Однофазний керований випрямляч

Мета роботи – вивчення способів регулювання вихідної напруги, принципу дії тиристорних керованих випрямлячів, характеристик і параметрів керованих випрямлячів, схем систем керування тиристорними випрямлячами.

1 Конструкція стенда

Конструктивно стенд виконаний настільним переносним приладом і складається з окремих вузлів і блоків, змонтованих у металевому кожусі.

До передньої панелі й кожуха кріпиться фальшпанель із нанесеним на ній зображенням досліджуваної схеми однофазного регульованого випрямляча на тиристорах.

На панель виведені ручки керування й регулювання:

- тумблер " S1 " – вимикач активного або активно-індуктивного навантаження;

- потенціометр НАВАНТАЖЕННЯ – для зміни величини опору активного навантаження;

- перемикач " Rф " – для зміни кута a;

- гнізда " 1 – 16" –для зняття осцилограм у характерних точках випрямляча.

2 Порядок виконання робіт

У заданій схемі (рис. 6) як випрямні елементи використовуються керовані тиристори VS1 і VS2. Катоди тиристорів об'єднані в спільну точку і з'єднані з навантаженням, а аноди приєднані до кінців вторинних обмоток силового трансформатора Т з виведеною середньою точкою.

Із вторинних обмоток трансформатора стосовно середньої точки знімаються дві протифазних напруги.

У той півперіод, коли через одну із вторинних обмоток трансформатора проходить позитивна півхвиля синусоїдальної напруги, потенціал анода одного з тиристорів (наприклад VS1) вище щодо потенціалу катода, і, отже, тиристор VS1 може пропустити струм через навантаження випрямляча при появі керуючої напруги.

Тиристор VS2 у цей півперіод замкнений, тому що в цей момент часу в нього потенціал на катоді вище потенціалу анода.

В інший півперіод полярність напруги на обмотках трансформатора зміниться на протилежну, і тиристор VS1 закриється, a VS2 відкриється.

Подаючи на керуючий електрод тиристора імпульс із деякою затримкою, можна регулювати середнє значення струму й напруги в ланцюзі навантаження.

Навантаження випрямляча підключене між спільною точкою катодів тиристорів і середньою точкою трансформатора.

Напруга керування тиристорами повинна відставати за фазою від анодної напруги. У цьому випадку тиристор буде закритий з моменту подачі позитивної анодної напруги до подачі керуючої напруги. Запізнювання запалювання оцінюється кутом регулювання .

Кут у загальному випадку може бути визначений за формулою

,

де R – активний опір у плечі моста (R3 – R10);

С – конденсатор С 1.

Залежність середнього значення напруги в ланцюзі навантаження від кута регулювання є регулювальною характеристикою випрямляча.

2.1 Зняти зовнішні характеристики випрямляча при = const і a = const для таких варіантів:

- навантаження активне;

- навантаження активно-індуктивне.

Для кожного з варіантів повинно бути знято не менше двохзовнішніх характеристик при різних кутах керування тиристорами: , , .

2.2 Зарисувати осцилограми напруг на навантаженні і струм для варіантів за п. 2.1 для різних кутів керування.

2.3 Зняти регулювальні характеристики керованого випрямляча для таких варіантів:

- навантаження активне;

- навантаження активно-індуктивне.

Залежність знімається при = const і = const.

2.4 Розрахувати параметри:

, , I2, для активного й активно-індуктивного навантажень, якщо відомо, що і . У довіднику з напівпровідникових приладів вибрати тип вентилів.

3 Зміст звіту щодо роботи

1 Мета роботи.

2 Порядок виконання роботи й розрахункових даних за п. 2.4.

3 Принципова схема випрямляча.

4 Таблиці експериментальних даних за п.п. 2.1, 2.3.

5 Графіки зовнішніх регулювальних характеристик за п.п. 2.1, 2.3 і осцилограми напруг за п. 2.2.

6 Висновки щодо порівняння результатів експерименту з теоретичними положеннями з вивчених питань.

4 Питання для опрацювання матеріалу до лабораторної роботи

4.1 Перелічити способи зміни вихідної напруги випрямлячів.

4.2 Чому виникає необхідність у регулюванні вихідної напруги випрямлячів?

4.3 Оцініть якісні показники різних способів зміни вихідної напруги випрямлячів.

4.4 Зарисуйте зовнішні й регулювальні характеристики випрямляча при активному й активно-індуктивному навантаженнях.

4.5 Зарисуйте осцилограми напруг на навантаженні при різних кутах керування.