Исследование работы однотактного ШИП на активно-индуктивную нагрузку

2.1. Собрать схемы в соответствии с п. 1.1 и п. 1.2, или, при собранной схеме, убедиться в правильности подключения трехфазного широтно-импульсного преобразователя к питающей сети (см. рис.8.10) и напряжения задания (см. рис.8.11).

2.2. Собрать схему подключения активно-индуктивной нагрузки на выход

широтно-импульсного преобразователя (рис.8.14).

Примечание: В качестве активно-индуктивной нагрузки в стенде используется независимая обмотка возбуждения двигателя постоянного тока, которая обладает индуктивностью и активным сопротивлением и внешнее регулируемое активное сопротивление (реостат).

2.3. Подключить стенд к трехфазной сети (включить три автоматических выключателя, расположенных в левой нижней части стенда – надпись

«Сеть»). Перед включением стенда необходимо убедиться, что все тумблеры, управляющие включением преобразователей, находятся в положении «выключено», а также на панели стенда присутствуют только необходимые для проведения данного опыта перемычки.

2.4. Задать режим работы широтно-импульсного преобразователя несимметричный, для этого установить тумблер в положение «Независ.»(тумблер в нижней части панели стенда, в окошке «Скважность (якорь), %.»).

2.5. Включить широтно-импульсный преобразователь (тумблер в нижней части панели стенда, в окошке «Скважность (якорь), %.»перевести в положение «Вкл.»).

Приступить к исследованию регулировочной и внешней характеристик ШИП при активно – индуктивном характере нагрузки в соответствии с программой (п.4).

Рис. 8.14 - Схема подключения активно - индуктивной нагрузки к выходу двухтактного ШИП

Примечание:

1) При наличии осциллографа целесообразно для двух различных значений скважности ШИП записать сигналы управления на выходе ШИМ и сигналы выпрямленного напряжения и тока нагрузки.

2.7. По завершении исследования вывести резистор R21 в начальное положение, выключить ШИП (тумблер в нижней части панели стенда, в

окошке «Скважность (якорь),%.»перевести в положение «Выкл.»), отключить автоматические выключатели, расположенные в левой нижней части стенда – надпись «Сеть».

Программа лабораторной работы

Снятие регулировочных характеристик.

Опыт производится для двух видов нагрузки (активная (L_d=0);

активно-индуктивная при большой индуктивности (L_d= ∞);

Поддерживать постоянным:

- среднее значение тока нагрузки …………………………I_нг.

Изменять:

- коэффициент скважности γ от 0 до 100% с шагом 10%.

Измерять:

- среднее значение напряжения нагрузки………………..U_нг;

- среднее значение тока нагрузки………………………….I_нг;

- действующее значение фазного напряжения питающей сети U₂;

- действующее значение фазного тока питающей сети I₂;

- активную мощность, потребляемую выпрямителем от питающей сети Р₂.

Рассчитать:

- мощность нагрузки Р_нг;

- активную мощность, потребляемую преобразователем из

питающей сети P₂;

- полную мощность, потребляемую преобразователем из

питающей сети S₂;

- коэффициент полезного действия преобразователя ……..η;

- коэффициент мощности преобразователя……………………c;

- коэффициент пульсаций выходного напряжения ШИП…. k_п1

Результаты измерений и расчетов свести в табл. 8.1

Таблица 8.1. Экспериментальные и расчетные параметры регулировочных характеристик однотактного ШИП

Тип нагрузки

ИЗМЕРЕНО

ВЫЧИСЛЕНО

γ, %

U2ф, В

I2ф, А

P2ф, Вт

Uнг, В

Iнг, А

Pнг, Вт

P2, Вт

S2, ВА

η

x

kп1

Активная (Ld=0)

….

Активно- индуктив- ная

0

….

Расчетные соотношения:

P_2ф=(Р_А+Р_В+Р_С)/3; I_2ф=(I_А+I_В+I_С)/3; U_2ф=(U_А+U_В+U_С)/3; P_нг= U_нг I_нг; P₂= Р_А+Р_В+Р_С; S₂=3U_2ф I_2ф; η= P_нг /P₂; x= P₂/ S₂.

k_п1 = [2/(πγ)]sin (180^оγ).

Для двух видов нагрузки (активная и активно-индуктивная) по данным табл.8.1 построить:

- на графике №1 регулировочные характеристики ШИП U_нг=f(γ);

-на графике №2 зависимости η= f(γ);

- на графике №3 зависимости x = f(γ);

-на графике №4 зависимости k_п1= f(γ).

Обратим внимание, что на каждом из перечисленных выше графиков должно быть построено по 2 характеристики.

Для теоретического расчета регулировочных характеристик по формуле (8.1)) напряжение питания ШИП U_п следует определить по формуле

U_п=k_схU_2ф -2∆U_в.пр,

где k_сх=2,34 – коэффициент преобразования схемы неуправляемого мостового выпрямителя, питающего ШИП;

∆U_в.пр – прямое падение напряжения на открытом диоде. Для расчетов можно принять ∆U_в.пр=1,0 В.