Исследование неуправляемых и управляемых выпрямительных устройств
Исследование выпрямительных устройств: от теории к практике
Данное методическое пособие, разработанное в МГТУ им. Н.Э. Баумана, представляет собой руководство к лабораторной работе по исследованию неуправляемых и управляемых выпрямительных устройств. Цель работы – изучение принципов действия и основных характеристик однофазных полупроводниковых выпрямителей и сглаживающих фильтров.
Теоретические основы выпрямления
В работе рассматриваются схемы выпрямителей, преобразующих переменный ток в постоянный, с акцентом на маломощные устройства. Описываются основные компоненты выпрямительных устройств: выпрямительный блок (диоды или тиристоры), трансформатор, сглаживающий фильтр и стабилизатор. Подробно анализируются параметры нагрузки, такие как среднее значение выпрямленного напряжения и тока, коэффициент пульсаций и диапазон регулирования (для управляемых выпрямителей).
Особое внимание уделяется элементам, составляющим основу выпрямителей: диодам и тиристорам. Приводятся их условные графические обозначения, вольт-амперные характеристики (ВАХ) и основные электрические параметры. Рассматриваются принципы работы диодов и тиристоров, включая процессы включения и выключения тиристоров, а также их динамические свойства.
Типы выпрямителей и их характеристики
В пособии рассматриваются два основных типа однофазных выпрямителей: однополупериодные и двухполупериодные. Для каждого типа приводятся схемы, временные диаграммы, поясняющие принцип работы, и расчетные формулы для определения среднего значения выпрямленного напряжения, а также выбора элементов схемы. Особое внимание уделяется анализу пульсаций выпрямленного напряжения и методам их снижения.
Для оценки качества выпрямленного напряжения используется коэффициент пульсаций, который определяется разложением периодической функции напряжения в ряд Фурье. Рассматриваются простейшие сглаживающие фильтры: емкостной и индуктивный. Описывается принцип работы фильтров, основанный на использовании зависимости реактивных сопротивлений от частоты. Приводятся схемы включения, временные диаграммы и эмпирические формулы для расчета коэффициента пульсаций при использовании емкостного фильтра.
Управляемые выпрямители и лабораторный стенд
Отдельное внимание уделяется управляемым выпрямителям, в которых для регулирования выпрямленного напряжения используются тиристоры. Приводится схема однофазного управляемого выпрямителя и временные диаграммы его работы. Рассматривается регулировочная характеристика выпрямителя, определяющая диапазон изменения выпрямленного напряжения.
В заключительной части описывается лабораторный стенд, используемый для проведения работы. Приводится описание его компонентов, включая стрелочные приборы и осциллограф.
Практическая часть и отчетность
В разделе "Задание и порядок выполнения работы" подробно изложены этапы исследования различных схем выпрямителей. Студентам предлагается исследовать однополупериодные и двухполупериодные выпрямители, как с фильтрами, так и без них. Предусмотрено снятие осциллограмм, построение внешних и регулировочных характеристик. Отчет по работе должен содержать принципиальные электрические схемы, таблицы, графики, осциллограммы, расчеты и выводы. В конце представлены контрольные вопросы для закрепления материала.
- ВО - Бакалавриат
- 00.03.31: Электроника и электротехника
- 13.03.02: Электроэнергетика и электротехника
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана Исследование неуправляемых и управляемых выпрямительных устройств Методические указания к лабораторной работе Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2007
УДК 621.314.6 (076)
ББК 31.264.5
И889
Рецензент А.В. Смирнов
Исследование неуправляемых и управляемых выпрямительных устройств: Метод. указания к лабораторной работе /
С.А. Васюков, В.В. Лаврентьев, О.И. Мисеюк, А.Б. Красовский. –
М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 24 с.: ил.
Рассмотрены схемы управляемых и неуправляемых выпрямителей.
Представлены электрические схемы исследуемых устройств, таблицы
для экспериментальных данных и расчетные формулы.
Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих дисциплину
«Электротехника и электроника».
Ил. 16. Табл. 2.
УДК 621.314.6 (076)
ББК 31.264.5
Методическое издание
Сергей Александрович Васюков
Вадим Владимирович Лаврентьев
Ольга Ивановна Мисеюк
Александр Борисович Красовский
Исследование неуправляемых и управляемых
выпрямительных устройств
Редактор А.В. Сахарова
Корректор Г.С. Беляева
Компьютерная верстка Е.В. Зимакова
Подписано в печать 07.06.2007. Формат 60х84/16. Бумага офсетная.
Печ. л. 1,5. Усл. печ. л. 1,4. Уч.-изд. л. 1,3. Тираж 1000 экз.
Изд № 54. Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
105005, Москва, 2-я Бауманская, 5
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007
И889
Цель работы – изучение принципа действия и основных характеристик однофазных неуправляемых и управляемых полупроводниковых выпрямителей и сглаживающих фильтров. 1. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Выпрямителем называют устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии источника переменного тока в энергию постоянного тока. Необходимость в подобном преобразовании возникает, когда питание потребителя осуществляется постоянным током, а источником электрической энергии является источник переменного тока, например промышленная сеть частотой 50 Гц. В настоящей работе рассматриваются схемы выпрямителей с потребляемой мощностью до нескольких сотен ватт – их относят к классу маломощных выпрямителей. В зависимости от назначения выпрямители называют управляемыми, т. е. с возможностью изменения выпрямленного напряжения, и неуправляемыми (нерегулируемыми), где такой возможности нет. Структурная схема выпрямительного устройства при питании от однофазной сети показана на рис. 1. Рис. 1 Основой ее является блок выпрямления, построенный на одном или нескольких диодах. Функция трансформатора сводится к повышению или понижению вторичного напряжения U2 при заданном первичном напряжении U1 с целью получения требуемого постоянного напряжения на выходе. Сглаживающий фильтр предназначен для улучшения качества выпрямленного напряжения, а стабилизатор обеспечивает практическую неизменность напряжения на нагрузке при воздействии различных факторов (изменение нагрузки, колебание напряжения сети и т. д.).
Похожие