Программа работы. Контрольные вопросы

Холостой ход.

1. Собрать схему по рис. 462.

 

Рис.426. Схема опыта холостого хода

2. Снять показания приборов и записать в табл.156.

Таблица 156

Измерить					Вычислить
U10	U20	I10	P10	cos j	Z10	R10	X10	Kтр	i10%

 

 

Расчетные формулы

; ; ; ;    

1. 3. Собрать схему по рис. 476. подсоединив к зажимам а-б в качестве нагрузки регулируемое сопротивление.

1.

 

 

Рис.47. Нагрузочный режим

4. Снять показания приборов, изменяя сопротивление нагрузки. Показания параметров занести в табл.17

Таблица 167

Измерить						Вычислить
U1	U2	I1	I2	P1	P2	cosj2	Ктр	DР	h

Расчетные формулы:    ;  DР = P₁ - P₂ ;    

1. 5. Собрать схему по рис.486. убрав сопротивление с вольтметром V₂ и закоротив клеммы а-б с

1.

 

 

Рис. 48. Режим опытного короткого замыкания

Снизить напряжение питания до уровня, обеспечивающего протекание номинальных токов первичной и вторичной обмоток.

6. Снять показания приборов и записать в табл. 178.

 

Таблица 178

Измерить					Вычислить
Uк	I1н	I2н	Pк	cos jк	Zк	Rк	Xк	Kтр	uk%

Программа работы

1. Экспериментальное исследование характеристик тока и напряжения при различных схемах выпрямления.

2. Определение влияния количества диодных элементов на частоту пульсаций выпрямленного напряжения.

 

Общие положения

 

       Для преобразования переменного тока в постоянный служат выпрямительные устройства. Основным элементом преобразователей является диод. Различают четыре основных схемы выпрямления: однополупериодная, мостовая двухполупериодная, трёхфазная и трёхфазная мостовая. 

           

Однополупериодный выпрямитель

 

Работа однополупериодного выпрямителя (рис.36) рассматривается в предположении, что вентиль (диод) – идеальный, т.е. сопротивление диода в прямом направлении равно нулю, а в обратном – бесконечно велико. Здесь R_н – сопротивление нагрузки.

 

В течение первого полупериода напряжения U₁, когда положительный потенциал приложен к аноду вентиля, он открыт и через нагрузочное сопротивление R_н пойдет ток i_н = i_в; при этом всё напряжение окажется приложенным к R_н (u_н = u₂). Во второй (отрицательный) полупериод синусоидального напряжения U₁ диод окажется включённым в обратном направлении, ток прекратится, и всё напряжение U₁ окажется приложенным к закрытому диоду.

Из временных диаграмм видно, что ток i_н и напряжение u_н имеют пульсирующий характер и значительно отличаются от постоянных. Для однополупериодного выпрямителя справедливы следующие соотношения:

   

где I₀ и U₀ – средние значения (постоянные составляющие) выпрямленного тока и напряжения.

Для характеристики степени пульсации выпрямленного напряжения вводят коэффициент пульсации

где U_{m гарм} – амплитуда наибольшей гармоники, для однополупериодного выпрямителя эта гармоника имеет частоту, равную частоте питающей сети переменного тока.

Для однополупериодного выпрямителя К_пульс = 1,57.

I0

Основным преимуществом однополупериодного выпрямителя является его простота, а недостатками – большой коэффициент пульсаций и малые значения выпрямленного тока и напряжения. Поэтому значительно большее распространение получили двухполупериодные выпрямители, в которых выпрямленное напряжение создаётся в оба полупериода напряжения сети.

 

Двухполупериодный выпрямитель

Двухполупериодные выпрямители бывают двух типов: мостовые и с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора. Распространение получил мостовой выпрямитель (рис.37).

Рис.37. Мостовой выпрямитель: а – схема; б – временные диаграммы

В положительный полупериод синусоидального напряжения сети (U₁), вентили 1 и 3 открыты, а вентили 2 и 4 закрыты. В этот полупериод ток проходит от верхнего зажима через вентиль 1 (ток I_в1), нагрузочный резистор R_н, вентиль 3 (ток I_в3) к нижнему зажиму.

В другой полупериод, когда верхний зажим имеет отрицательный потенциал по отношению к нижнему, вентили 1 и 3 закрыты, а вентили 2 и 4 открыты. Ток проходит от нижнего зажима через вентиль 2 (ток I_в2), нагрузочный резистор R_н, вентиль 4 (ток I_в4) к верхнему зажиму. При этом в течение всего периода ток I_н через резистор R_н и напряжение на нём имеют одно и то же направление.

Для рассматриваемого двухполупериодного выпрямителя справедливы следующие соотношения:

 

где U_{m гарм} – амплитуда наибольшей гармоники, которая для двухполупериодного выпрямителя имеет частоту вдвое бóльшую, чем частота питающей сети.

Мостовой выпрямитель, по сравнению с однополупериодным, более эффективен: средние значения выпрямленного тока и напряжения у него в 2 раза больше, а пульсации значительно меньше.

Коэффициент пульсаций напряжения К_пульс, питающего электронную аппаратуру, должен составлять доли процента. Двухполупериодный выпрямитель создает пульсирующее напряжение с К_пульс = 0,67. Для уменьшения пульсаций до требуемого уровня применяют устройства, называемые сглаживающими фильтрами.

           В трехфазной схеме выпрямления с нулевым проводом, (рис.38) напряжения в каждой фазе сдвинуты по отношению к друг другу на 120°. В любой момент времени действует лишь одна фаза, которая в это время имеет положительный наибольший потенциал относительно нулевой точки. Ток протекает через диод в течение 1/3 части периода выпрямляемого тока. Выпрямленный ток, являющийся суммарным током всех поочередно действующих фаз выпрямителя, имеет форму огибающей кривой.

Отношение выпрямленного напряжения на нагрузке к фазному напряжению составляет 1,17.

 

Рис.38. Трёхфазная схема выпрямления с нулевым проводом

 

В трёхфазной мостовой схеме выпрямления (рис.39) ток в любой момент времени протекает через два последовательно соединенных диода и сопротивление нагрузки.

 

 

 

Расчетные формулы

; ;   ; ;

Контрольные вопросы

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: