double arrow

Теоретические сведения к лабораторной работе. Выпрямители, позволяющие регулировать в заданных пределах величину выпрямленного напряжения, называются управляемыми

Выпрямители, позволяющие регулировать в заданных пределах величину выпрямленного напряжения, называются управляемыми. Есть два способа регулирования: изменением величины подводимого к выпрямителю напряжения или, что встречается наиболее часто, использованием свойств управляемых вентилей с полной или частичной управляемостью. Простейший управляемый выпрямитель — однофазный однополупериодный, схема которого приведена на рисунке 2, а.

Рисунок 2 – Схема однофазного однополупериодного выпрямителя (а) и диаграммы его работы на активную нагрузку (б, в, г)

В качестве силового вентиля здесь используется тиристор. Система управления (СУ) формирует ток управления вентилем. Чтобы тиристор перешел в проводящее состояние необходимо выполнение одновременно двух условий: наличие положительного потенциала на аноде относительно катода Uак и наличие в цепи управления тока, достаточного для включения тиристора при данной величине Uак.

Пусть в положительный полупериод ЭДС e2 система управления формирует сигнал на включение тиристора со сдвигом по фазе на угол α относительно нуля. Тогда ток в нагрузке на интервале α..π будет протекать под действием выпрямленного напряжения Ud (рис. 2, в). В точке π тиристор закроется, т.к. полярность e2 сменится на противоположную. Снова открыться тиристор сможет только, когда система снова подаст сигнал на его включение, в точке (2π+α). При этом постоянная составляющая выпрямленного напряжения равна:

.

Из рисунка 2, г, видно, что кроме обратного (запирающего напряжения) , к вентилю прикладывается еще и прямое напряжение на участке 2π..(2π+α):

.

Описание виртуальной лабораторной установки

Виртуальная лабораторная установка для исследования работы однофазного однополупериодного управляемого выпрямителя показана на рисунке 3. Для построения модели выпрямителя необходимы следующие блоки:

· однофазный источник переменного напряжения AC Voltage Source,

· тиристор Thyristor,

· источник импульсного сигнала Pulse Generator, формирующий импульсы управления тиристором (моделирует систему управления СУ), причем величина угла управления тиристором α определяется длительностью фазовой задержки (Phase Delay) генератора по следующей формуле: , или в зависимости от желаемого угла управления α в поле Phase Delay заносится величина (в данной модели при настройке блока Pulse Generator использовано значение , а угол управления тиристором соответственно равен 30˚, см. раздел «Краткое описание используемых блоков и первоначальная настройка параметров моделирования»),

· последовательная RLC цепь Series RLC Branch, моделирующая активную нагрузку выпрямителя,

· измерители мгновенного значения тока и напряжения Current Measurement и Voltage Measurement,

· блок измерения действующего значения напряжения питания RMS E2.

Рисунок 3 – Модель однофазного однополупериодного управляемого выпрямителя

Порядок и методика выполнения лабораторной работы

1. Составить модель однофазного однополупериодного выпрямителя, изображенную на рисунке 3 (раздел «Описание виртуальной лабораторной установки»).

2. Установить параметры всех блоков, составляющих модель выпрямителя, согласно приведенным выше настройкам (раздел «Краткое описание используемых блоков и первоначальная настройка параметров моделирования»).

3. Убедиться, что измеренное блоком RMS E2 действующее значение напряжения питания действительно равно .

4. Меняя угол управления от 0 до 180 градусов, понаблюдать изменение напряжения на нагрузке и тиристоре, для отчета снять диаграммы токов и напряжений при значении угла управления в 60 градусов.

5. Построить регулировочную характеристику. Для этого модель дополнена двумя блоками частотного анализа Fourier, в каждый из которых вносится основная частота 50 Гц и номер исследуемой гармоники, в данном случае исследуются гармоники с номерами 0 и 1. На цифровых дисплеях будут отображаться амплитуды выбранных гармоник выходного напряжения. Изменяя угол управления от 0 до 180 градусов с шагом 30 градусов, снять соответствующие значения напряжений, внести их в таблицу 1 и на одном графике построить зависимость выходного напряжения от угла управления для каждой гармоники. Кривая, соответствующая нулевой гармонике, будет одновременно и регулировочной характеристикой.

Таблица 1

α, гр. UН0, В UН1, В
     

Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен включать:

1. Цель работы;

2. Схема виртуальной лабораторной установки.

3. Формы кривых токов и напряжений (блок Scope), снимаемых для одного значения угла управления.

4. Таблица с результатами моделирования и построенные характеристики зависимости выходного напряжения выпрямителя от величины угла управления.

 

Лабораторная работа №2


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: