Файл: М. А. Бончбруевича.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное образовательное бюджетное
учреждение высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

_________________________________________________________________
П.Ю.Виноградов, О.В.Воробьев,

Е.В. Киселева, И.В.Копылова, В.В.Маракулин, Б.Г.Шамсиев

Электропитание устройств и систем телекоммуникаций

Лабораторный практикум

СПб ГУТ )))

Санкт-Петербург

2013

УДК 811.111 (075.8)

ББК 81.2Англ.–923я73

Т 48

Рецензент

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом СПбГУТ

Т 48

П.Ю.Виноградов, О.В.Воробьев, Е.В. Киселева, И.В.Копылова, В.В.Маракулин, Б.Г.Шамсиев. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций Лабораторный практикум / Отв. редактор Б.Г. Шамсиев. СПбГУТ. – СПб., 2014 – 32 с. Написано в соответствии с программой дисциплины «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций)». Целью издания является развитие навыков по экспериментальному исследованию источников вторичного электропитания. Предназначено для подготовки бакалавров по направлениям «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (210700) и «Радиотехника» (210400).

УДК 811.111 (075.8)

ББК 81.2Англ.–923я73

© Федеральное государственное образовательное

бюджетное учреждение высшего профессионального

образования «Санкт-Петербургский государственный

университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича», 2013


Введение.
Самостоятельная работа студентов на лекциях, лабораторных занятиях, а также при выполнении индивидуальных учебных заданий должна превратится в одну из основных форм их учебной деятельности.

Лабораторные работы по курсу ЭУСТ проводятся в целях закрепления знаний студентов по качественному и количественному анализу рабочих характеристик силовой электропреобразовательной техники, практического освоения ими методик расчетного и экспериментального определения показателей качества этих устройств.

Учитывая необходимость подготовки студентов в области использования вычислительной

---

техники в течение всего периода обучения, а также потребность в активизации их самостоятельной творческой деятельности, поощряется использование персональных компьютеров для проведения расчетов, построения требуемых характеристик и оформления отчетов по лабораторным работам для защиты в рамках семинарских занятий.

При проведении всех лабораторных работ учебная группа делится на две подгруппы, которые, в свою очередь, разбиваются на отдельные бригады, состоящие из 2-3 студентов.

Работа выполняется и оформляется каждым студентом самостоятельно.

Для обеспечения эффективного использования времени, отведенного на занятия, а также активного участия всех студентов учебной группы в проведении расчетных и экспериментальных исследований они должны добросовестно готовится к очередной лабораторной работе. Эта подготовка включает:

ознакомление с методическими указаниями по каждой работе;

закрепление знания основных положений и закономерностей, позволяющих на уровне понимания выполнять расчетное и экспериментальное определение рабочих характеристик исследуемого устройства;

приготовление в рабочей тетради требуемых для оформления отчета табличных форм, приведенных в методических указаниях, а также функциональной схемы исследуемого устройства с указанием способов подключения к схеме используемых измерительных приборов;

выполнение самостоятельных расчетов, входящих в содержание очередной лабораторной работы.

Завершается лабораторная работа собеседованием (семинарским занятием), на котором обсуждаются полученные результаты. Собеседование проводится в виде постановки общих и частных вопросов преподавателем и получении на них ответов от студентов в инициативном или обязательном порядке.

Студентам, активно участвующим в собеседовании и имеющим правильно оформленные в рабочих тетрадях отчеты по выполненной лабораторной работе, ставится зачет.

Студенты, не получившие зачет по данной лабораторной работе, должны явиться на дополнительное индивидуальное собеседование к преподавателю до начала очередной лабораторной работы.

---

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ДВУХТАКТНОГО

ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Цель работы
Закрепить знания по принципу действия и рабочим свойствам трехфазного двухтактного выпрямителя.

Практически освоить методику экспериментального определения внешних характеристик трехфазного двухтактного выпрямителя, коэффициента пульсаций выходного напряжения выпрямителя (К_п) и зависимости К_сп = f(I_он) для индуктивного сглаживающего фильтра.
Программа работы

1. 
   Экспериментально определить внешние характеристики трехфазного двухтактного выпрямителя, коэффициент пульсаций выходного напряжения выпрямителя без фильтра (К_п ), коэффициент сглаживания пульсаций (К_сп ) для L и LC фильтров.
   
2. 
   Снять осциллограммы напряжений и токов.
   
3. 
   На основании экспериментальных данных построить на одном графике внешние характеристики трехфазного двухтактного выпрямителя U_он = f(I_он) без фильтра, с L - фильтром, с LC - фильтром.
   
4. 
   На основании экспериментальных данных построить на графике зависимость К_сп = f(I_он) для индуктивного сглаживающего фильтра.
   

Экспериментальное исследование трехфазного двухтактного выпрямителя
Экспериментальное исследование трехфазного двухтактного выпрямителя проводится на учебной лабораторной установке «Электропитание устройств связи», использующей сменный блок «Исследование схем выпрямителей».

Сменный блок «Исследование схем выпрямителей» включает четыре вентильных группы по три диода в каждой VD1-VD12 (две группы диодов с общим анодом, две группы – с общим катодом), четыре одиночных диода VD13-VD16, конденсаторы С1-С4, два управляемых вентиля VS1-VS2 со схемой управления и резистор Rш=1Ом. Для данной лабораторной работы используются диоды VD1-VD3 в качестве анодной группы и диоды VD7-VD9 в качестве катодной группы.

Нагрузкой выпрямителя является переменный резистор блока нагрузок (правая панель лабораторной установки). Регулирование тока, протекающего через нагрузку, производится ручками «R_Н грубо» и «R_Н точно». Примерные пределы изменения R_Н : от 1300 Ом в положении 1 переключателя «R_Н

---

грубо» до 17 Ом в положении 11. В положении «Х.Х.» R_Н = .

Напряжения и токи в различных точках изучаемой схемы выпрямителя контролируются с помощью вольтметра PV1 и миллиамперметра РА1 лабораторной установки. Вольтметр PV1 и миллиамперметр РА1 позволяют измерять как постоянную, так и переменную составляющие напряжения или тока. Сопротивление шунта миллиамперметра составляет 1 Ом.

Напряжение на нагрузки и ток, протекающий через нее, контролируются вольтметром PV2 и миллиамперметром РА2. Вольтметр PV2 позволяет измерять как постоянную, так и переменную составляющие напряжения.

Режимы работы измерительных приборов установки:

Измерительный прибор	Режим измерения	Предел измерения
PV1		200 V
	=	200 V
PA1		2000 mA
	=	2000 mA
PV2		20 V
	=	200 V
PA2	=	2000 mA

Проведение осциллографирования

Для наблюдения формы напряжений имеются гнезда в точках подключения вольтметров или непосредственно на элементах схемы выпрямителя. Для наблюдения формы токов необходимо в разрыв исследуемой цепи включить резистор Rш=1Ом, вход осциллографа подключить к резистору Rш (форма напряжения на нем будет соответствовать форме протекающего в цепи тока, а отсчет величины напряжения, произведенный с помощью осциллографа, будет пропорционален величине протекающего тока). Пример осциллографирования тока вторичной обмотки трансформатора приведен на рис. 1.1


Рис. 1.1. Осциллографирования тока вторичной обмотки трансформатора
Осциллографирование исследуемых напряжений и токов должно осуществляться при таких положениях переключателей «V/дел» и «х1, х10», чтобы размер изображения по вертикали составлял больше половины шкалы экрана. При проведении измерений необходимо переменный резистор плавной регулировки усиления канала «Y» повернуть по часовой стрелке до фиксации.

---

Длительность развертки должна находиться в пределах 2 ms/дел - 5 ms/дел. При этом на экране осциллографа будет наблюдаться один или два с половиной периода напряжения.

Рекомендуется использовать режим синхронизации горизонтальной развертки осциллографа «ОТ СЕТИ».

Схема макета для исследований приведена на рис. 1.2. Эта схема собирается студентами и предъявляется преподавателю.

Рис. 1.2. Схема макета для исследований трехфазного двухтактного выпрямителя.
Переключатель «R_Н грубо» установить в положение «1».

Вольтметр PV1 установить в режим измерения переменного напряжения.

Вольтметр PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения.

Миллиамперметр РА1 установить в режим измерения постоянного тока.

Включить питание установки выключателем «СЕТЬ – ВКЛ».

Нажатием кнопки «ТРЕХФАЗНАЯ СЕТЬ –ВКЛ» включить питание схемы.

Фильтр на левой стационарной панели (точки 1, 2, 3) подключается между выходом диодного блока (токи 3, 9) и нагрузкой (точки 4, 5). Необходимо помнить, что в точке 3 отрицательное напряжение и точка 3 должна быть соединена с точкой 2 фильтра. Соответственно точка 9 диодного блока, имеющая положительное напряжение должна быть соединена с точкой 1 фильтра.

Подключение отдельных элементов фильтра производится соответствующими тумблерами S1, S2, S3 и S4, назначение которых ясно из схемы. В положении «вверх» тумблер замкнут, в положении «вниз» - разомкнут. В данной лабораторной работе используется индуктивный и индуктивно-емкостной фильтры. Элементы R и C1всегда отключены, соответственно тумблер S2 замкнут («вверх») – шунтирует сопротивление R, тумблер S3 разомкнут («вниз») – разрывает цепь конденсатора C1.

Снятие внешних характеристик выпрямителя
Для снятия внешних характеристик выпрямителя необходимо постепенно увеличивать ток через Rн, уменьшая его сопротивление. Для этого регулятор «R_Н грубо» переключать от положения «Х.Х.» до положения 11. Изменяя величину сопротивления нагрузки, устанавливают по прибору PA2 значения тока I_н : 300, 200, 100, 50 и 0 mА, фиксируя каждый раз среднее значение выпрямленного напряжения U_он . Показания снимают вольтметром PV2 в режиме измерения постоянного напряжения (=).

Затем повторяют измерения для работы выпрямителя с индуктивным фильтром, а также с Г-образным фильтром LС. При положении тумблера S1 «вверх» катушка индуктивности L отключена (зашунтирована), при положении «вниз» - подключена. Для подключения конденсатора С2 необходимо замкнуть тумблер S4 («вверх»), для отключения – разомкнуть. Данные измерения занести в табл. 1.1.

---