Характеристики статического преобразователя

Работа статического преобразователя также, как и электромашиного преобразователя, оценивается двумя группами характеристик: рабочими и эксплуатационными. Рабочие характеристики представляют собой зависимость выходных параметров преобразователей: линейного напряжения Uл , частоты f , потребляемого тока In , КПД от тока нагрузки Iн при неизменных напряжениях питания Un и характере нагрузки, т. е.

U л ( Iн ) , f ( Iн ) , Iп ( Iн ), h ( Iн ) при Uп = const, cos j_н = const.

Эксплуатационные характеристики дают зависимости тех же параметров от напряжения питания Uп при неизменном токе и характере нагрузки при Iн = const, cos j_н = const, т.е.

Uл ( Uп ) , f ( Uп), In (Un ), h (Un) при I n = const, cos j_н = const.

Примерный вид рабочих и эксплуатационных характеристик показан на рис.4.

Uл Uл Uл Uл

h f

f h

I_n h f

f h

I_n

U_n

I_н U_{n min} U_n U_{n max}

а) б)

Рис.4. Рабочие (а) и эксплуатационные (б) характеристики статического преобразователя

Описание лабораторной установки

Установка позволяет снять рабочие и эксплуатационные характеристики статического преобразователя 11Л041-М2. Схема ее приведена на рис.5.

ход статического преобразователя (СП) подключается к выпрямительному блоку (ВБ1), на выходе которого получается выпрямленное напряжение. В свою очередь, выпрямленный блок подключается через регулятор напряжения (РН) к сети переменного тока напряжением 220 В. Такое подключение выпрямленного блока через регулятор напряжения позволяет плавно изменять напряжение питания Un на входе статического преобразователя в широких пределах. Это напряжение измеряется вольтметром PV1. Амперметр РА1 измеряет ток, потребляемый преобразователем от сети.

РН ВБ 1 Q1 РА1 In СП

In 40В, 500Гц

220В

27B PV1

In PF –

PV2 +

Rн РА2 Q2 ВБ2

ВБ1, ВБ2 - выпрямительные блоки; СП - статический преобразователь;

РН - регулятор напряжения; РA1, РА2 - амперметры; PV1, PV2 - вольтметры; PF - частотомер; Ql, Q2 - выключатели; Rн - реостат.

Рис. 5. Схема лабораторной установки

Выходное трехфазное напряжение статического преобразователя поступает на выпрямительный блок ВБ 2, выполненный по трехфазной мостовой схеме выпрямления. В качестве нагрузки используется реостат Rн (активная нагрузка, cos j = 1).

Выходные параметры измеряются приборами: вольтметром PV2, частотомером PF и амперметром РА2.

Включение преобразователя производится подачей сетевого напряжения 220 В на регулятор напряжения и включением выключателя Q1, включение нагрузки - выключателем Q2.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с принципом действия, конструкцией, работой и характеристиками статического преобразователя. Ознакомится с лабораторной установкой для испытания преобразователя. Подготовить табл. 2 для записи экспериментальных данных.

2. Снять рабочие характеристики при номинальном напряжении питания Un = 27B = const и активном характере нагрузки (ccs j = l). Характеристики снимаются следующим образом:

а) проверяют состояние выключателей, реостата Rh и регулятора напряжения (выключатели Q1 и Q2 должны быть разомкнуты, реостат Rh - введен, движок регулятора напряжения должен соответствовать выходному напряжению 220В) и подключают сетевое напряжение 220В к выпрямительному блоку ВБ 1;

б) запускают преобразователь посредством включения выключателя Q1 и с помощью регулятора напряжения РН на входе преобразователя устанавливают напряжение Un =27B, которое поддерживается в течение данного эксперимента неизменным;

в) заносят в табл. 2 данные режима холостого хода преобразователя, а затем с помощью выключателя Q2 включается реостат нагрузки Rн и последовательно устанавливаются токи нагрузки от 1 до 5А (7 точек), для которых соответствующие данные фиксируются в табл. 2, после чего преобразователь выключается.

3. Снять эксплуатационные характеристики преобразователя при токе нагрузки Iн = lA = const и активном характере нагрузки cos j = l.

Характеристики снимаются следующим образом:

а) запускают преобразователь и при напряжении питания Un=31B реостатом нагрузки Rh устанавливают ток Iн = 1А, который в дальнейшем поддерживают неизменным;

б) снимают с помощью регулятора напряжения РН напряжение питания от 31В до 23В (7 точек) и для каждой точки в таблице фиксируют показания соответствующих приборов, а затем преобразователь выключают.

4. Рассчитать и занести в табл. 2 по данным экспериментов мощность в нагрузке Rн, потребляемую мощность Рп и КПД преобразователя .

Мощность, потребляемая преобразователем из сети, равна

Pn=Un*Jn, а выходная мощность

Pн = Uл *Iн.

Потерями энергии в выпрямительном блоке ВБ 2 для упрощения пренебрегаем, так как его КПД близок к единице и считаем, что вся выходная мощность выделяется на нагрузочном сопротивлении Rh.

Коэффициент полезного действия преобразователя определяется соотношением h = P н / Pn.

5. Построить графики рабочих и эксплуатационных характеристик преобразователя по данным табл. 2 :

Uл = f(Jн), f = F(Jн), Iп = f(Iн), h = f(Jн), f = F(Un), Uл = f(Un),

I п = f(Uп).

6. Рассчитать значение внутреннего сопротивления

преобразователя

Rвн = DUл / DIн,

где DUл = Uл (Iн = 0) - Uл (Iн = mах),

DIн = Iн max.

7. На основе эксперимента сделать заключение о соответствии полученных параметров преобразователя его техническим, приведенным в таблице 1. Для этого на графике Un = f(Un) выделить изменение выходного напряжения при изменении напряжения питания от 24 до 31В и сопоставить его с табличным значением выходного напряжения. Оценку целесообразно проводить в процентах.

8. Предъявить преподавателю отчет по проделанной работе.

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать:

1- схему лабораторной установки (рис.5);

2- таблицу с результатами измерений и расчетов;

3- графики рабочих и эксплуатационных характеристиках преобразователя.

Контрольные вопросы