Исследование стационарных электромагнитных процессов ТРН

Для каждой из исследуемых схем зарисовать с экрана осциллографа, и привести в отчете осциллограммы следующих токов и напряжений:

- напряжение питающей сети…………………………………………u(t);

- напряжение нагрузки……………………………………………….u_H(t);

- напряжение на тиристоре…………………………………………..u_v(t);

- ток питающей сети……………………………………………………i(t).

Примечание: осциллографирование производить при угле регулирования по заданию преподавателя.

Вопросы для заключения

-оценить жесткость внешних характеристик ТРН;

-оценить вид регулировочных характеристик ТРН;

-оценить энергетические показатели ТРН (χ и η) и их зависимость от величины угла регулирования α и тока нагрузки, I_H;

-оценить влияние характера нагрузки на длительность ведения тока тиристором.

Паспортные данные стенда

Номинальные значение тока, I_N=5 A;

Падение напряжения на тиристоре при прохождение тока в прямом направление ΔU_в.пр=1,5 B;

Активное сопротивление соединительных проводов R_с.п. = 1,3 Ом.

Динамическое сопротивление вентиля R_в.д=0,2 Ом.

Требования к оформлению отчета:

1.Отчет оформляется на листах формата А4.

2.Отчет должен содержать следующие разделы:

- цель работы;

- наименование опыта и схемы, необходимые для его проведения;

- таблицы опытных и расчетных данных (с примерами расчетов параметров);

- графики зависимостей, построенных по результатам опытов;

- осциллограммы электромагнитных процессов исследуемой схемы;

- оценка полученных результатов.

Лабораторная работа №7

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОТАКТНОГО ШИРОТНО - ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы:

1. Изучить принципы построения и работы однотактных широтно-

импульсных преобразователей.

2. Изучить электромагнитные процессы однотактного широтно -

импульсного преобразователя.

3. Экспериментально исследовать работу однотактного широтно -

импульсного преобразователя на активную и активно - индуктивную

нагрузку на универсальном лабораторном стенде "Основы

электропривода и преобразовательной техники".

Краткие теоретические сведения [4].

Современные широтно – импульсные преобразователи выполняются на силовых транзисторных ключах.

Принципы построения силовых транзисторных ключей.

Силовой транзисторный ключ (СТК), является тем элементом преобразователя, который управляет процессами преобразования энергии. Специфика протекания этих процессов требует более детального рассмотрения принципов работы СТК и его элементной базы для обеспечения надёжности ШИП. Рассмотрим классическую схему одного плеча преобразователя. Заметим, что однотактный ШИП содержит одно плечо. На рис. 8.1 представлена схема такого плеча и показаны электромагнитные процессы, протекающие в нем при включении и выключении транзистора. Классическая теория динамических процессов выделяет четыре коммутационных интервала при работе плеча на активно-индуктивную нагрузку, два при включении транзистора и два при выключении. При включении транзистора выделяются этап восстановления диода в фазе высокой обратной проводимости (t₁ на рис. 8.1) и этап установления стационарного состояния силового высоковольтного транзистора (t₂ на рис. 8.1). На первом из отмеченных этапов по цепи «транзистор-диод» протекает значительный ток, который может превысить номинальный в несколько раз. При этом напряжение на транзисторе остается равным напряжению питания. Этот этап является наиболее опасным для транзистора. На втором этапе ток уменьшается до номинального при одновременном уменьшении напряжения на транзисторе. При выключении транзистора выделяются этап рассасывания неосновных носителей заряда в коллекторе силового высоковольтного транзистора (t₄ на рис. 8.1) и этап спада тока коллектора силового транзистора и включения диода (t₄ на рис. 8.1).

На всех отмеченных интервалах коммутации в транзисторе и диоде выделяется значительная мощность.

В настоящее время основными приборами силовой электроники в области коммутируемых токов до 50 А являются биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT); полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET).

В области коммутируемых токов более 50 А основными приборами силовой электроники являются силовые модули на базе IGBT.

Рис. 8.1 – Динамические процессы при переключении силового транзисторного ключа