ним приложено обратное отрицательное напряжение и . На рис. 2.1, г приведены временные диаграммы тока и обратного напряжения диодов VD1 и VD4. Выпрямленное напряжение и ток (рис. 2.1, б) представляют собой однополярные полуволны питающего переменного напряжения и потребляемого фазного тока соответственно. Кратность частоты пульсаций кривой выпрямленного напряжения по отношению к частоте сети равна двум.

Особенность работы выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку заключается в том, что ток нагрузки сглажен (при ), и изменяется форма кривой токов в диодах и во вторичной обмотке трансформатора (рис. 2.1, д – ж) и тока, потребляемого из сети. Процесс коммутации групп диодов не изменяется, так как при смене полярности фазового напряжения в обмотках идеального трансформатора ток мгновенно меняет свое направление, и переход тока с диода на диод происходит в моменты прохождения через ноль напряжения вторичной обмотки. Действующее значение тока во вторичной обмотке равно току нагрузки: .

Сглаживающее действие конденсатора при работе мостового выпрямителя на активно-емкостную нагрузку заключается в том, что, шунтируя малым емкостным сопротивлением нагрузочное сопротивление , конденсатор создает в цепи выпрямителя значительную емкостную состав­ляющую тока, которая вызывает дополнительное падение напряжения на внутреннем сопротивлении, что приводит к сглаживанию напряжения на . На рис. 2.1, з приведены диаграммы напряжения на конденсаторе и выпрямленного тока. Процессы, протекающие в схеме мостового выпрямителя, аналогичны процессам в выпрямителе со средней точкой вторичной обмотки трансформатора. Отличие заключается в том, что во вторичной обмотке протекает переменный ток без постоянной составляющей (рис. 2.1, к), а максимальное напряжение, прикладываемое к диодам, определяется ам­плитудным значением напряжения вторичной обмотки трансформатора (рис. 2.1, и): .

Рис. 2.1

 

 

ХОД РАБОТЫ И ЕЕ АНАЛИЗ

3.1 Для схем выпрямления однофазного тока (однополупериодной, с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора, мостовой) снять осциллограммы при наличии индуктивностей рассеяния и без них:

– выпрямленного напряжения при холостом ходе и максимальном токе нагрузки;

– обратного напряжения на вентиле;

– фазных токов и токов вентилей .

 

 

Рис. 3.1.1 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока без наличия индуктивностей рассеяния выпрямленного напряжения при холостом ходе.

 

 

Рис. 3.1.2 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока без наличия индуктивностей рассеяния выпрямленного напряжения при максимальном токе нагрузки.

 

 

Рис. 3.1.3 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока при наличия индуктивностей рассеяния выпрямленного напряжения при холостом ходе.

 

 

Рис. 3.1.4 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока при наличия индуктивностей рассеяния выпрямленного напряжения при максимальном токе нагрузки.

 

 

 

Рис. 3.1.5 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока при наличия индуктивностей рассеяния обратного напряжения на вентиле.

 

 

Рис. 3.1.6 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока без наличия индуктивностей рассеяния обратного напряжения на вентиле.

 

 

Рис. 3.1.7 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока без наличия индуктивностей рассеяния фазных токов .

 

 

Рис. 3.1.8 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока при наличия индуктивностей рассеяния фазных токов .

 

 

 

Рис. 3.1.9 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока без наличия индуктивностей рассеяния токов вентилей .

 

 

Рис. 3.1.10 Осциллограмма мостовой схемы выпрямления однофазного тока при наличия индуктивностей рассеяния токов вентилей .

 

 

3.2 Снять и построить внешние (нагрузочные) характеристики при введенных индуктивностях рассеяния и без них:

- для выпрямителя без фильтра;

- для выпрямителя с С-фильтром;

- для выпрямителя с L-фильтром;

- для выпрямителя с LС-фильтром;

- для выпрямителя с RС-фильтром.

 

Таблица 3.2.1 Экспериментальные данные для построения внешней (нагрузочной) характеристики без введения индуктивностей рассеяния.

 

№	Без фильтра	С -фильтром	С -фильтром	С -фильтром	С -фильтром
		22,3		29,9		22,7				24,8
	1,2		1,2	29,4	1,2	22,4	1,2	26,5	1,2	23,9
	1,4	21,7	1,4	28,9	1,4	22,1	1,4	26,1	1,4	23,2
	1,6	21,5	1,6	28,4	1,6	21,8	1,6	25,7	1,6	22,4
	1,8	21,3	1,8	27,8	1,8	21,5	1,8	25,3	1,8	21,8
		20,9		27,3		21,3		24,6		21,3
	2,2	20,7	2,2	26,7	2,2	21,1	2,2		2,2	20,9
	2,4	20,4	2,4	26,2	2,4	20,7	2,4	23,4	2,4	-
	2,6	20,2	2,6	25,7	2,6	20,5	2,6	22,7	2,6	-
	2,8	19,9	2,8	-	2,8	20,3	2,8	22,1	2,8	-
		19,6		-				21,6		-
	3,2	19,3	3,2	-	3,2	19,6	3,2	21,1	3,2	-

 

С -фильтром

С -фильтром

Без фильтра

С -фильтром

С -фильтром

 

Рис. 3.2.1 Внешние (нагрузочные) характеристики без введения индуктивностей рассеяния.

 

 

Таблица 3.2.2 Экспериментальные данные для построения внешней (нагрузочной) характеристики при введенных индуктивностях рассеяния.

 

№	Без фильтра	С -фильтром	С -фильтром	С -фильтром	С -фильтром
		22,2		28,1		22,6				24,6
	1,2	21,9	1,2	27,7	1,2	22,2	1,2	25,7	1,2	23,5
	1,4	21,5	1,4	27,3	1,4	21,8	1,4	25,3	1,4	22,6
	1,6	21,2	1,6	26,9	1,6	21,3	1,6		1,6	21,9
	1,8	20,8	1,8	26,2	1,8		1,8	24,7	1,8	21,3
		20,4		25,6		20,8				20,7
	2,2	20,1	2,2		2,2	20,4	2,2	23,2	2,2	20,2
	2,4	19,8	2,4	24,3	2,4	20,2	2,4	22,5	2,4	-
	2,6	19,4	2,6	23,7	2,6	19,8	2,6	21,8	2,6	-
	2,8	19,1	2,8		2,8	19,5	2,8	21,2	2,8	-
		18,7		-		19,2		20,5		-
	3,2	18,2	3,2	-	3,2	18,8	3,2	19,9	3,2	-

 

 

Рис. 3.2.2 Внешние (нагрузочные) характеристики при введенных индуктивностях рассеяния.

 

3.3 По данным эксперимента определить соотношения напряжений и токов при номинальной нагрузке и без нее:

 

Сравнить их с теоретическими соотношениями.

 

Практические расчеты при номинальной нагрузке:

 

;

; ; ;

 

Практические расчеты без нагрузке:

 

;

; ; ;

 

Теоретические соотношения:

 

; ; ;

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной лабораторной работе мы исследовали работу однофазного выпрямителя. Нами была исследована однофазная мостовая схема. В ходе выполнения работы были сняты внешние характеристики схемы в случае различных типов нагрузок. Изучили характер внешней характеристики при отсутствии и наличии фильтров разных типов.В качестве нагрузок были взяты L, C, RC и LC-фильтры.