7 Содержание отчета

7.1 Наименование лабораторной работы.

7.2 Цель работы.

7.3 Перечень приборов и оборудования.

7.4 Принципиальная электрическая схема лабораторного макета.

7.5 Результаты измерений (таблица 2.1).

7.6 Графики зависимости = f( ).

7.7. Осциллограммы для схемы Миткевича и мостовой схемы выпрямления.

7.8. Ответы на контрольные вопросы (по заданию преподавателя).

7.9. Выводы по работе.

8 Контрольные вопросы

8.1 Поясните принцип работы однофазной однополупериодной схемы выпрямления на нагрузку индуктивного характера.

8.2 Поясните принцип работы мостовой схемы выпрямления однофазного тока на емкостную нагрузку.

8.3 Однофазный мостовой выпрямитель работает на нагрузку емкостного характера, активное сопротивление нагрузки бесконечно велико. Чему равно среднее значение напряжения на нагрузке, если действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора равно 220 В?

8.4 Какие особенности работы выпрямителя на нагрузку индуктивного характера не позволяют применять его при импульсном изменении активного сопротивления нагрузки?

9 Необходимый объем знаний и умений студентов для

ЗАЧЕТА

Студент должен знать ответы на контрольные вопросы. Должен уметь проводить измерения, предусмотренные заданием на работу, анализировать результаты измерений.

10 Краткие теоретические сведения

Рассмотрим работу однофазной однополупериодной схемы выпрямителя на нагрузку индуктивного характера (рисунок 2.2).

При положительном полупериоде напряжения вторичной обмотки трансформатора диод проводит ток. При увеличении напряжения ток через диод нарастает, при этом на дросселе L возникает противо-ЭДС, направленная противоположно напряжению и препятствующая нарастанию тока диода. При уменьшении напряжения ток диода уменьшается. На дросселе снова возникает противо-ЭДС противоположного знака, которая стремится поддерживать неизменным ток в цепи.

Рисунок 2.2  Однополупериодная схема выпрямления с нагрузкой индуктивного характера

Форма выпрямленного напряжения на повторяет форму тока, протекающего через диод. Форма обратного напряжения на диоде отличается от формы обратного напряжения при работе выпрямителя на активную нагрузку. Обратное напряжение в момент запирания диода изменяется скачкообразно, достигая максимума, равного амплитуде напряжения вторичной обмотки трансформатора.

Рисунок 2.3  Временные диаграммы напряжений на активном сопротивлении R_н нагрузки , на вторичной обмотке трансформатора и обратного напряжения, приложенного к диоду, при нагрузке индуктивного характера

При подключении дросселя последовательно с активным сопротивлением нагрузки выпрямителя:

1. коэффициент пульсации напряжения на активном сопротивлении нагрузки уменьшается;

2. уменьшается максимальное и действующее значения токов, протекающих через диоды;

3. длительность протекания тока через диод увеличивается, а максимум тока сдвигается относительно максимума напряжения вторичной обмотки;

Рассмотрим работу двухполупериодного выпрямителя со средней точкой трансформатора на нагрузку индуктивного характера (рисунок 2.4). Такой выпрямитель можно рассматривать как два однополупериодных выпрямителя, работающих поочередно на общую нагрузку. Но в отличие от однополупериодного выпрямителя, ток вентиля, а значит и напряжение на нагрузке (рисунок 2.5), не падают до нуля.

Рисунок 2.4  Двухполупериодная схема выпрямления (схема Миткевича) с нагрузкой индуктивного характера

Рисунок 2.5  Временные диаграммы напряжений на активном сопротивлении R_н нагрузки (t), на вторичных полуобмотках трансформатора (t) и (t), токов (t) и (t), протекающих через диоды, и тока нагрузки (t)

Рассмотрим работу двухполупериодной схемы на емкостную нагрузку (рисунок 2.6).

Пусть к моменту времени t₁ на конденсаторе остается напряжение U₀. Ток через вентиль VD1 будет протекать лишь во время положительного полупериода, когда напряжение, приложенное к конденсатору , будет превышать напряжение на конденсаторе .

Рисунок 2.6  Двухполупериодная схема выпрямления (схема Миткевича) с нагрузкой емкостного характера

В интервале времени > (см. рисунок 2.7) конденсатор С заряжается током вентиля VD1. Напряжение на конденсаторе и нагрузке нарастает по экспоненциальному закону, а скорость нарастания зависит от постоянной времени цепи заряда конденсатора:

,

где С  емкость конденсатора;

– внутреннее сопротивления вентиля;

– активное сопротивление вторичной полуобмотки трансформатора;

Рисунок 2.7  Временные диаграммы напряжений на конденсаторе (t), на нагрузке (t), на вторичных полуобмотках трансформатора (t) и (t) и токов (t) и (t), протекающих через диоды

В интервале времени напряжения и не превышают напряжение на конденсаторе С и диоды не проводят ток. В этом интервале конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки. Скорость разряда конденсатора зависит от постоянной времени цепи разряда конденсатора

,

где  сопротивление нагрузки.

В следующий промежуток времени, пока напряжение на второй вторичной полуобмотке трансформатора превышает напряжение на конденсаторе, конденсатор С заряжается через диод VD2, после чего вновь разряжается через сопротивление нагрузки и далее процесс повторяется.

При подключении конденсатора параллельно активному сопротивлению нагрузки выпрямителя:

1. уменьшается коэффициент пульсации напряжения на активном сопротивлении нагрузки;

2. увеличивается среднее значение выпрямленного напряжения;

3. уменьшается время работы диода;

4. увеличивается максимальные значения токов, протекающих через диоды.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С УМНОЖЕНИЕМ

НАПРЯЖЕНИЯ