Указания по лабам - Радиоэлектроника - Скачать бесплатно
АЛМАТИНИСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра промышленной электроники
ПреобразовательнаЯ техника
И
МИКРОМИНИАТЮРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО
ЭЛЕКТРОПТАНИЯ
Методические указания к лабораторным работам по специальностям
Автоматическая электросвязь, Многоканальная электросвязь,
Промышленная электроника
АЛМАТЫ 1999 г.
Введение
Цель выполнения лабораторных работ. Студенты выполняют лабораторные
работы по графику, после овладения соответствующим теоретическим
материалом.
Они проверяют правильность усвоения основных теоретических поло-
жений, учатся практической деятельности по исследованию схем
преобразовательных устройств.
При подготовке к эксперименту и в процессе его проведения студенты
знакомятся с методами измерения параметров и характеристик
преобразовательных устройств.
На всех стадиях лабораторного эксперимента студенты должны стре-
миться овладеть приемами наглядного, образного и лаконичного составле-ния
плана, протокола наблюдений и отчета об эксперименте и его результа-тах.
Основное внимание студентам предлагается сосредоточить на этапах
подготовки к эксперименту и составлению протокола проведения экспери-мента.
Подготовка включает в себе ознакомление с целями, содержанием и
средствами предстоящих экспериментов; нахождение теоретического обоснования
тех явлений и процессов, взаимосвязей и закономерностей, которые лежат в
основе эксперимента; составление плана эксперимента; подготовку протокола
для внесения результатов экспериментов; прогнозирование результатов.
На этапе выполнения эксперимента каждый студент овладевает опытом
проведения лабораторных исследований в соответствии с составленным им
планом и программой, осмысливает полученные результаты, готовит данные для
составления заключительного отчета о выполненной работе.
После завершения лабораторных экспериментов студент оформляет
заключительный отчет по данной работе. В отчете приводится регистрация
полученных результатов, объяснения к полученным зависимостям, форму-лировка
общих выводов и ответы на вопросы для самоконтроля. Отчеты должны
утверждаться преподавателем и, если его качество не соответст-вует
установленным требованиям, дорабатывается студентом.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
1 Однофазное выпрямительное устройство
1.1 Цель работы:
Изучение принципа работы и исследование характеристик однофазных схем
выпрямления при активной и активно-емкостной нагрузках.
1.2 Описание лабораторной установки
Исследования проводится на лабораторном стенде типа ЭСIA/I-ма-
ломошный источник питания. При выборе схемы исследуемого выпрямителя к
гнезду разъема ХР23 подключаются вилки:
а) Для исследования схемы однополупериодного выпрямителя -
XP23/1 - выпрямитель однополупериодный;
б) Для исследования схемы двухполупериодного выпрямителя со средней
точкой - XP23/2 - выпрямитель двухполупериодный;
в) Для исследования схемы мостового выпрямителя -
XP23/3 - мостовой выпрямитель,;
При выборе нагрузки выпрямителя и для исследования влияния характера
активного и активно-емкостной нагрузок на работу схем выпрямителей, к
гнезду разъема ХР24 подключается вилка ХР24/5 - RC - фильтр,.
Включение стенда в сеть осуществляется тумблером В1 СЕТЬ.
Снятие внешней характеристики выпрямителя производится с помо-щью
потенциометра с надписью Rн - нагрузка.
Величину напряжения U2 вторичной обмотки трансформатора измеряет
вольтметром PV1, величину среднего выпрямленного напряжения U0 -
вольтметром РV2, величину среднего выпрямленного тока I0 - миллиампер-
метром РА.
Для измерения и просмотра осциллограмм напряжений и токов в
характерных точках исследуемой схемы предназначены контрольные гнезда
1[pic]20.
1.3 Подготовка стенда к работе
1.3. 1 Перед выполнением работы каждый студент обязан предъявить
преподавателю заготовленную форму отчета, содержащие необходимые таблицы,
относящий к ним графики, а также представить структурные и принципиальные
схемы исследуемого устройства относящиеся к данной работе.
1.3.2 Внимательно ознакомится с назначением каждого органа управления
и указаний мер безопасности.
1.3.3 Перед включением стенда зафиксировать в исходном положении все
органы управления и коммутации:
- выключатели в положение “выключено”;
- выключатели вертикально ( вниз, горизонтально - влево;
- переключатели в среднее (нейтральное) положение;
- ручки регулирования - в левое крайнее положение;
- стрелки измерительных приборов установить на “0”.
1.3.4 Включить стенд включателем с надписью СЕТЬ, при этом загорается
лампочка сигнализации.
1.3.5 Включить осциллограф включателем с надписью СЕТЬ, при этом
загорается лампочка сигнализации.
1.4 Задания и порядок выполнения работы
1.4.1 Исследовать схему однополупериодного выпрямителя:
а) к гнезду разъема ХР23 подключит вилку XP23/1 - выпрямитель
однополупериодный, к гнезду разъема ХР24 подключить вилку ХР24/5 - RC -
фильтр;
б) тумблер SA4 установить в среднее (нейтральное) положение.
Измерить величину напряжения холостого хода U2хх вторичной обмотки
трансформатора вольтметром PV1, величину среднего выпрямленного напряжения
при холстом ходе U0 - вольтметром РV2 и расчитать коэффициент трансформации
n = U2хх / U1 и коэффициент передачи выпрямителя по
напряжению ku = U0/ U2xx.
в) тумблер SA4 установить в верхное положение. По миллиампер-метр РА
с помощью потенциометра с надписью Rн - нагрузка, установить величину
среднего выпрямленного тока I0 на максимальное значение I0макс снять
осцилаграмм напряжении и токов и определить все значении параметров
приведенные в таблице 1.1
г) снять и построить внешней характеристики выпрямителя U0 = f (І0)
при актиной нагрузке (зависимости величины выпрямленного напряжения U0 от
тока І0 на нагрузке выпрямителя) с помощью потенциометра с надписью Rн -
нагрузка, изменяя значение тока от минимального I0мин до максимального
значения I0макс.
Результаты измерения внести в таблицу 1.2 и построить график
зависимости U0 = f (І0). Определить внутреннее сопротивление выпрямителя по
формуле Ri = (U0макс - U0мин)/ (I0макс - I0мин ), коэффициент передачи
выпрямителя по току ki = I0макс / I2макс , к. п. д. выпрямителя ( = Rн
/(Rн + Ri).
д) исследовать однополупериодный выпрямитель при активно-емкостной
нагрузке. Для этого тумблер SA4 установить в нижнее положение, а SA3 -
правое положение и действовать аналогично как в п.п. 1.4 б), в), г).
Таблица 1.1
|Параметры |Осцилаграммы |
|Нагрузка |u0 |
|U0мин = В ; I0макс = мА. | |
|Осциллограмма выпрямленного | |
|напряжения u0 |(t |
| |i0 |
| | |
|Осциллограмма выпрямленного | |
|тока i0 |(t |
|Трансформатор |u2 |
|U2мин = В ; I2макс = мА. | |
|Осциллограмма напряжение вторич-ной | |
|обмотки u2 |(t |
| |i2 |
| | |
|Осциллограмма тока вторичной обмотки| |
|i2 |(t |
|Диоды |u2 |
|Uобр = В ; IДмакс = мА | |
|Осциллограмма обратного напряжения | |
|на вентиле uобр |(t |
| |i2 |
|Осциллограмма амплитудное значение | |
|тока диода iа | |
| |(t |
.
Таблица 1.2
|І0 |І0мин | | | |І0макс |
|U0 |U0макс | | | |U0мин |
1.4.2 Исследовать схему двухполупериодного выпрямителя:
а) к гнезду разъема ХР23 подключит вилку XP23/1 - выпрямитель
двухполупериодный, к гнезду разъема ХР24 подключить вилку ХР24/5 - RC -
фильтр;
б) действовать аналогично п. п. 1.4.1 б), в), г) .
1.4.3 Исследовать мостовую схему выпрямителя:
а) к гнезду разъема ХР23 подключит вилку XP23/1 - выпрямитель
мостовой, к гнезду разъема ХР24 подключить вилку ХР24/5 - RC - фильтр;
б) действовать аналогично п. п. 1.4.1 б), в), г).
1.4.5 Для одного значений выпрямленного тока для каждой из
исследованных схем выпрямления при активной нагрузке, проверить с помощью
формул приведенной в таблице 1.3 результаты эксперимента с расчетным и
дополнительно заполнить таблицу.
1.4.6 Оформить отчет согласно правилу выполнения работ в лаборотории
Таблица 1.3
| | |
|Параметры |Схема однофазная |
| | |
| |однополу-пе|двухполу-пе|мостовая |
| |риодная |риодная | |
|Трансформатор | | | |
|Действующее напряжение вторич-ной | | | |
|обмотки U2 |2,22 U0 |2x1,11 U0 |1,11 U0 |
|Действующий ток вторичной обмотки I2| | | |
| |1,57 I0 |0,785 I0 |1,11 I0 |
|Действующий ток первичной обмотки I1| | | |
| |1,21 I0/nT |1,11 I0/nT |1,11 I0/nT |
|Расчетная (габаритная) мощность | | | |
|трансформатора ST |3,09 P0 |1,48 P0 |1,23 P0 |
|Коэффициент использования | | | |
|трансформатора |0,324 |0,675 |0,814 |
|Вынужденное намагничивание | | | |
|сердечника трансформатора |Есть |Есть |Нет |
|Диоды | | | |
|Максимальное обратное напряжение на | | | |
|вентиле Uобр |3,14 U0 |3,14 U0 |1,57 U0 |
|Средний ток диода Іср |I0 |0,5 I0 |0,5 I0 |
|Действующий ток диода |1,57 I0 |0,785 I0 |0,785 I0 |
|Амплитудное значение тока диода |3,14 I0 |1,57 I0 |1,57 I0 |
|Число диодов |1 |2 |4 |
|Фаза выпрямления |1 |2 |2 |
|Пульсация | | | |
|Частота первой гармоники |50 |100 |100 |
|Коэффициент пульсации |1,57 |0,67 |0,67 |
1.5 Вопросы к защите лабораторной работы
1 Что такое выпрямление электрических колебаний? На каком принципе
осуществляется выпрямление?
2 Что называется выпрямителем?
3 Что называется однополупериодным выпрямителем?
4 Что называется двухполупериодным выпрямителем?
5 Что такое выпрямитель на мостовой схеме?
6 Что такое нагрузочная (внешняя) характеристика выпрямителя?
7 Что следует из сравнения нагрузочных (внешних) характеристик
выпрямителей?
8 Из каких элементов состоит выпрямитель и каково назначение этих
элементов?
9 Какими основными параметрами характеризуются выпрямительные диоды?
10 Как сказывается емкостной характер нагрузки на работу схем
выпрямления?
11 Что называется коэффициентом пульсаций выпрямителя?
12 Что называется коэффициентом использования трансформатора в
выпрямительной схеме?
13 Что называется коэффициентом полезного действия выпрямителя?
14 Что называется частотой пульсаций выпрямителя?
13 Какую роль играют фильтры, расположенные на выходе выпря-мителей?
14 Какими составляющими можно представить пульсирующее напря-жение
на выходе выпрямителя?
15 Какие гармоники переменной составляющей выпрямленного напряжения
оказывают большее мешающее действие?
16 Какие факторы определяют величину напряжения пульсации на выходе
выпрямителя?
17 Что такое коэффициент сглаживания фильтра и как его рассчи-тывают?
18 Что такое коэффициент фильтрации и как его рассчитывают?
ЛабораторнаЯ работа №2
2 Однофазный регулируемый выпрямитель на тирсторах
2.1 Цель работы
Изучение принципа работы и исследование характеристик однофазного
регулируемого выпрямителя на тиристорах.
2.2 Описание лабораторной установки
Работа выполняется на лабораторном стенде типа ЭС16 - однофазный
регулируемый выпрямитель на тиристорах. Данный стенд позволяет:
- исследовать работу регулируемого двухполупериодного выпрямителя на
тиристорах с включением различных нагрузок (активный и активно-индуктивный)
со снятием регулировочных и внешних характеристик;
- снять осциллограммы напряжение и токов в характерных точках
выпрямителя.
Нагрузкой выпрямителя в схеме служат резистор RН и дроссель LH.
Наблюдения осциллограмм напряжения и токов производится на экране
электронного осциллографа.
Снятие внешних характеристик - зависимость выпрямленного напряжения
U0 от выпрямленного тока в нагрузке І0 (U0 = f (І0 )) - производится с
помощью потенциометра с надписью RН - нагрузка.
Снятие регулировочных характеристик - зависимость выпрямленного
напряжения U0 от угла регулирования ( (U0 = f (()) производится с помощью
потенциометра Rф.
Переключение от активной нагрузки к активно-индуктивной нагрузки
осуществляется с помощью переключателя В2.
Включение стенда осуществляется включателем с надписью СЕТЬ.
2.3 Подготовка стенда к работе
2.1.1 1 Перед выполнением работы каждый студент обязан предъявить
преподавателю заготовленную форму отчета, содержащие необходимые таблицы,
относящий к ним графики, а также представить структурные и принципиальные
схемы исследуемого устройства относящиеся к данной работе
2.3.2 Внимательно ознакомится с назначением каждого органа управления
и указаний мер безопасности.
2.3.3 Перед включением стенда зафиксировать в исходном положении все
органы управления и коммутации:
- выключатели в положение “Выключено”;
- выключатели вертикально ( вниз, горизонтально - влево;
- переключатели в среднее (нейтральное) положение;
- ручки регулирования - в левое крайнее положение;
- стрелки измерительных приборов установить на “0”.
2.3.4 Включить стенд включателем с надписью СЕТЬ, при этом загорается
лампочка сигнализации.
2.3.5 Включить осциллограф включателем с надписью СЕТЬ, при этом
загорается лампочка сигнализации.
2.4 Задание и порядок выполнения работы
2.4.1 Снять и построить регулировочную характеристику
выпрямителя (зависимость выпрямленного напряжения U0 от угла регулирования
() U0 = f (() при активной нагрузке:
а) переключатель В2 установить в положение ( “R”;
б) ручку регулировки RН установить в положение ( “60 Ом”;
в) переключатель Rф установить в положение ( “1”;
г) изменяя с помощью переключателя Rф значение
|
