Исследование управляемого тиристорного выпрямителя
Импульсно-фазовый способ управления тиристором. Регулирование напряжения за счет изменения сдвига фаз между анодным напряжением и напряжением, подаваемым на управляющий электрод тиристора. Время прихода импульсов, изменение сопротивления резистора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.01.2014 |
| Размер файла | 114,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лабораторная работа
Исследование управляемого тиристорного выпрямителя
План
Введение
1. Описание лабораторной установки
2. Методические указания к выполнению экспериментальной части
3. Расчетные соотношения
4. Содержание отчета
Рекомендуемая литература
Введение
Цель работы:
Ознакомиться с импульсно-фазовым способом управления тиристором.
Изучить принцип действия и устройство однофазного управляемого тиристорного выпрямителя.
Снять временные диаграммы и угловую характеристику управляемого выпрямителя при работе на активную нагрузку.
1. Описание лабораторной установки
Исследуемый однофазный управляемый выпрямитель (рис.1) содержит:
тиристор Т, включенный по однополупериодной схеме выпрямления;
фазосмещающее устройство - мостовой фазовращатель МФВ;
блок формирования импульсов БФИ;
блок питания схемы управления БПУ.
Управляемый выпрямитель позволяет изменять величину выпрямленного напряжения. Регулирование напряжения на выходе выпрямителя сводится к управлению моментом отпирания тиристора Т. Это достигается за счет изменения сдвига фаз между анодным напряжением и напряжением, подаваемым на управляющий электрод тиристора.
В схеме реализован импульсно-фазовый способ управления по, так называемому, "горизонтальному принципу". На управляющий электрод тиристора подаются импульсы напряжения UY (рис.2), которые могут сдвигаться во времени по отношению к моменту появления положительной полуволны напряжения на аноде тиристора. В результате меняется момент отпирания тиристора. Начиная с этого момента и до конца положительной полуволны анодного напряжения, тиристор находится в открытом состоянии.
Фазовый сдвиг , соответствующий моменту отпирания тиристора, называется углом управления.
При работе выпрямителя на активную нагрузку RH, среднее значение выпрямленного напряжения определяется выражением:
(1)
На рис. 2 (а), (б), (в) изображены кривые выпрямленного напряжения
для трех значений угла управления: = 0, = 900, = 1800.
Для четкого и надежного отпирания тиристора управляющие импульсы должны иметь крутой фронт и достаточную амплитуду. Формирование управляющих импульсов осуществляется блоком БФИ.
Для изменения времени прихода импульсов на управляющий электрод тиристора необходимо смещать фазу напряжения, поступающего на вход БФИ. Если это напряжение, оставаясь неизменным по амплитуде, перемещается вдоль оси абсцисс, то такой принцип управления называют "горизонтальным". На схеме рис. 1 напряжение в цепь управления тиристора Т подается через блок БФИ от мостового фазовращателя МФВ. Фазовращатель состоит из трансформатора Тр-1 с выводом средней точки вторичтой обмотки, конденсатора С 1 и переменного резистора R1.
При изменении R1 от нуля до максимального значения фаза напряжения на диагонали моста Ucd плавно изменяется от 00 до 1800. Для иллюстрации на рис.3 приведена векторная диаграмма мостового фазовращателя. тиристор напряжение анодный электрод
Из диаграммы видно, что при изменении сопротивления резистора в пределах 0 R1 < конец вектора Ucd перемещается по дуге окружности от точки а до точки b. При этом вектор Ucd, оставаясь неизменным по величине, поворачивается на 1800.
Если напряжения вторичных обмоток трансформатора Тр-1 и Тр-2 совпадают по фазе, то фаза напряжения Ucd практически равна углу управления .
Из векторной диаграммы:
(2)
Управляющее напряжение с диагонали фазовращателя через баластный резистор R2 поступает на блок формирования импульсов БФИ. Блок выполнен на транзисторе V p-n-p типа, включенном по схеме с общим эмиттером и работающем в ключевом режиме. Нагрузкой транзистора служит резистор R3.
Амплитуда синусоидального напряжения между базой и эмиттером достаточна для создания насыщенного состояния транзистора. В отрицательный полупериод, когда база транзистора приобретает более низкий потенциал, чем эмиттер, транзистор V открывается и выходит в режим насыщения. В положительный полупериод транзистор закрывается. Вследствие этого выходное напряжение на коллекторе имеет трапецеидальную форму.
После дифференцирования трапецеидального напряжения цепочкой R4 С 4 формируются пикообразные импульсы с крутым передним фронтом. В момент насыщения транзистора создается импульс положительной полярности. При закрывании - отрицательной.
Для управления тиристором используются импульсы только положительной полярности.
Отрицательные импульсы срезаются диодом Д 1, включенным в цепь управляющего электрода тиристора Т. В ту же цепь включен резистор R5, ограничивающий амплитуду тока управления.
Визуальное наблюдение за формой управляющего импульса производится с помощью осциллографа С 1-1,на вход которого подается напряжение с резистора R5.
Питание коллекторной цепи транзистора V осуществляется от блока БПУ, состоящего из трансформатора Тр-3, мостового выпрямителя на диодах Д2; Д3; Д4; Д5 и сглаживающего фильтра С 2 R6 С 3.
Вольтметр V1 и амперметр А 1 измеряют среднее значение выпрямленного напряжения и среднее значение выпрямленного тока.
Вольтметр V2 измеряет действующее значение напряжения на вторичной обмотке силового трансформатора Тр-2.
Резистор RН служит нагрузкой управляемого выпрямителя.
2. Методические указания к выполнению экспериментальной части
1. Используя описание и рекомендованную литературу, ознакомиться с лабораторным стендом и принципом работы управляемого выпрямителя. Выписать справочные данные тиристора и основные сведения об электроизмерительных приборах в таблицу 1.
Таблица 1
|
Наименование и марка прибора |
Система измерения |
Класс точности прибора |
Диапазон измерения прибора |
|
Снять временные диаграммы Uбэ; Uкэ; UД; iy;
3. Для этого установить резистором R1 угол управления = ... (величина угла задается преподавателем) и с экрана осциллографа зарисовать кривые напряжения на базе транзистора Uбэ (точки - m; е), на коллекторе транзистора Uкэ (точки - k; e), форму импульсов после дифференцирующей цепочки UД (точки - n; e), форму импульса тока управления iy (точки - g; e), а также кривую выпрямленного напряжения на нагрузке (точки - p; q).
Для наглядности временные диаграммы рекомендуется изображать друг под другом с одинаковым масштабом по оси абсцисс, а оси ординат располагать на одной вертикали.
4. Вычислить сопротивление R1, обеспечивающее заданную величину угла управления = ... и построить векторную диаграмму мостового фазовращателя, если С 1 = 0,5 мкФ и коэффициент трансформации трансформатора Тр-1 равен 35.
По векторной диаграмме определить напряжение на диагонали мостового фазовращателя Ucd.
5. Снять угловую характеристику управляемого
.
Значения угла управления в пределах от 00 до 1800 устанавливать по шкале резистора R1 и контролировать по координатной сетке на экране осциллографа.
Результаты 7-8 измерений записать в таблицу 2.
Таблица 2
|
Показания приборов |
Расчет |
||||||
|
V1 |
I1 |
V2 |
cos |
||||
|
Градус |
В |
А |
В |
- |
В |
А |
|
0--180 |
6. Выполнить аналитический расчет угловой характеристики для тех же значений угла управления, что в п.4. Результаты вычислений записать в таблицу 2.
На одной системе координат построить угловую характеристику , полученную опытным и расчетным путем.
3. Расчетные соотношения
Напряжение вычисляется по формуле (1).
Среднее значение напряжения на выходе неуправляемого выпрямителя, выполненного по однополупериодной схеме:
.(3)
где U2 - действующее значение напряжения на вторичной обмотке силового трансформатора Тр-2.
Среднее значение выпрямленного тока:
.(4)
где RН = 165 Ом - сопротивление нагрузки выпрямителя.
4. Содержание отчета
Наименование и цель работы.
Схема установки.
Основные сведения о тиристоре и измерительных приборах.
Результаты опытов и расчетов.
Основные расчетные формулы.
Графические материалы на миллиметровке (временные диаграммы, векторная диаграмма, угловая характеристика).
Заключение о соответствии результатов расчета и опыта.
Рекомендуемая литература
1. Основы промышленной электроники / Под ред. В.Г. Герасимова. - 3-е изд. - М.: Высшая школа, 1986. - с. 122-139.
2. Электротехника. Учеб. пособие для вузов. Под ред. В.С. Пантюшина. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М., Высшая школа, 1976. - с. 200-202.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование трёхфазного управляемого выпрямителя при работе на активную нагрузку при разных углах. Включение тиристора аномальным импульсом. Расчёт напряжения источников питания. Нормальный режим управляемого выпрямителя с нагрузкой на противо–ЭДС.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 24.05.2014Понятие и функциональные особенности тиристорного преобразователя, принцип его работы, внутреннее строение и взаимосвязь элементов. Работа импульсно-фазового управления. Построение диаграммы напряжений на различных тиристорах, их сравнительное описание.
контрольная работа [567,6 K], добавлен 27.04.2015Применение полупроводниковых управляемых выпрямителей в различных отраслях промышленности. Расчет управляемого выпрямителя, питающегося от сети переменного тока с линейным напряжением 380В (фазное – 220В), работающего на электродвигателе постоянного тока.
курсовая работа [7,0 M], добавлен 27.10.2009Электрические цепи переменного тока, их параметры. Понятие и основные условия явления резонанса. Особенности изменения индуктивного и емкостного сопротивления. Анализ зависимости фазового сдвига между током и напряжением на входе контура от частоты.
контрольная работа [216,6 K], добавлен 16.01.2010Синусоидальные токи и напряжения. Максимальные значения тока и напряжения и угол сдвига фаз между напряжением и током. Тепловое действие в линейном резистивном элементе. Действующее значение гармонического тока. Действия с комплексными числами.
презентация [777,5 K], добавлен 16.10.2013Проектирование схемы электроснабжения населенного пункта по сетям напряжением 10 и 0,38 кВ от головной понизительной подстанции напряжением 110/10 кВ (35/10 кВ). Определение электрических нагрузок подстанции, питающей ответственных потребителей.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 23.03.2011Преобразование переменного тока в постоянный. Способы регулирования напряжения выпрямителей. Блочная схема тиристорного преобразователя серии "КЕМТОР". Определение параметров согласующего трансформатора. Расчет внешних характеристик преобразователя.
курсовая работа [709,2 K], добавлен 12.03.2013Определение влияния активного, индуктивного и емкостного сопротивления на мощность и сдвиг фаз между током и напряжением в электрической цепи переменного тока. Экспериментальное исследование резонансных явлений в параллельном колебательном контуре.
лабораторная работа [393,4 K], добавлен 11.07.2013Элементы электроэнергетической системы, классификация ее режимов. Регулирование напряжения и частоты в энергосистемах, баланс реактивной мощности и его связь с напряжением. Расчет мощности электроприемников и напряжения линий, выбор трансформаторов.
курсовая работа [319,5 K], добавлен 14.04.2014Переменные электрические величины, их значения в любой момент времени. Изменение синусоидов тока во времени. Элементы R, L и C в цепи синусоидального тока и фазовые соотношения между их напряжением и током. Диаграмма изменения мгновенных значений тока.
курсовая работа [403,1 K], добавлен 07.12.2011Определение сопротивления ограничивающего резистора. Расчет максимального тока через стабилитрон. Вычисление мощности, выделяемой на резисторе. Определение изменения напряжения стабилитрона в заданном диапазоне температур. Схема включения стабилитрона.
контрольная работа [43,4 K], добавлен 19.06.2015Классификация систем управления электроприводом по способу регулирования скорости. Принцип включения тиристорных регуляторов напряжения. Основные узлы системы импульсно-фазового управления. Расчет системы ТРН-АД с подчиненным регулированием координат.
презентация [384,5 K], добавлен 27.06.2014Расчет и выбор элементов выпрямителя с LC-фильтром. Определение действующего значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, значения тока вентиля, амплитуды напряжения, сопротивления конденсатора. График внешней характеристики выпрямителя.
контрольная работа [28,4 K], добавлен 21.09.2012Реконструкция подстанции "Долбино" с первичным напряжением 110 кВ белгородской дистанции электроснабжения железной дороги. Ее структурная схема и состав. Выбор монтаж и обслуживание оборудования. Расчет уставок и параметров защит трансформаторов.
дипломная работа [665,0 K], добавлен 12.09.2012Монтаж силовых трансформаторов, системы охлаждения и отдельных узлов. Испытание изоляции обмоток повышенным напряжением промышленной частоты. Включение трансформатора под напряжением. Отстройка дифференциальной защиты от бросков тока намагничивания.
реферат [343,8 K], добавлен 14.02.2013Влияние отклонения напряжения на работу осветительных установок, электродвигателей, конденсаторов. Связь между балансом реактивной мощности и напряжением. Принцип действия трансформаторов с регулированием под нагрузкой и с переключением без возбуждения.
презентация [954,8 K], добавлен 30.10.2013Исследование реверсивного тиристорного преобразователя – двигателя постоянного тока типа ПБВ100М. Расчет, выбор узлов силовой схемы тиристорного преобразователя с трехфазной шестипульсной Н-схемой выпрямления. Выбор системы импульсно-фазового управления.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.12.2012Определение значения ударного тока. Преобразование схемы прямой последовательности и определение её параметров. Построение векторных диаграмм тока и напряжения. Определение сопротивления внешней цепи. Расчет токов КЗ в сетях напряжением выше 1000В.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 25.05.2015Необходимость управления напряжением на входных клеммах устройств с целью регулирования их выходных характеристик при использовании электротехнических устройств постоянного тока. Полупроводниковые статические преобразователи как управляемые выпрямители.
презентация [199,1 K], добавлен 08.07.2014Параметры и элементы силовой цепи электропривода: электродвигатель, согласующий трансформатор. Принципиальная схема силовой части электропривода. Внешняя и регулировочная характеристика тиристорного преобразователя, система импульсно-фазового управления.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 12.01.2011
