Файл: Исследование последовательнопараллельного автономного инвертора тока Цель работы.doc

Работа № 6 Исследование последовательно-параллельного автономного инвертора тока

Цель работы

Изучение электромагнитных процессов, внешних, регулировочных и энергетических характеристик последовательно-параллельного автономного инвертора тока (АИТ) при активной нагрузке.

Задание

1. Собрать схему в соответствии с рис. 6.1.

2. Снять осциллограммы токов и напряжений на элементах схемы для заданных параметров.

3. Снять внешнюю С/_н = F(7_Н) и энергетические P_d= F(7_Н), Р_н = F(7_Н), Г| = F(7_Н) характеристики при постоянной частоте управления/для заданного напряжения U_d. Одновременно снять зависимость времени, предоставляемого на выключение тиристоров, ts = F (1ц). Определить при каких условиях происходит опрокидывание инвертора.

4. Снять регулировочную U_H = Fif) и энергетические P_d = F(/), Р_и = F(/), г) = Fif) характеристики последовательно-параллельного АИТ при заданных постоянных значениях сопротивления нагрузки Rhи напряжения U_d.

5. Исследовать влияние величины последовательной и параллельной коммутирующей емкости на внешнюю и энергетические характеристики последовательно-параллельного АИТ, повторив п.З при других значениях С_тоси С

Исходные данные

Базовая точка (режим), для которой снимаются осциллограммы и через которую проходят снимаемые характеристики:

напряжение источника питания U_d= 25 В;

частота управления /= 1000 Гц;

ток нагрузки 7_Н = 0,25 А;

коммутирующая емкость С_тос = 2 мкФ, С_юшр= 2 мкФ.

Базовая точка может быть изменена по указанию преподавателя.

Методические указания

1. Собрать схему для исследования параллельного АИТ в соответствии с рис. 6.1. Дополнительные внешние соединения показаны штриховыми линиями.

Ручку регулятора тока нагрузки RPв модуле «Нагрузка» (Н) установить в положение «0», соответствующее минимальному току нагрузки (максимальному активному сопротивлению нагрузки R_H).

Включить автомат QFI

---

«Модуля питания стенда» (МПС). Включить тумблер «Сеть» в модуле «Измеритель мощности». Тумблером SA1 в модуле «Автономные инверторы» (АИ) включить питание системы управления. Ручкой потенциометра «Частота» установить заданную частоту/. Включить тумблер SA1 источника питания в модуле МПС. С помощью потенциометра RPIустановить заданное напряжение

источника питания. Ручкой регулятора тока нагрузки RPв модуле «Нагрузка» (Н) установить заданный (базовый) режим. Проверить правильность установки частоты;

2. Снять осциллограммы токов и напряжений на элементах схемы для заданных параметров.

а) снять осциллограмму тока на входе АИТ i_A. Для этого канал С771 осциллографа подключить к шунту RSI(«вход» - гнездо Х4, корпус осциллографа «±» - гнездо Х5). Зарисовать с экрана осциллографа осциллограммы. По осциллограмме определить в каком режиме работает схема (непрерывный или прерывистый ток на входе АИТ); Определить масштабы по току и времени;

б) снять осциллограммы тока на выходе вентильного моста /_ВЫх и напряжения на нагрузке Ин при тех же заданных значениях для базового режима. Для этого канал С771 осциллографа подключить к шунту RS3 («вход» - гнездо XII, корпус осциллографа «_1_» - гнездо Х10), а вход канала СН2 - к гнезду Х18 (напряжение па нагрузке). Вход канала С/72 здесь и в дальнейшем подключается через делитель 1:10. Зарисовать с экрана осциллографа осциллограммы. Определить масштаб по напряжению, учтя коэффициент деления делителя, и сохранить масштабы по току и времени;

в) снять осциллограммы напряжения на тиристоре uvrи тока через тиристор irrпри тех же заданных значениях для базового режима. Канал СН\ осциллографа подключить к шунту RS2 («вход» - гнездо Л"8, корпус осциллографа «J.» - гнездо Х9), а вход канала С772 - к гнезду XI(напряжение на тиристоре). Зарисовать с экрана осциллографа осциллограммы, сохранив масштабы по напряжению, току и времени;



Рис. 6.1. Принципиальная схема для исследования последовательно-параллельного

3. Снять внешнюю С/н = F(/н) и энергетические P_d= F {In), Р_а = F(7_Н), г\ = F(/_н) характеристики при постоянной частоте управления/, для заданного напряжения

---

U_d. Изменяя сопротивление нагрузки реостатом RF, фиксировать показания U_d, Id, С/н, /н, Рн- Показания занести в таблицу 6.1. Одновременно снять зависимость времени, предоставляемого на выключение тиристоров, Ц = F(7н). Определить при каких условиях происходит опрокидывание инвертора.

Таблица 6.1

							Примечание
ийъ							/= Гц
Id, A
Ра Вт
С/н, В
/и, А
Л,, Вт
л
и

---

Повторить измерения при другом значении/, например,/ = 0,8/.

Энергетические показатели рассчитать по следующим формулам:

мощность на входе P_d =U_d ■ I_d, (1)

КПД r\=PjP_d, (2)

Характеристики для разных значений / строить в одних осях. Графики для мощностей P_dи Р„ строить в одних осях;

4. Снять регулировочную С/н = F (f) и энергетические P_d= F (/), Р_н = F(/), r\ = F (J) характеристики параллельного АИТ при постоянном значении сопротивления нагрузки Р_н и заданном напряжении U_d.

Сопротивление Р_н определить, установив заданный ток нагрузки /_н (базовый режим), по формуле

K=uji_H. (3)

Изменяя частоту / ручкой «Частота» в диапазоне от заданного до 300 Гц. фиксировать показания приборов Ud, Id, С/н, Рн, Рн, а также с помощью осциллографа замерять t_s. Показания занести в таблицу 5.2.

Таблица 5.2

/Гц							Примечание
ud, в							Рн, = Ом
Id, A
Л/, Вт
с/» в
4, А
Р„,Вт
л
?,)•

---

Повторить измерения при другой, например, вдвое большей величине активного сопротивления нагрузки Р_н. Характеристики для разных значений Р_нстроить в одних осях. Графики для мощностей Ра и Р_н строить в одних осях;

5. Исследовать влияние величин коммутирующих емкостей на внешнюю и энергетические характеристики АИТ, повторив п. 3 при других значениях С_тоси С_шар С_к. Для этого по указанию преподавателя конденсатор С в модуле «Нагрузка» подсоединить параллельно конденсатору С\ к гнездам Х\ 4, Х\ 5 или последовательно с конденсатором О, вместо перемычки к гнездам Х\5 Х\6. При этом изменяется параллельная емкость. Подсоединить конденсатор С параллельно конденсатору О к гнездам XI6, Х\ 9. при этом увеличится последовательная емкость.

Выключить тумблер SA\ источника питания в модуле МПС. Тумблером SA1 в модуле «Автономные инверторы» (АИ) выключить питание системы управления. Выключить автомат QF\ «Модуля питания стенда».

Содержание отчета

Отчет должен содержать следующие пункты: а) наименование и цель работы;

в) исходные данные, принципиальную схему силовых цепей;

г) обработанные осциллограммы;

д) результаты экспериментальных исследований и проведенных по ним расчетов, помещенные в соответствующие таблицы;

с) построенные характеристики (регулировочные, внешние и энергетические); з) выводы по работе:

• объяснить подъем внешней характеристики в области малых токов;

• объяснить вид регулировочной характеристики;

• объяснить зависимость КПД от тока нагрузки;

• пояснить, от чего происходит опрокидывание инвертора;

• пояснить влияние последовательной и параллельной коммутирующей емкости на характеристики.

Контрольные вопросы

1. В чем отличие ведомого и автономного инвертора?

2. По каким признакам классифицируются автономные инверторы?

3. Как изменить частоту выходного напряжения АИТ?

4. Каково назначение элементов С_к, Lrfв автономных инверторах тока?

5. Почему выходное напряжение в АИТ может быть больше, чем входное?

6. Как снимаются регулировочные характеристики АИТ?

7. Что такое опрокидывание инвертора и каковы его причины? Как прервать аварийный ток при опрокидывании инвертора?

8. От каких параметров и как зависит время Г§ в последовательно-параллельном АИТ?

---