Лабораторная работа № 3

Исследование тиристорных регуляторов переменного

Напряжения

Цель работы

    Ознакомление с принципом работы и характеристиками однофазного тиристорного регулятора переменного напряжения при работе на активную и активно-индуктивную нагрузки.

    2. Описание лабораторного стенда

Работа выполняется на стенде, описанном в лаб. работе №1.

Рис. 3

 

Принципиальная схема регулятора содержит силовую часть и систему управления тиристорами. Установив соответствующие перемычки в силовой части стенда можно собрать схему однофазного регулятора напряжения (рис. 4) работающего на активную или активно–индуктивную нагрузку.

Рис. 4

Для управления тиристрами регулятора применена одноканальная система управления с распределением импульсов на выходе схемы на тиристоры VS1 и VS2. Система регулирования обеспечивает изменение угла регулирования тиристорами a в пределах от нуля до 180 эл. град. Имеется возможность ограничения минимального значения углаа регулирования, что необходимо при работе на активно–индуктивную нагрузку.

    3. Подготовка к работе

    3.1. Изучить по конспекту лекций и нижеприведенной литературе следующие вопросы; принцип работы и регулировочные характеристики однофазного регулятора переменного напряжения на тиристорах при работе на активную и активно–индуктивную нагрузи. Обратить внимание на ограничение диапазона устойчивости работы регулятора на активно–индуктивную нагрузку.

    3.2. Зарисовать теоретически построенные временные диаграммы работы регулятора на активную нагрузку для углов регулирования a в соответствии с вариантами заданий табл.

Таблица 6

Вариант	1	2	3	4	5	6
α , эл. град	30	60	90	120	150	180

 

    3.3. Рассчитать критический угол регулирования α _КР регулятора работающего на нагрузку имеющую следующие параметры: L_Н=0.5 Гн, R_Н=50 Ом.

    3.4. Рассчитать и построить теоретические регулировочные характеристики регулятора U_Н.ЭФФ = f (a) для активной и активно–индуктивной нагрузок (действующее значение напряжение на входе регулятора равно 30 В).

    3.5. Подготовить тетрадь для выполнения лабораторной работы и оформления отчёта.

    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 тиристорного регулятора переменного напряжения (рис.4). Подсоединить к выходу регулятора активную нагрузку.

4.3. Подать в схему управления регулирующее напряжение U_рег. Проверить возможность регулирования фазы управляющих импульсов при помощи изменения U_рег во всем диапазоне изменения α.

    4.4. Установить ограничение максимального угла регулирования на уровне a _МАКС = 175 эл. град.

    4.5. Снять и построить регулировочную характеристику регулятора U_Н.ЭФФ= f (a).

    4.6. Зарисовать и объяснить осциллограммы выходного напряжения u_Н, тока нагрузки i_Н, тока вентилей i_VS1 и i_VS2, напряжения между анодом и катодом тиристоров U_а–к, напряжения управления тиристорами (u_У1, u_У2) при заданном (см. п. 3.2) значении угла α.

    4.7. Подсоединить к выходу регулятора активно-индуктивную нагрузку и провести исследования по пунктам 4.5. и 4.6., для значения угла регулирования α > j, где .

    4.8. Определить экспериментальным путём значение критического угла регулирования α _КР.

    4.9. Экспериментально определить значение угла сдвига j тока и напряжения на активно–индуктивной нагрузке. Сравнить полученное значение угла j и значения критических углов регулирования  _КР полученные расчётным путём (п.3.3.) и экспериментальным методом (п.4.8).

4.10. Зарисовать осциллограммы напряжения нагрузки u_Н при a < a_КР = j. Объяснить полученные результаты.

    5. Указания к проведению работы

    5.1. Регулирующее напряжение (U_рег) 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 U_рег = 10 В.

    5.3. При снятии осциллограмм использовать двухлучевой осциллограф. При использовании одноканального осциллографа необходимо применять внешнюю синхронизацию или синхронизацию от сети.

    5.4. Для экспериментального определения a_КР необходимо установить значение угла регулирования a > 90 эл. град. и затем уменьшая величину a определить значение a при котором наступает срыв в работе регулятора. Значение угла регулирования при котором наблюдается срыв в работе регулятора соответствует значению критического угла регулирования. Срыв в работе регулятора можно определить осциллографом по диаграмме напряжения на нагрузке, либо по вольтметру измеряя действующее напряжение на нагрузке.

    5.5. У гол сдвига j между током и напряжением при активно–индуктивной нагрузке можно определить сравнивая по фазе диаграммы тока и напряжения на нагрузке. Для этого вместо встречно–параллельно включённых тиристоров установить закорачивающую перемычку.

5.6. При оформлении отчета все регулировочные характеристики совместить на одном рисунке, а временные диаграммы должны быть начерчены одна под другой в одном масштабе времени.

    Контрольные вопросы

    1. Объяснить назначение тиристорного регулятора переменного напряжения.

    2. Объяснить принцип действия регулятора при работе на активную и активно–индуктивную нагрузки.

    3. Сравнить и объяснить регулировочные характеристики регулятора при работе на активную и активно-индуктивную нагрузки.

    4. Объяснить особенности работы регулятора при углах регулирования α <j.

    5. Объяснить возможные причины срыва в работе регулятора при a < j.

6. Объяснить способы повышения устойчивости работы регулятора при активно–индуктивной нагрузке.

Лабораторная работа №4 “Исследование понижающего регулятора постоянного напряжения”

Цель работы

Изучение принципа работы и определение основных параметров и характеристик импульсного регулятора (преобразователя) постоянного напряжения понижающего типа.