Описание лабораторной установки и методики измерений

1. Виртуальная лабораторная установка для исследований приведена на рис. 4.16. Она содержит:

– три однофазных источника синусоидальных напряжений , , , смещенных по фазе относительно друг друга на 120 эл. град.;

– блок тиристорных вентилей , , ;

– активно-индуктивную нагрузку , c противоЭДС и обратным диодом ;

– датчик фазного тока выпрямителя, подключенный к мультиметру XMM1;

– измерительные пробники «9» и «3» соответственно на входе и на выходе управляемого выпрямителя;

– двухлучевой осциллограф XSC2;

– систему импульсно-фазового управления (СИФУ) X1, осуществляющую регулирование угла фазовой задержки включения тиристоров , ,
изменением сопротивления потенциометра Структурная схема СИФУ
(рис. 4.17) содержит схему синхронизации (СС), вырабатывающую сигналы U_с (рис. 4.17, б) и обеспечивающую синхронизацию частоты следования импульсов управления U_уэ с частотой питающей сети (или частотой следования моментов естественной коммутации кривых выпрямленного напряжения).

Фазосмещающее устройство (ФСУ) под действием напряжения управления U_упр, проходящего через усилитель (УС), производит изменение угла a включения тиристоров в нужных пределах (рис. 4.17, б). При вертикальном методе управления ФСУ содержит генератор развёртки (ГР) (чаще всего генератор пилообразного напряжения) и компаратор (К). Компаратор может выполняться на однопереходном транзисторе, триггере Шмидта, операционном усилителе, логическом элементе и т. п. Формирователь управляющих импульсов (ФУИ) служит для выработки сигналов управления тиристоров с требуемыми параметрами.

Рис. 4.16. Виртуальная установка управляемого трехфазного выпрямителя
с нулевым выводом и активно-индуктивной нагрузкой с противоЭДС

2. Необходимые значения углов включения тиристоров выставляются
в лабораторной установке следующим образом:

– вычисляется время задержки включения тиристоров в миллисекундах по формуле

, (4.55)

где – необходимый угол включения тиристоров;

– нажатием кнопки «молния» производится запуск моделирования;

– нажатием кнопки «синхр» производится однократный запуск горизонтальной развертки с получением на экране осциллографа временной диаграммы выпрямленного напряжения;

– с помощью визирной линии «1» фиксируется момент начала положительной полуволны синусоидального напряжения источника , а с помощью визирной линии «2» фиксируется момент отпирания тиристора ;

– фактическое время задержки включения тиристоров равно разности временных положений визирных линий «2» и «1», которая высвечивается на панели осциллографа XSC2;

– с помощью потенциометра осуществляется изменение времени задержки включения тиристоров до совпадения с величиной .

ФСУ

СС

ГР

ФУИ

УС

m₁,f₁

U₁

U₂

U₃

U₅

U_УЭ

U₄

U_С

На УЭ тиристора

U_упр

U_пор

a₂

a₁

U_c

U₂

U₄

U_пор

U₅

U_уэ

Рис. 4.17. Структурная схема СУ по вертикальному методу управления (а);
временные диаграммы (б)

Установка позволяет проводить анализ гармонического состава входного фазного тока и выходного напряжения управляемого выпрямителя с помощью спектрального Фурье-анализа по методике, изложенной в п. 3(с.66) предыдущей работы.

Домашняя подготовка

1. Изучить подраздел 4.1и указания к выполнению работы (с. 62).

2.Привести схему виртуальной лабораторной установки, структурную схему и временные диаграммы СИФУ.

Рабочее задание

1. Открыть виртуальную лабораторную работу «Упр. выпр. с нул.» в папке «Лаб. выпр.».

2. Снять внешние характеристики управляемого выпрямителя. Для этого изменять величину противоЭДС , оставляя неизменными параметры « » и « » нагрузки выпрямителя. Внешние характеристики снимаются для значений угла задержки включения тиристоров, равных 0°, 30°, 60°. Значения угла выставляются по методике, изложенной в п. 2 (с. 66). Средневыпрямленные значения напряжения и тока выпрямителя определяются по показаниям измерительного пробника «3». Действующие значения входного тока выпрямителя определяются по показаниям измерительного пробника «9». Полная мощность на входе выпрямителя и активная мощность в нагрузке определяются по выражениям: