ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 220
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Данные определения зависимости Uон = f(Iон)
Таблица 1.1
I н , mА | | U он , В | |
| без фильтра | с L - фильтром | с LC - фильтром |
300 | | | |
200 | | | |
100 | | | |
50 | | | |
0 | | | |
Экспериментальное определение коэффициента пульсаций напряжения выпрямителя без фильтра
Коэффициент пульсаций по 1-й гармонике определяется как отношение амплитуды 1-й гармоники выпрямленного напряжения к его среднему значению (постоянной составляющей)
Кп (1.1)
Среднее значение выпрямленного напряжения Uон измеряется вольтметром PV 2.
Амплитуду 1-й гармоники Uм1 можно определить с помощью осциллографа по формуле
(1.2)
где Uм - максимальное значение переменной составляющей (рис.1.3)
1- коэффициент первой гармоники, получаемый при разложении выпрямленного напряжения в ряд Фурье. 1 = 0,404 при числе пульсаций за один период mn = 6.
При наличии фильтра в цепи нагрузки остаются практически только колебания 1-й гармоники. Используя вольтметром PV2 , можно измерить действующее значение 1-й гармоники U1 и определить ее амплитуду Uм1 по формуле :
U1 (1.3)
где U1 - действующее значение 1-й гармоники выпрямленного напряжения (показания вольтметром PV2 в положении «»).
Для определения коэффициента пульсаций напряжения выпрямителя без фильтра необходимо:
отключить сглаживающий фильтр;
установить ток нагрузки Iон =300 mА (при работе выпрямителя без фильтра);
измерить вольтметром РV2 среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке Uон ;
определить максимальное значение переменной составляющей выпрямленного напряжения, для этого следует:
осциллографом измерить (в точках 6, 7) максимальное значение переменной составляющей U м ;
определить значение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения по формулам (1.2) и (1.1);
измерить вольтметром РV2 (в точках 6, 7) действующее значение переменной составляющей U1 выпрямленного напряжения;
определить значение коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения по формулам (1.3) и (1.1).
Экспериментальное определение коэффициентов сглаживания пульсаций фильтров L и LC
Коэффициент сглаживания пульсаций определяется по формуле
(1.4)
где Кп1 - коэффициент пульсаций по 1-й гармонике выпрямленного
напряжения без фильтра (на входе фильтра);
Кп1н - коэффициент пульсаций по 1-й гармонике выпрямленного напряжения после фильтра ( на нагрузке).
Для определения коэффициента сглаживания пульсаций необходимо:
включить индуктивный сглаживающий фильтр;
установить ток нагрузки Iн =300 mА;
при помощи вольтметра РV2 (в точках 6, 7) определить амплитуду 1-й гармоники переменной составляющей выпрямленного напряжения Uм1 на нагрузке;
вольтметром РV2 измерить среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке Uон;
определить коэффициент сглаживания пульсаций индуктивного фильтра, используя формулы (1.1) и (1.4);
повторить эксперимент для токов Iн =200 mА и Iн =100 mА;
включить LC - фильтр и определить Ксп при токе Iн =300 mА; данные измерений и вычислений занести в табл.1.2.
Данные определения коэффициента сглаживания пульсаций фильтров L и LC
Таблица 1.2.
Фильтр | I н , | Измерено | Вычислено | |||
| mА | Uон , В | U м1 , В | К п1н | Ксп | |
| 300 | | | | | |
L | 200 | | | | | |
100 | | | | | ||
50 | | | | | ||
LC | 300 | | | | |
Снятие осциллограмм напряжений и токов
Отключить сглаживающий фильтр. Установить ток Iн =100 mА.
Зарисовать с экрана осциллографа кривые изменения (за 2-3 периода):
напряжения вторичной обмотки трансформатора U2;
напряжения на нагрузке Uн;
напряжения на диоде Uд;
тока вторичной обмотки трансформатора i2.
Включить индуктивный фильтр, установить ток нагрузки Iн =100 mА и снова зарисовать кривые изменения, указанные выше.
Обобщить результаты осциллографирования в виде временных диаграмм. Осциллограммы должны иметь одинаковый масштаб по оси времени.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ДВУХТАКТНОГО
ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Цель работы
Закрепить знания по принципу действия и рабочим свойствам однофазного двухтактного выпрямителя.
Практически освоить методику экспериментального определения характеристик и основных параметров однофазного двухтактного выпрямителя.
Программа работы
-
Экспериментально определить внешние характеристики однофазного двухтактного выпрямителя Uон = f(Iон), коэффициент пульсаций напряжения выпрямителя без фильтра Кп, коэффициент сглаживания пульсаций Ксп С фильтра, LC фильтра и CLC фильтра .
-
Снять осциллограммы напряжений и токов.
-
На основании экспериментальных данных построить на одном графике внешние характеристики однофазного двухтактного выпрямителя Uон = f(Iон). Для всех внешних характеристик определить процентное изменение напряжения ∆Uвых , %
-
На основании экспериментальных данных построить на графике зависимость Ксп = f(Iон) для емкостного сглаживающего фильтра.
Экспериментальное исследование однофазного двухтактного выпрямителя
Экспериментальное исследование однофазного двухтактного выпрямителя проводится на учебной лабораторной установке «Электропитание устройств связи», с использованием сменного блока «Исследование схем выпрямителей».
Схема исследования макета приведена на рис. 2.1. Схема собирается студентами и предъявляется преподавателю.
Для построения схемы выпрямления (диодного моста) используются диоды VD1,VD2 и VD7,VD8, расположенные на центральной панели лабораторной установки.
Напряжение на схему выпрямления подается от однофазной сети, расположенной на левой панели лабораторной установки. Поэтому вход диодного моста необходимо соединить с гнездами 1 и 3 вторичной обмотки однофазного трансформатора. Для возможности контролирования тока обмотки используется резистор Rш=1Ом, который следует подключить между вторичной обмоткой трансформатора (гнездо 1) и анодом диода VD7.
Напряжение с выхода схемы выпрямления следует подавать на гнезда 1 и 2 правой панели лабораторной установки, на которой расположены сглаживающие фильтры и активная нагрузка.
Рис. 2.1 Однофазная двухтактная схема выпрямления со сглаживающим фильтром.
Подключение отдельных элементов сглаживающих фильтров схемы производится соответствующими тумблерами S1,S2,S3 и S4, назначение которых ясно из схемы. Верхнее положение рычага каждого тумблера соответствует замкнутому состоянию его контактов.
Для подключения активной нагрузки между гнездами 3 и 4 блока нагрузок необходимо установить перемычку. В качестве нагрузки выпрямителя используется переменный резистор блока нагрузок. Регулирование тока, протекающего через нагрузку, производится ручками «Rн грубо» и «Rн точно»
Измерения осуществляются с помощью приборов, находящихся в верхнем ряду левой и правой панелей лабораторной установки, а также осциллографом.
Напряжения и токи в различных точках схемы выпрямления можно контролировать с помощью вольтметра PV1 и миллиамперметра PА1, которые позволяют измерять постоянную и переменную составляющие напряжений и токов. Для подключения миллиамперметра используется сопротивление шунта Rш =1 Ом. Для наблюдения формы токов (например, тока вторичной обмотки трансформатора i2) вход осциллографа также подключается к резистору Rш.
Напряжение на резисторе нагрузки и ток, протекающий через резистор, измеряются вольтметром PV2 и миллиамперметром PА2. Вольтметр PV2 позволяет измерять как постоянную, так и переменную составляющие напряжения.
Снятие внешних характеристик выпрямителя
Для снятия внешних характеристик выпрямителя необходимо:
вольтметр PV1 установить в режим измерения переменного напряжения;
вольтметр PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения;
отключить сглаживающий фильтр (тумблер S1, S2 - замкнут, S3 и S4 - разомкнут;
включить питание установки выключателем «СЕТЬ – ВКЛ»;
нажатием кнопки «ОДНОФАЗНАЯ СЕТЬ – ВКЛ» включить питание схемы;
изменяя величину сопротивления нагрузки, ручками «Rн грубо» и «Rн точно» установить на миллиамперметре PА2 значения тока Iн : 200, 150, 100, 50 и 0 mА, фиксируя каждый раз вольтметром PV2 среднее значение выпрямленного напряжения Uон ;
повторить измерения для работы выпрямителя с емкостным фильтром (подключив С2 тумблером S4), а также с Г-образным фильтром LС (используя тумблеры S1 и S4);
данные измерения занести в табл. 2.1.
Данные определения зависимости Uон = f(Iон)
Таблица 2.1
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ДВУХТАКТНОГО
ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Цель работы
Закрепить знания по принципу действия и рабочим свойствам однофазного двухтактного выпрямителя.
Практически освоить методику экспериментального определения характеристик и основных параметров однофазного двухтактного выпрямителя.
Программа работы
-
Экспериментально определить внешние характеристики однофазного двухтактного выпрямителя Uон = f(Iон), коэффициент пульсаций напряжения выпрямителя без фильтра Кп, коэффициент сглаживания пульсаций Ксп С фильтра, LC фильтра и CLC фильтра . -
Снять осциллограммы напряжений и токов. -
На основании экспериментальных данных построить на одном графике внешние характеристики однофазного двухтактного выпрямителя Uон = f(Iон). Для всех внешних характеристик определить процентное изменение напряжения ∆Uвых , % -
На основании экспериментальных данных построить на графике зависимость Ксп = f(Iон) для емкостного сглаживающего фильтра.
Экспериментальное исследование однофазного двухтактного выпрямителя
Экспериментальное исследование однофазного двухтактного выпрямителя проводится на учебной лабораторной установке «Электропитание устройств связи», с использованием сменного блока «Исследование схем выпрямителей».
Схема исследования макета приведена на рис. 2.1. Схема собирается студентами и предъявляется преподавателю.
Для построения схемы выпрямления (диодного моста) используются диоды VD1,VD2 и VD7,VD8, расположенные на центральной панели лабораторной установки.
Напряжение на схему выпрямления подается от однофазной сети, расположенной на левой панели лабораторной установки. Поэтому вход диодного моста необходимо соединить с гнездами 1 и 3 вторичной обмотки однофазного трансформатора. Для возможности контролирования тока обмотки используется резистор Rш=1Ом, который следует подключить между вторичной обмоткой трансформатора (гнездо 1) и анодом диода VD7.
Напряжение с выхода схемы выпрямления следует подавать на гнезда 1 и 2 правой панели лабораторной установки, на которой расположены сглаживающие фильтры и активная нагрузка.
Рис. 2.1 Однофазная двухтактная схема выпрямления со сглаживающим фильтром.
Подключение отдельных элементов сглаживающих фильтров схемы производится соответствующими тумблерами S1,S2,S3 и S4, назначение которых ясно из схемы. Верхнее положение рычага каждого тумблера соответствует замкнутому состоянию его контактов.
Для подключения активной нагрузки между гнездами 3 и 4 блока нагрузок необходимо установить перемычку. В качестве нагрузки выпрямителя используется переменный резистор блока нагрузок. Регулирование тока, протекающего через нагрузку, производится ручками «Rн грубо» и «Rн точно»
Измерения осуществляются с помощью приборов, находящихся в верхнем ряду левой и правой панелей лабораторной установки, а также осциллографом.
Напряжения и токи в различных точках схемы выпрямления можно контролировать с помощью вольтметра PV1 и миллиамперметра PА1, которые позволяют измерять постоянную и переменную составляющие напряжений и токов. Для подключения миллиамперметра используется сопротивление шунта Rш =1 Ом. Для наблюдения формы токов (например, тока вторичной обмотки трансформатора i2) вход осциллографа также подключается к резистору Rш.
Напряжение на резисторе нагрузки и ток, протекающий через резистор, измеряются вольтметром PV2 и миллиамперметром PА2. Вольтметр PV2 позволяет измерять как постоянную, так и переменную составляющие напряжения.
Снятие внешних характеристик выпрямителя
Для снятия внешних характеристик выпрямителя необходимо:
вольтметр PV1 установить в режим измерения переменного напряжения;
вольтметр PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения;
отключить сглаживающий фильтр (тумблер S1, S2 - замкнут, S3 и S4 - разомкнут;
включить питание установки выключателем «СЕТЬ – ВКЛ»;
нажатием кнопки «ОДНОФАЗНАЯ СЕТЬ – ВКЛ» включить питание схемы;
изменяя величину сопротивления нагрузки, ручками «Rн грубо» и «Rн точно» установить на миллиамперметре PА2 значения тока Iн : 200, 150, 100, 50 и 0 mА, фиксируя каждый раз вольтметром PV2 среднее значение выпрямленного напряжения Uон ;
повторить измерения для работы выпрямителя с емкостным фильтром (подключив С2 тумблером S4), а также с Г-образным фильтром LС (используя тумблеры S1 и S4);
данные измерения занести в табл. 2.1.
Данные определения зависимости Uон = f(Iон)
Таблица 2.1
I н , mА | | U он , В | |
| без фильтра | с C - фильтром | с LC - фильтром |
200 | | | |
150 | | | |
100 | | | |
50 | | | |
0 | | | |
По данным таблицы построить внешние характеристики однофазного двухтактного выпрямителя Uон = f(Iон).
Важным параметром выпрямительного устройства является процентное изменение напряжения ∆Uвых , %
(2.1)
где:
Uох - среднее значение выпрямленного напряжения при разомкнутой цепи нагрузки (холостой ход);
Uон - среднее значение выпрямленного напряжения при номинальном токе нагрузки.
Для всех внешних характеристик определить процентное изменение напряжения ∆Uвых , % по формуле (2.1)
Экспериментальное определение коэффициента пульсаций напряжения выпрямителя без фильтра
Коэффициент пульсаций по 1-й гармонике определяется как отношение амплитуды 1-й гармоники выпрямленного напряжения к его среднему значению (постоянной составляющей)
Кп (2.2)
Среднее значение выпрямленного напряжения Uон измеряется вольтметром PV2 ( показания вольтметра PV2 в реж. «=»)..
Амплитуду 1-й гармоники Uм1 можно определить с помощью осциллографа по формуле
| (2.3) |
где: Uм - максимальное значение переменной составляющей;
1- коэффициент первой гармоники, получаемый при разложении выпрямленного напряжения в ряд Фурье. 1 = 0,426 при числе пульсаций за один период mn = 2.
При наличии соответствующего фильтра в цепи измерений, пропускающего только колебания 1-й гармоники, используя показания вольтметр PV2 в реж. «»)., можно измерить действующее значение 1-й гармоники U1 и определить ее амплитуду Uм1 по формуле :
U1 (2.4)
где U1 - действующее значение 1-й гармоники выпрямленного напряжения (показания вольтметр PV2 в реж. «»).
Для определения коэффициента пульсаций напряжения выпрямителя без фильтра необходимо:
вольтметр PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения;
отключить сглаживающий фильтр;
установить ток нагрузки Iон =200 mА (при работе выпрямителя без фильтра);