2018-02-13
756
Тиристорами
1. Цель работы
1.1. Ознакомление с принципом работы и назначением элементов принципиальной схемы системы импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорами управляемого выпрямителя.
1.2. Исследование основных характеристик и временных диаграмм работы электронных узлов системы управления.
2. Описание лабораторного стенда
Работа проводится на стенде, описанном в лаб. работе №1.
Система управления выполнена по одноканальной схеме с распределением импульсов на выходе, что обеспечивает согласованную последовательность включения тиристоров управляемого выпрямителя, собранного по мостовой схеме.
Принципиальная схема системы управления (рис.2) содержит: узел синхронизации (Тр,R1,D1,D2), формирователи противофазных прямоугольных напряжений (VT1,VT2), формирователь синхроимпульсов с частотой 2fс (D2.1), генератор пилообразного напряжения (VT3,DA1),пороговое устройство (DA2), формирователь длительности импульсов (С2,VT4), схемы совпадения (D2.2,D2.3) и выходные усилители импульсов на транзисторах VТ5 и VТ6 с импульсными трансформаторами на выходе.
|
|
|
Изменение угла регулирования α осуществляется потенциометром R16, который изменяет напряжение регулирования Uрег, подаваемое на вход порогового устройства. При помощи резистора R6 осуществляется ограничение максимального значения угла регулирования α.
 |
3. Подготовка к работе
3.1. Изучить по конспекту лекций и литературе [1,3] следующие вопросы:
а) принцип работы и регулировочные характеристики управляемых выпрямителей на тиристорах;
б) методы расчета узлов систем управления тиристорами.
3.2. Составить функциональную схему исследуемой СИФУ.
3.3. Используя заданные параметры элементов схемы и диапазон изменения регулирующего напряжения, согласно табл.1 рассчитать значения сопротивлений резисторов R5 и R6 генератора пилообразного напряжения (ГПН), обеспечивающие изменение угла регулирования α в пределах от 0 до 180 эл. град.
Таблица 1
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| С1,мкФ | 0,1 | 0,22 | 0,68 | 0,1 | 0,22 | 0,68 |
| Uрег,В | 0÷10 | 0÷10 | 0÷10 | 0÷5 | 0÷5 | 0÷5 |
3.4. Используя известные значения элементов принципиальной схемы, рассчитать значение емкости конденсатора С2, обеспечивающее формирование длительности импульса управления tи в соответствии с заданным вариантом (табл. 2).
Таблица 2
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| tи, мкс | 20 | 50 | 100 | 40 | 60 | 120 |
3.5. Рассчитать и построить теоретическую регулировочную характеристику системы управления α=f(Uрег), используя полученные данные п.3.3.
3.6. Используя данные, полученные в п.3.5, рассчитать и построить теоретическую зависимость среднего значения напряжения на выходе управляемого выпрямителя в функции от регулирующего напряжения Ud=f(Uрег).
|
|
|
3.7. Начертить временные диаграммы работы в контрольных точках системы управления для заданного (табл. 3) значения угла регулирования α.
Таблица 3
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| α, эл. град. | 30 | 45 | 60 | 90 | 120 | 150 |
3.8. Подготовить тетрадь для выполнения лабораторной работы и оформления отчета.
4. Программа работы
4.1. Установить на наборном поле лабораторного стенда планшет с исследуемой схемой.Установить на стенде элементы в соответствии с результатами домашних расчетов.
4.2. Подать в схему управления регулирующее напряжение Uрег и проверить возможность регулирования фазы управляющих импульсов изменением Uрег.
4.3. При помощи резистора R6 установить ограничение максимального угла регулирования αмакс=175 эл. град.
4.4. Зарисовать и объяснить осциллограммы напряжений в контрольных точках системы управления при заданном (см. п.3.7) значении угла регулирования α.
4.5. Снять регулировочную характеристику системы управления α=f(Uрег), совместить с теоретической характеристикой, полученной расчетным путем (п.3.5), на одном рисунке. Объяснить результаты.
4.6. Обратить внимание на соответствие экспериментальных параметров системы управления и теоретических, полученных расчетным путем при подготовке к работе (диапазон изменения угла регулирования α, длительность импульсов управления tu). Объяснить причины расхождений результатов.
5. Указания к выполнению работы
5.1. Ограничение максимального значения угла регулирования α производят при максимальном заданном значении напряжения регулирования Uрег=5В (10В) (см. табл.1).
5.2. При снятии осциллограмм использовать двухлучевой осциллограф или одноканальный осциллограф с внешней синхронизацией. Импульсы для синхронизации развертки осциллографа подавать с одного из выходов системы управления.
5.3. При расчете элементов ГПН можно воспользоваться следующим соотношением:
,
где α - угол регулирования управляемого выпрямителя, эл. град.;
Uрег- напряжение регулирования, B;
Uп =15В - напряжение питания ГПН, В;
fC = 50 Гц - частота напряжения сети;
- электромагнитная постоянная интегратора, с,
.
5.4. При расчете элементов формирователя длительности импульсов можно воспользоваться следующим приближенным соотношением:
.
5.5. Теоретическую регулировочную характеристику по п.3.6 можно рассчитать, используя данные, полученные в п.3.5, воспользовавшись известным соотношением:
Ud=Ud0 * Cos α - для активно-индуктивной нагрузки;
Ud=Ud0 * (1+Cos α) / 2 -для активной нагрузки.
Контрольные вопросы
1. Объяснить назначение СИФУ.
2. Перечислить требования, предъявляемые к СИФУ.
3. Объяснить назначение и принцип работы электронных узлов, входящих в систему управления.
4. Объяснить необходимость ограничения минимального и максимального значений угла регулирования a. Каким образом в схеме осуществляется ограничение значений угла регулирования?
5. Объяснить принцип действия и методику расчета фазосдвигающего устройства (на примере домашнего задания).
6. Объяснить принцип действия и методику расчета формирователя длительности импульса управления (на примере домашнего задания).
