2018-02-13
310
Перед тем как приступить к выполнению лабораторной работы, необходимо тщательно изучить соответствующие разделы лекционных курсов, а также материалы литературных источников [1 - 4].
Программа каждой лабораторной работы предполагает моделирование принципиальных схем на компьютере с последующим их исследованием в различных режимах.
Моделирование может быть проведено в системе визуального моделирования MATLAB - Simulink [5, 6].
Отчёт по каждой лабораторной работе должен содержать результаты исследований схем на лабораторных стендах и результаты схемотехнического моделирования на компьютере. В конце работы должен быть сделан краткий сравнительный анализ и выводы по проделанной работе.
Лабораторная работа № 1
Исследование однофазного управляемого
Выпрямителя на тиристорах
Цель работы
Ознакомление с принципом работы и характеристиками однофазного управляемого выпрямителя при работе на активную и активно-индуктивную нагрузки.
|
|
|
2. Описание лабораторного стенда
Стенд выполнен в виде автономного устройства, подключаемого при помощи кабеля к сети. На лицевой панели стенда расположено наборное поле с гнездами для коммутации схемы. При проведении работы на наборное поле накладывается планшет с исследуемой схемой, на котором имеются отверстия для подключения к контрольным точкам схемы. Все необходимые соединения в схеме осуществляются на наборном поле при помощи перемычек.
На передней панели стенда установлен потенциометр R16, предназначенный для изменения регулирующего напряжения, с помощью которого можно изменять угол регулирования , и потенциометр R6, с помощью которого ограничивается максимальное значение угла регулирования .
Включение установки осуществляется тумблером “Сеть“, установленным на передней панели стенда.
Принципиальная схема стенда содержит силовую часть и систему управления тиристорами. Установив соответствующие перемычки в силовой части стенда, можно собрать схему однофазного мостового управляемого выпрямителя на тиристорах VS1-VS4 (рис.1). К выходу выпрямителя могут подключаться активная (перемычка Х3 - Х4) или активно-индуктивная (перемычка Х3 - Х5) нагрузки. Средние значения напряжения и тока контролируются вольтметром V1 и амперметром A1.
Установив перемычку Х1 - Х2, можно к выходу управляемого выпрямителя подключить обратный вентиль VD.
Схема управления тиристорами одноканальная с распределением импульсов на выходе схемы для управления тиристорами в соответствующий полупериод питающего напряжения. Фаза управляющих импульсов регулируется одновременно для всех тиристоров изменением величины регулирующего напряжения Uрег при помощи резистора R16.
|
|
|
 |
Рис. 1
3. Подготовка к работе
3.1. Изучить по конспекту лекций и литературе [1,2] следующие вопросы:
а) принцип работы и регулировочные характеристики управляемых выпрямителей на тиристорах;
б) принцип работы и назначение элементов системы управления тиристорами.
3.2. Зарисовать теоретически построенные временные диаграммы работы исследуемого управляемого выпрямителя для активной и активно-индуктивной нагрузок (без обратного диода и с обратным диодом) для углов регулирования в соответствии с вариантами задания:
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| α, эл. град | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 |
3.3. Рассчитать и построить теоретические регулировочные характеристики управляемого выпрямителя Udα =f(α) для активной и активно-индуктивной нагрузок (Udo=30 В).
3.4. Подготовить тетрадь для выполнения лабораторной работы и оформления отчета.
4. Программа работы
4.1. Установить на наборное поле стенда планшет с исследуемой схемой.
4.2. Установив соответствующие перемычки в силовой части стенда, собрать схему однофазного мостового управляемого выпрямителя (рис.1). Подсоединить к выходу управляемого выпрямителя активную нагрузку. Подать в схему управления регулирующее напряжение Uрег.
4.3. Проверить возможность регулирования фазы управляющих импульсов при помощи изменения Uрег во всем диапазоне изменения α.
4.4. При помощи резистора R6 установить ограничение максимального угла регулирования αмакс = 175 эл. град.
4.5. Снять и построить регулировочную характеристику управляемого выпрямителя Udα=f(α).
4.6. Зарисовать и объяснить осциллограммы выходного напряжения ud, тока нагрузки id, тока вентилей iVS1 и iVS2, тока вторичной обмотки трансформатора i2, напряжения между анодом и катодом одного из тиристоров Uак, напряжений управления тиристорами при заданном (см. п. 3.2) значении угла α.
4.7. Подсоединить к выходу управляемого выпрямителя (без обратного диода) активно-индуктивную нагрузку и провести исследования по пунктам 4.5 и 4.6 при α < 90 эл. град. и α > 90 эл. град.
4.8. Подсоединить к выходу управляемого выпрямителя обратный диод и исследовать работу схемы по пунктам 4.5 и 4.6 при работе на активно-индуктивную нагрузку.
4.9. Зарисовать и объяснить осциллограммы в контрольных точках системы управления.
5. Указания к проведению работы
5.1. Регулирующее напряжение Uрег в систему управления подается при помощи перемычки, устанавливаемой между выводом подвижного контакта потенциометра R16 и выходом системы управления.
5.2. Ограничение максимального значения угла регулирования α проводится при Uрег = 10 В.
5.3. При снятии осциллограмм использовать двухлучевой осциллограф. При использовании одноканального осциллографа необходимо применять внешнюю синхронизацию или синхронизацию от сети.
5.4. При оформлении отчета все регулировочные характеристики совместить на одном рисунке, а временные диаграммы начертить одна под другой в одном масштабе времени.
Контрольные вопросы
1. Объяснить назначение управляемого выпрямителя.
2. Объяснить принцип действия мостовой схемы управляемого выпрямителя при работе на активную и активно-индуктивную нагрузки.
3. Сравнить и объяснить особенности регулировочных характеристик при работе на активную и активно-индуктивную нагрузки.
4. Объяснить работу управляемого выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку при углах регулирования α > 90 эл. град.
5. Объяснить работу и особенности характеристик управляемого выпрямителя с обратным диодом.
|
|
|
Лабораторная работа № 2
