Принципы радиоизмерений Исследование стабилизированного выпрямителя Исследование усилительных каскадов Расчет трехфазной цепи Исследование нелинейных цепей постоянного тока Исследование электрических фильтров

Лабораторные работы по электронике и электротехнике

Лабораторная работа 17

Улучшение формы выходного напряжения схем выпрямителя переменного тока

Цель работы - экспериментальное исследование основных соотношений напряжений, токов и мощностей в схемах неуправляемых выпрямителей переменного тока с улучшенным выходным напряжением и анализ временных зависимостей этих напряжений.

1. Задание

1.1. Разработать схему, позволяющую простейшими средствами (один электролитический конденсатор С) улучшить форму выпрямленного напряжения при однополупериодном выпрямлении переменного тока.

1.2. Собрать и исследовать схему, разработанную в п.1.1.

Полученные результаты оформить в виде таблицы и сравнить их с результатами, которые имели место при выполнении п.1.1 в работе № 16.

1.3. Разработать схему, позволяющую простейшими средствами (один электролитический конденсатор) улучшить форму выпрямленного напряжения при однофазном мостовом выпрямлении переменного тока.

1.4. Собрать и исследовать схему, разработанную в п.1.3.

Полученные результаты оформить в виде таблицы и сравнить их с результатами, которые имели место при выполнении п.1.2 в работе № 16.

1.5. Разработать схему трехфазного мостового выпрямителя с улучшенной, благодаря применению электролитического конденсатора, формой выходного напряжения.

1.6. Собрать и исследовать схему, разработанную в п.1.5.

Полученные результаты оформить в виде таблицы и сравнить их с результатами, которые имели место при выполнении п.1.3 в работе № 16.

2. Технические характеристики используемого оборудования

Диоды типа Д245 (Iпр = 10А; Uобр = 300В) - 6 шт.

Реостат 100 Ом, 2А.

Конденсаторы:

электролитический 300 мкФ, 300В;

неполярный 30-50 мкФ, 300В.

Тумблер (выключатель) - 2 шт.

Электронный осциллограф.

Измерительные приборы: магнитоэлектрической системы - вольтметр и амперметр, электромагнитной (электродинамической системы) - амперметр, два вольтметра, комплект К-50 , ваттметр.

Источник питания - симметричный трехфазный с линейным напряжением 127В.

3. Методические указания к выполнению работы

3.1. При выполнении работы рекомендуется воспользоваться результатами, полученными при выполнении работы № 16.

3.2. При разработке схем по п.1.1; 1.3 и 11.5 целесообразно за основу взять соответствующие схемы, исследованные в работе № 16. В эти схемы должны быть включены соответствующие приборы для измерения:

действующего значения входного напряжения U;

действующего значения входного тока I;

потребляемой мощности Р;

действующего значения переменной составляющей напряжения на нагрузке UH~;

постоянной составляющей тока нагрузки IHср;

постоянной составляющей напряжения на нагрузке UHср.

Указание: а) для измерения U, I, P может быть использован  комплект К-50 во всех схемах, кроме схемы однополупериодного выпрямления;

б) для измерения UH~ может быть использован вольтметр электромагнитной системы, включенный последовательно с неполярным конденсатором;

3.3. Для исследования формы кривой выпрямленного напряжения UH(t) предусмотреть электронный осциллограф, с экрана которого (при одинаковом усилении) снять кривые UH(t) в двух случаях:

а) без сглаживающего конденсатора С;

б) со сглаживающим конденсатором С.

С этой целью целесообразно сглаживающий конденсатор подключить через тумблер.

3.4. Рассчитать теоретическое значение переменной составляющей  выпрямленного напряжения нагрузки в схемах без сглаживающего конденсатора и сравнить его с экспериментальным значением UH~. Результаты занести в табл. 17.1.

3.5. Измерить UH~ в схемах со сглаживающим конденсатором, результаты занести в табл. 17.1, сравнить их с данными п.3.4 и сделать соответствующие выводы.

Таблица 17.1

Исследование влияния сглаживающего конденсатора на характеристики различных схем выпрямления переменного тока

Схема

U,

В

I,

А

P,

Вт

UНср,

В

IНср,

А

~, В

Ксх

cosφ

η, %

Примеча-

ние

Однополупериодное выпрямление

Однофазная мостовая

Трехфазная мостовая

4. Содержание отчета

В отчете необходимо привести:

4.1. Схемы, разработанные согласно пп.1.1, 1.3, 1.5.

4.2. Осциллограммы UH(t) (с указанием масштабов по осям координат) для трех схем выпрямления переменного тока.

Указание: для каждой из схем выпрямления целесообразно кривые UH(t) при наличии конденсатора С и без него совместить (построить в общей системе координат).

4.3. Расчет для каждой из исследованных схем теоретического значения UH~ при отсутствии сглаживающего конденсатора С.

4.4. Результаты экспериментального исследования схем выпрямления (табл.17.1).

4.5. Выводы о влиянии сглаживающего конденсатора С на работу схем выпрямления. При этом особое внимание уделить влиянию конденсатора С на форму выпрямленного напряжения, а также на величину UH~.

4.6. Рекомендации по более эффективному улучшению формы кривой выходного напряжения различных схем выпрямления.


Исследование выпрямителя однофазного и трехфазного токов