Описание виртуальной лабораторной установки

Лабораторная работа № 1

Исследование однофазных выпрямителей

Выполнили: Захаренкова А.С.

Филиппов А.А.

Группа: ЭЛ-14-11

Преподаватель: Киселев М. Г.

Москва, 2013 г.

Цель работы. Исследование принципа работы и характеристик схем однофазных

управляемых выпрямителей с различными типами нагрузок.

Описание виртуальной лабораторной установки

1) Исследование принципа действия мостового выпрямителя

а) Активное сопротивление

При α=0°

Напряжение и ток на тиристоре.

Диаграммы напряжения и тока источника, напряжения и тока нагрузки

При α=60°

Напряжение и ток на тиристоре.

Диаграммы напряжения и тока источника, напряжения и тока нагрузки

При α=120°

Напряжение и ток на тиристоре.

Диаграммы напряжения и тока источника, напряжения и тока нагрузки

б) Активно-индуктивное сопртивление

При α=0°

Напряжение и ток на тиристоре.

Диаграммы напряжения и тока источника, напряжения и тока нагрузки

При α=45°

Напряжение и ток на тиристоре.

Диаграммы напряжения и тока источника, напряжения и тока нагрузки

При α=90°

Напряжение и ток на тиристоре.

Диаграммы напряжения и тока источника, напряжения и тока нагрузки

2) Снятие внешних и энергетических характеристик выпрямителя

Данные	Измерения	Вычисления
Угол управления	Противо-ЭДС	Ток нагрузки	Напряжение на нагрузке	Амплитуда 1-ой гармоники тока источника	Начальная фаза тока источника	Действующее значение тока источника	Среднее значение тока тиристоров	Действующее значение тока тиристоров	Потребляемая мощность	Полная мощность по 1-ой гармонике	Активная мощность по 1-ой гармонике	Реактивная мощность по 1-ой гармонике	Мощность нагрузки	Мощность потерь в тиристорах
α	E	IH	UH	IС(1)max	φ	IС д	IT ср	IT д	S	S(1)	P(1)	Q(1)	PH	PT
град	В	А	В	А	град	А	А	А	ВА	ВА	ВТ	вар	Вт	Вт
	-100	1,24	137,25	1,64	-11,56	1,27	0,62	0,90	197,57	180,4	176,74	36,15	170,19	3,6
-50	2,85	135,39	3,66	-5,24	2,86	1,42	2,02	444,91	402,6	400,92	36,77	385,86	12,7
	4,47	134,13	5,73	-3,48	4,47	2,23	3,16	695,37	630,3	629,14	38,26	599,56	27,11
	-20	1,57	67,09	2,30	-62,36	1,65	0,79	1,16	256,68		117,37	224,13	105,33	5,22
-10	1,90	66,98	2,71	-62,04	1,96	0,95	1,38	304,9	298,1	139,77	263,3	127,26	6,85
	2,24	67,68	3,15	-61,77	2,30	1,12	1,62	357,8	346,5	163,9	305,29	151,6	8,83

Полная мощность, потребляемая выпрямителем от источника, определяется как

Полная, активная и реактивная мощности по первой гармонике, потребляемые выпрямителем от источника, рассчитываются по формулам

[ВА].

[Вт].

[вар].

Мощность нагрузки определяется по выражению

[Вт].

Мощность потерь в тиристоре:

(Вт),

где U_f – прямое падение напряжения тиристора (Forward Voltage) U_f =0,8 В;
R_on – активное сопротивление тиристора в открытом состоянии R_on=0,5 Ом

По результатам табл. строятся:

- внешняя нагрузочная характеристика U_H (I_H):

- энергетические характеристики
S, S(1), P(1), Q(1) = f (P_H):

При α=0°

При α=60°

Р_T = f (Р_H):

3)Снятие регулировочных характеристик выпрямителя

Таблица - Регулировочные характеристики

L_Н =0

α, °
Uн, В	134,02	125,18	100,39	66,73	33,14	8,76

L_Н =0.40

α, °
Uн, В	134,13	129,93	116,96	95,99	67,68	23,75

По данным табл. строятся в одной координатной плоскости регулировочные характеристики U_H(α). Туда же пунктиром наносится теоретические регулировочные характеристики, рассчитанные по

и .

4)Исследование гармонического состава тока источника

Противо-ЭДС равно нулю.

Для активной нагрузки при α=45^°

Для активно-индуктивной нагрузки при α=22,5^°

5) Исследование работы выпрямителя на противо-ЭДС

L_н=0

Е= -110 В – противо-ЭДС

При α=0°

Uн_ср=155,37 В

Iн_ср=1,51 А

Диаграммы токов и напряжений

Диаграммы гармонический состав тока источника

При α=90°

Uн_ср=132,54 В

Iн_ср=0,75 А

Диаграммы токов и напряжений

Диаграммы гармонический состав тока источника

6) Исследование работы выпрямителя с емкостным фильтром

Lн=0

α=0°

Rн=30 Ом

Uc _max= 220 В

При С₁=0,2 мФ:

Uн_ср=160,05 В

Iн_ср=5,33 А

Диаграммы токов и напряжений

При С₂=1 мФ:

Uн_ср=195,65 В

Iн_ср=6,52 А

Диаграммы токов и напряжений

При С₃=10 мФ:

Uн_ср=212,55 В

Iн_ср=7,09 А

Диаграммы токов и напряжений