Порядок включения и выключения установки

1. Собрать силовую схему эксперимента для выполнения лабораторной работы. Внимание! Для большей безопасности, сетевое напряжение от «Модуля питания» следует подавать через защищённые провода.

2. Проверить соответствие положений тумблеров и перемычек решаемой задаче.

3. В модуле «Тиристорный преобразователь» переключить тумблер SA1 в положение, соответствующее заданным параметрам трансформатора. Проверить наличие перемычки между гнездами X11 – X12.

4. Установить переключатель SA1 на модуле «Нагрузка» в положение максимального сопротивления (крайнее правое положение).

5. Включить автомат QF2 «Модуля питания», включить выключатель модуля «Измеритель мощности».

6. Установить угол управления потенциометром RP1 на модуле «Тиристорный преобразователь».

7. Установить необходимое сопротивление на модуле «Нагрузка».

При включенном модуле питания запрещается переключать тумблеры SA1, SA2, SA3 и производить другие пересоединения.

Изменение места включения измерительных приборов недопустимо.

Порядок выключения установки

1. Снизить ток нагрузки I_d до минимума .

2. Выключить автомат QF2 «Модуля питания».

При срабатывании защиты по току необходимо отключить автомат QF2 «Модуля питания», проверить схему, позвать преподавателя, выяснить и устранить причину отключения. Включить автомат «Модуля питания».

Задание и методические указания

I. Предварительное домашнее задание:

1. Нарисовать схему исследуемого неуправляемого трехфазного выпрямителя с нулевым выводом с активно-индуктивной нагрузкой без измерительных приборов и измерительных резисторов.

2. Построить друг под другом временные диаграммы:

1. ЭДС вторичных обмоток трансформатора: e_2a, e_2в, e_2c, ;

2. выпрямленного напряжения u_d ;

3. тока нагрузки (при x_d = ¥);

4. тока вентиля i_a;

5. напряжения на вентиле u_ak;

6. тока вторичной обмотки трансформатора i₂ ;

7. тока первичной обмотки трансформатора i₁ .

3. Полагая отсутствие потерь в выпрямителе и считая нагрузку активно-индуктивной (R_Н=100 Ом, К_ТР=4,78), рассчитать:

1. среднее значение напряжения на нагрузке U_d;

2. среднее значение тока нагрузки I_d;

3. среднее значение тока тиристора I_a;

4. максимальное значение напряжения на диоде (тиристоре) U_ak.max;

5. действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора I₂;

6. действующее значение тока первичной обмотки трансформатора I₁;

4. Рассчитать выходную (внешнюю) характеристику U_d=f(I_d) трехфазного выпрямителя с нулевым выводом.

Где ∆Е₀=1 В – пороговое напряжение открытого диода;

r_{i =} 0,05 Ом – дифференциальное внутреннее активное сопротивление диода в открытом состоянии ;

r_а =1,65 Ом –активное сопротивление обмоток трансформатора;

x_a =4,3 Ом – анодное индуктивное сопротивление рассеяния.

Результаты расчета занести в таблицу 3. По данным полученной таблицы построить внешнюю характеристику

Таблица 3.

Ud В
Id А	0	0.05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5

II. Экспериментальное исследование трехфазной схемы выпрямления с нулевым выводом:

а) собрать схему для исследования трехфазной схемы с нулевым выводом при работе на активно-индуктивную нагрузку в соответствии с рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная схема для исследования неуправляемых выпрямителей при работе на активно-индуктивную нагрузку

Дополнительные перемычки и измерительные приборы, подключаемые в схему, показаны штриховой линией.

В табл. 4 приведены измерительные приборы, используемые в лабораторной работе, в соответствии с принятыми обозначениями на принципиальной схеме (см. рис. 3).

Таблица 4

Измеряемые величины	Обозначение прибора	Предел измерения	Месторасположение прибора (название модуля)
Среднее значение выпрямленного напряжения Ud	PV1	= 200 В	Мультиметры
Среднее значение выпрямленного тока Id	PA1	= 2 А	Модуль измерительный
Действующее значение фазного напряжения U1 и первичного тока I1 трансформатора	PW1	U1 ~ 300 В; I1 ~ 0,2 A	Измеритель мощности
Действующее значение вторичного напряжения трансформатора U2	PV2	~ 200 В	Мультиметры

Установить требуемые пределы измерений на измерительных приборах согласно табл. 4; Установить переключатель SA3 в положение Н (нулевая схема). Переключатель SA1 установить в положение L2. Установить перемычку между гнездами X11, X12. Установить ручку потенциометра RP1 в среднее положение; включить автомат на модуле питания. Регулятором RP1 установить по прибору значение угла a=0 (ручку регулятора угла управления повернуть по часовой стрелке до упора); установить заданное значение сопротивления нагрузки (или значение выпрямленного тока близкое к заданному I_d <1 А);

б) снять осциллограммы анодного тока i_a и анодного напряжения u_a при R_н=100 Ом; для этого подключить входы осциллографа для измерения напряжения на вентиле u_а и тока i_a, соединив корпус осциллографа с гнездом X6, вход канала СН1 с гнездом X5 и канала СН2 с гнездом X4. Здесь и в дальнейшем рекомендуется использовать канал СН1 для осциллографирования тока, а канал СН2 – напряжения. На канал СН2 сигнал подается через делитель 1:10; проверить с помощью осциллографа соответствие угла a=0; записать масштабы по напряжению; не забудьте учесть коэффициент деления выносного делителя осциллографа;

в) подключить входы осциллографа для измерения выпрямленного напряжения u_d и тока i_d; соединив корпус осциллографа с гнездом X10, вход канала СН1 с гнездом X9 и канала СН2 с гнездом X7; сигнал подаваемый со входа СН2 нужно перевернуть (инвертировать), для чего нажать на кнопку СН2 INV; в тех же масштабах зарисовать выпрямленное напряжение u_d и ток i_{а (обратить внимание на длительность коммутационного интервала)};

г) подключить вход осциллографа для измерения первичного тока i₁ соединив корпус осциллографа с гнездом X2, а вход канала СН1 с гнездом X1; зарисовать первичный ток i₁; записать масштабы по току и времени (углу);

д) с помощью измерительных приборов сделать замеры выпрямленного напряжения U_d и первичного тока трансформатора I₁ при заданном токе нагрузки I_d (R_н=100 Ом). Замерить вторичное напряжение U₂ при I_d , подключив вольтметр PV1 в соответствии с рис. 3. Сравнить полученные значения с расчетными;

е) измерить коэффициент пульсации на активном сопротивлении нагрузки как отношение амплитуды переменной составляющей напряжения на нагрузке к среднему значению напряжения на нагрузке. ( R_Н =100 Ом , L_ф=0,24 Гн, ). Для получения L_ф=0,24 Гн индуктивности блока нагрузки включить последовательно (Рис.4).

ж) измерить коэффициент пульсации на активном сопротивлении нагрузки при L_ф С фильтре ( R_Н =100 Ом , L_ф=0,24 Гн, С=30 мкФ). Для получения L_ф=0,24 Гн и С_Ф=30 мкФ индуктивности блока нагрузки включить последовательно, а конденсаторы включить параллельно (Рис.5).

з) снять внешние характеристики U_d = F (I_d) при  = 0. Характеристики снимать, изменяя ток переключателем SA1 в модуле «Нагрузка» в диапазоне А. Снизить ток нагрузки I_d до минимума, выключить автомат QF2 «Модуля питания»;

з) установить другие параметры трансформатора переключением тумблера SA1 в модуле «Тиристорный преобразователь» в положение L1 . Включить автомат QF2 «Модуля питания», и снова снять внешнюю характеристику . Построить обе внешние характеристики на одном графике;

и) Снять осциллограммы u_d , i_а в том же масштабе, что и раньше. Сравнить углы коммутации  (длительность коммутационного интервала). Снизить ток нагрузки I_d до минимума, выключить автомат QF2 «Модуля питания».