Оценка эффективности работы cглаживающих фильтров.

Эффектность сглаживающих фильтров оценивается по значению коэффициента сглаживания

(15)

где и - коэффициенты пульсаций (1) напряжения соответственно при отсутствии и наличии сглаживающего фильтра, при этом

< (16)

то коэффициент сглаживания

S > 1, (S = 10-100) (17)

даже для простейших фильтров.

При использовании сложных многозвеньевых Г-образных фильтров величина S может достигать многих тысяч.

На практике наиболее эффективны комбинированные ( Г-образные) индуктивно-емкостные фильтры.

3. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЯ

1.Лабораторный стенд- лабораторная установка для исследования характеристик однофазного выпрямителя

2.Измерительные приборы:

А) электромеханический вольтметр постоянного тока(магнитоэлектрической системы) ;

Б) Амперметр постоянного тока(магнитоэлектрической системы);

В) Осциллограф – прибор для визуального наблюдения формы сигналов.

Лабораторный стенд - Установка (рис.2) включает в себя:

- входной понижающий трансформатор Tp1, первичная обмотка которого включается на напряжение 220 В, а вторичные – формирует напряжение 60 и 20 В;

- блок диодов (БД),как из двух, так и из четырех полупроводниковых диодов(мостов)- для получения одно- и двухполупериодных схем выпрямления с помощью переключателя S1 – S2 ,;

- блок фильтров (БВ), состоящий из резисторов, дросселя Lф и конденсаторов С1ф – С4ф, включение которых обеспечивается соответствующими переключателями S 3 – S 5 .

- измерительных приборов (вольтметра и миллиамперметра) . Вольтметр используется в двух режимах, в первом из которых он измеряет среднее напряжение Ucp, а во втором - действующее, т.е. U

Рис. 3.1 – Схема лабораторной установки для исследования характеристик однофазного выпрямителя

3.Принципиальная электрическая схема стенда для исследования выпрямительных устройств приведена на рисунке 7. Стенд позволяет изучить свойства однотактных и двухтактных однофазных, а также двухфазной однотактной схем выпрямления при работе на активную нагрузку без фильтра и с простыми двухзвенными П-образными , фильтрами. Переключатели и служат для выбора типа исследуемой схемы выпрямления, а для подключения фильтра и нагрузки. Среднее напряжение нагрузки измеряется вольтметром, а ток – амперметром А (магнитоэлектрической системы).

Для измерения (и визуального наблюдения) переменных составляющих тока и напряжения в отдельных элементах схемы предусмотрены гнезда для подключения осциллографа. Для снятия осциллограммы тока через вентиль последовательно с ним включен резистор ..Схема экспериментальной установки

Рис3.2. Принципиальная схема экспериментальной установки

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ СООТНОШЕНИЙ ДЛЯ ОДНО- И ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫХ (МОСТОВОГО) СХЕМ ВЫПРЯМЛЕНИЯ

Задание А. Исследование однополупериодного выпрямителя без фильтра.

S1 разомкнут. С помощью R_H установить I_cp = I_H = 10 mA; измерит среднее напряжение U_cp, а затем установить I_cp =0,5 I_H., измерить опять U_cp , сделать замеры при I_H = 0. [I_max → R_H = 27 Ом]. При тех же значениях измерить U_m с помощью осциллографа. Данные измерений внести в табл. 1.

Расчетное значение определяется (путем измерения - с помощью осциллографа и -магнитоэлектрическим вольтметром, показания которого равны среднему значению U_cp постоянной составляющей измеряемого напряжения) по формуле (11).

В случае использования цифровых приборов(вольтметров), сначала U_cp измерить , затем измерить действующее значение переменной составляющей выходного напряжения U.

По действующему значению переменной составляющей выходного напряжения U определяют соответствующую амплитуду:

U_m = √2 * U_~ (18)

Используя формулу (1), находят расчетом приближенное значение коэффициентов пульсации:

= U_m~ / U_cp (19)

поскольку вместо амплитуды первой гармоники выпрямленного напряжения U_m в (18) использована суммарная амплитуда всех гармоник U_m~ .

Задание Б. Исследование выпрямителя с сглаживающими фильтрами.

1) Емкостной сглаживающий фильтр включают параллельно нагрузке, способствуя снижению пульсаций выпрямленного выходного напряжения. Исследование проводят при тех же режимах I_H = I_HOM; I_H = 0,5I_HOM и I_H = 0 (хол. ход).

Данные записывают в табл. 1.

2) Индуктивный сглаживающий фильтр включают последовательно с нагрузкой и проводят исследование при тех же токах нагрузки.

Данные записывают в табл. 1.

По результатам измерений вычисляют коэффициент пульсации Ф с фильтром.

(20)
Задание В. Исследование 2-х полупериодного (мостового) выпрямителя.

S1 замкнут.

Затем повторяют измерения по п. А без фильтра и с фильтром.

Данные заносят в табл. 1.

По результатам измерений вычисляют коэффициент пульсации без фильтра и Ф с фильтром , S-коэффицент сглаживания одно- и двух- полупериодного выпрямителя. Оценить эффективность сглаживания.

Данные заносят в табл. 1.

Задание С. Исследование мостового выпрямителя.

S2 замкнут.

Затем повторяют измерения по п. А без фильтра и с фильтром.

Данные заносят в табл. 1.

По результатам измерений вычисляют коэффициент пульсации без фильтра и Ф с фильтром , S-коэффицент сглаживания двухполупериодного и мостовоговыпрямителя. Оценить эффективность сглаживания.

Данные заносят в табл. 1.