Układy prostownicze
advertisement
Ćwiczenie nr 4 Nazwisko imię ....................................................... Klasa ....................................................... Data wykonania ćwiczenia ..................................... Data oddania sprawozdania ..................................... Ocena ........................................ TEMAT: BADANIE JEDNOFAZOWYCH I TRÓFAZOWYCH UKŁADÓW PROSTOWNICZYCH CEL ĆWICZENIA Poznanie: Poznanie jednofazowych układów prostowniczych i ich współpraca z filtrem Poznanie trójfazowych układów prostowniczych 1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE W technice zachodzi często potrzeba przekształcenia energii elektrycznej jednego rodzaju na inny. Urządzenia spełniające tę rolę zwane przekształtnikami dzielą się na: prostowniki, w których przekształceniu ulega energia elektryczna prądu przemiennego na energię prądu stałego falolwniki, w których prąd stały ulega przekształceniu na prąd przemienny przemienniki częstotliwości W skład urządzenia prostowniczego ( zasilacza ) wchodzą: transformator, który pozwala na uzyskanie żądanych wartości napięć wyjściowych prostownika układ elementów prostownikowych (zaworów prostowniczych), które przepuszczają prąd w tak zwanym kierunku przepustowym, natomiast w drugim tzw. zaporowym uniemożliwiają jego przepływ. Filtry ( zwane układami wygładzającymi), które mają za zadanie zmniejszenie amplitudy tętnień. W skład filtru wchodzą: rezystory, kondensatory oraz cewki. Najczęściej są nimi kondensatory. Im większa pojemność kondensatora tym tętnienia są mniejsze. 1 Przez diodę płynie prąd przewodzenia tylko wtedy, gdy jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, mówimy inaczej, kiedy na diodzie jest wyższy potencjał niż na katodzie diody i napięcie progowe Us zostało przekroczone. Przeanalizuj na poniższych rysunkach oznaczenia, terminologię oraz charakterystykę diody 1N4148. Symbolami UF , IF oznacza się wartości napięć i prądów, które występują w kierunku przewodzenia. Symbolami URmax , IRmax oznacza się wartości napięć i prądów, które występują w kierunku zaporowym. Wartości te nie powinny być przekraczane, ponieważ grozi to uszkodzeniem diody. Napięcie URmax powinno być równe lub większe od amplitudy napięcia przemiennego W poniższej tabeli przedstawione są układy prostownicze 1-fazowe ich parametry 2 UWAGA! W tabeli powyżej podane są oznaczenia wielkości elektrycznych, które będziemy stosować w ćwiczeniu. Poniższej przedstawione są układy prostownicze 3-fazowe ich parametry U Układ 3-fazowy trójpulsowy Udi =0,675 U1 Przebieg napięcia wyprostowanego Id =3Iz PT=1,23 Pd U Układ 3-fazowy sześciopulsowy (Graetza) Przebieg napięcia wyprostowanego 3 Udi =1,35 U1 Id =3Iz PT=1,06 Pd Napięcie wyprostowane przez układ prostowniczy stanowi sumę dwóch napięć: składowej stałej – o wartości średniej Udi składowej zmiennej (tętnień) – UT (dla układu 1-pulsowego UT= 0,71*U1) UWAGA! Wartość napięcia średniego (składowej stałej) - Udi wskazuje woltomierz magnetoelektryczny załączony równolegle do odbiornika, natomiast składowej zmiennej UT- woltomierz elektromagnetyczny. Praca prostownika z filtrem. Kondensator filtru ładuje się do wartości szczytowej (amplitudy) napięcia przemiennego –U1. W czasie kiedy prostownik nie przewodzi, kondensator rozładowuje się, przekazując swoją energie do odbiornika R. Zmniejsza się w ten sposób pulsacja prądu wyprostowanego. Wielkość pulsacji prądu wyprostowanego zależy od liczby faz transformatora i układu połączeń prostowników współpracujących z transformatorem. Im większa jest liczba faz , tym pulsacja jest mniejsza. Stopień wygładzenia napięcia wyjściowego układu prostowniczego określa współczynnik tętnień - kt kt=(√ UT2- Udi 2)/ Udi 4 DIAGNOSTYKA DIÓD Diody diagnozuje się najczęściej za pomocą omomierza lub metodą techniczną. Przeanalizuj sposoby diagnozowania diód na podstawie poniższej tabeli. Przebieg ćwiczenia 2. BADANIE JEDNOFAZOWYCH UKŁADÓW PROSTOWNICZYCH 2.1 Schemat połączeń układu jednofazowego jednopołówkowego Id U1 UT Udi UWAGA! Wartość napięcia średniego (składowej stałej) Udi wskazuje woltomierz magnetoelektryczny natomiast składowej zmiennej UT- woltomierz elektromagnetyczny. 2.2 Tabela pomiarów Typ układu U1 V Udi V Ut V kt - bez filtru 5 z filtrem C Współczynnik tętnień wyznacz ze wzoru: kt=(√ UT2- Udi 2)/ Udi = Dla każdego typu układu odrysuj z oscyloskopu przebiegi napięcia i dołącz je do wniosków. W czasie ćwiczenia nie zmieniaj raz nastawionego wzmocnienia oscyloskopu. 2.3 Schemat połączeń układu jednofazowego dwupołówkowego (mostek Graetza). 2.4 Tabela pomiarów Typ układu U1 V Udi V Ut V kt - bez filtru z filtrem C Współczynnik tętnień wyznacz ze wzoru: kt=(√ UT2- Udi 2)/ Udi = Dla każdego typu układu odrysuj z oscyloskopu przebiegi napięcia i dołącz je do wniosków. 3. OBSERWACJA TRÓFAZOWYCH UKŁADÓW PROSTOWNICZYCH 3.1 Schemat połączeń układu trójfazowego jednopołówkowego R DO OSCYLOSKOPU Autotransformator Odrysuj z oscyloskopu przebiegi napięcia i dołącz je do wniosków. 6 3.2 Schemat połączeń układu trójfazowego dwupołówkowego AT DO OSCYLOSKOPU Autotransformator Odrysuj z oscyloskopu przebiegi napięcia i dołącz je do wniosków. 5. WYKAZ PRZYRZĄDÓW 6. UWAGI I WNIOSKI 7
