Управляемые выпрямители. Лабораторная работа № 4

1.

Лабораторная работа №4
УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
Цель работы: Изучение работы управляемой двухполупериодной
выпрямительной схемы с системой фазово-импульсного управления.
мостовой
Регулирование выпрямленного напряжения базируется на использовании в
выпрямительных схемах управляемых силовых электронных ключей – триодных тиристоров,
поэтому такие выпрямители называют управляемыми.
Триодные тиристоры позволяют изменять момент их перехода из закрытого состояния в
открытое под действием управляющего напряжения Uу. Так как управляющий электрод после
открытия тиристора перестаёт оказывать влияние на его работу, то в цепь управляющего
электрода обычно подаётся короткий импульс длительностью около 10 мкс. При наличии
прямого напряжения между анодом и катодом и при подаче импульса Uу в цепь управления
тиристор открывается и будет открыт до тех пор, пока напряжение U2 не станет равным нулю
или не изменит свою полярность на противоположную.
Открывание тиристоров в управляемых схемах выпрямления при непрерывном токе
нагрузки происходит 1 раз в каждый положительный полупериод анодного напряжения. Ток
управления составляет не более 1 – 2% от тока основной цепи.
Фазовый угол α, являющийся начальной фазой переднего фронта управляющего импульса,
называется углом отпирания тиристора (рис. 10.35, б). При изменении угла отпирания α
изменяется среднее значение тока, протекающего через сопротивление нагрузки Rн, а
следовательно, и постоянная составляющая выпрямленного напряжения U0. Таким образом,
изменяя угол отпирания α от 0 до π, можно регулировать напряжение на нагрузке от
максимальной величины до нуля.
Для формирования управляющих тиристором импульсов управляемые выпрямители
должны иметь систему импульсно-фазового управления (СИФУ).

2.

Sα
б
а
СИФУ
u2
u
ωt
0
VS1
VS2
Iн
uу
α+π
α
U1
U2
Rн
Uн
0
π
2π
VS1
VS2
ωt
uн
VD4
VD3
U0
0
VS1
ωt
Рис. 10.37. Схема управляемого мостового выпрямителя:
а – принципиальная схема; б – диаграммы напряжений
Постоянная составляющая выпрямленного напряжения U0:
2 2 U 2 1 cos
U0
0,45 U 2 1 cos
2
Зависимость напряжения U0 от угла α для конкретного типа выпрямительной схемы
называется регулировочной характеристикой управляемого выпрямителя.

3.

Угол отпирания тиристора:
2arctg 2arctg
XC
R
Изменяя R от 0 до ∞, можно регулировать
угол отпирания от 0 до π.

4.

Порядок выполнения работы
1. Собрать управляемую двухполупериодную мостовую выпрямительную схему с системой
фазово-импульсного управления.
2. Установить угол отпирания α = 0 (резистор R СИФУ установить в крайнее положение
против часовой стрелки). Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.
3. Изменяя угол отпирания от 0 до 180°, снять регулировочную характеристику выпрямителя.
При углах отпирания 60° и 150°, срисовать с экрана осциллографа осциллограммы
выпрямленного напряжения и отпирающих импульсов.
4. Рассчитать теоретическую регулировочную характеристику, для угла α от 0 ° до 180 ° через
30°.
5. Построить экспериментальную и теоретическую регулировочные характеристики
выпрямителя U0(α).
Экспериментальная
характеристика выпрямителя
α,°
0
30
60
90
120
150
180
U2, В
U0, В
Теоретическая характеристика
2 U0
1 cos
выпрямителя U 0
α,°
U2, В
U0, В
0
30
60
90
120
150
180

5.

6.

Содержание отчёта
1. Наименование работы и ее цель.
2. Принципиальная схема управляемой двухполупериодной мостовой выпрямительной схемы с
системой фазово-импульсного управления.
3. Таблицы с результатами испытания и вычислений.
4. Расчетные формулы.
5. Экспериментальная и теоретическая регулировочные характеристики выпрямителя U0(α).
6. Осциллограммы выпрямленных напряжений при углах отпирания 60° и 150°.
7. Краткие выводы по работе.
Контрольные вопросы
Что называют источником вторичного электропитания?
Что называют полупроводниковым выпрямителем?
Какова область применения выпрямителей?
Какие основные узлы включает в себя выпрямитель?
Что представляет собой выпрямленное напряжение?
Назовите основные параметры выпрямительных схем.
Какие коэффициенты оценивают качество выпрямления?
Чем управляемые выпрямители отличаются от неуправляемых?
Поясните устройство и принцип работы управляемой двухполупериодной мостовой схемы
выпрямителя.
10. Каким сигналом производится управление силовыми электронными ключами в управляемых
выпрямителях?
11. Что называют углом отпирания тиристора?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.