Zasilacze: prostowniki, prostowniki sterowane, stabilizatory

Transkrypt

1 Zakład Napędów Wieloźródłowych Instytut Maszyn Roboczych CięŜkich PW Laboratorium Elektrotechniki i Elektroniki Ćwiczenie E1 - protokół Zasilacze: prostowniki, prostowniki sterowane, stabilizatory Data wykonania ćwiczenia... Zespół wykonujący ćwiczenie: Nazwisko i imię ocena dop. do ćw Wydział SiMR PW Rok ak. 0.../0... Semestr... Grupa... Warszawa 007r.

2 Spis treści 1. Cel i zakres ćwiczenia. Pomiary. Zagadnienia do opracowania. Literatura pomocnicza 1. Cel i zakres ćwiczenia Ćwiczenie ma na celu poznanie zasad działania i wielkości charakteryzujących: Prostowniki: (prostowanie jest to proces, w wyniku którego z przebiegu mającego wartości dodatnie i ujemne otrzymuje się przebieg przybierający wartości tylko jednego znaku); prostowniki sterowane:.(posiadają moŝliwość regulacji prądu i napięcia wyprostowanego, przez zmianę kąta otwarcia przewodzenia prostownika). i stabilizatory: (uniezaleŝniają w ograniczonym zakresie napięcie lub prąd od wahań napięcia zasilającego i prądu obciąŝenia).. Pomiary Pomiary mają na celu wyznaczenie charakterystyk wybranych prostowników jako podzespołów zasilaczy. PoniŜej zamieszczono blokowe schematy oraz tabele pomiarowe..1. Prostowniki niesterowane Pomiary prostowania jedno i dwu połówkowego z obciąŝeniem rezystancyjnym i rezystancyjno pojemnościowym (RC w układzie równoległym). Blokowy schemat pomiarowy przedstawiono na rysunku 1. Rys.1. Blokowy schemat pomiarowy gdzie: At autotransformator 0 0, 1 woltomierz elektromagnetyczny (pomiar wartości skutecznej napięcia prostowanego U 1 ), woltomierz cyfrowy pomiar wartości średniej napięcia wyprostowanego (U śr zakres DC) i wartości skutecznej napięcia wyprostowanego (U sk zakres AC), A amperomierz (I pomiar wartości średniej prądu wyprostowanego), O oscyloskop (U omx pomiar wartości maksymalnej napięcia wyprostowanego amplitudy). Pomiary w układzie prostowania jedno połówkowego D 1 ; w układzie prostowania dwu połówkowego D 1-. R o rezystancja obciąŝenia, C kondensator, w 1, wyłącznik kondensatorów

3 .1.1. Prostowanie w układzie jedno połówkowym (D 1 ) przy R o = const. 1. ObciąŜenie rezystancyjne (wyłączniki w 1 i w otwarte);. ObciąŜenie rezystancyjno pojemnościowe (wyłącznik w 1 lub w zamknięty, lub wyłączniki w 1 i w zamknięte). Pomiary naleŝy wykonać dla pięciu wartości napięcia U 1 Tabela 1 (R o = R 01 = const.) - 1 U 1 U śr U sk I U o U omx U osk U śr U sk I U o U omx U osk A X (mm) omx osk A X(mm) omx osk 1 Pomiary oscyloskopowe. W celu wyznaczenia wartości skutecznej napięcia pomierzonego oscyloskopem U osk, naleŝy skorzystać z zaleŝności: 10Xk U osk = gdzie: X amplituda [mm], k = stała zakresowa oscyloskopu [/mm], 10 stała dzielnika napięcia..1.. Prostowanie w układzie dwu połówkowym (D 1- ) przy R o = const. 1. ObciąŜenie rezystancyjne (wyłączniki w 1 i w otwarte);. ObciąŜenie rezystancyjno pojemnościowe (wyłącznik w 1 lub w zamknięty, lub wyłączniki w 1 i w zamknięte). Pomiary naleŝy wykonać dla pięciu wartości napięcia U 1 Tabela (R o = R 01 = const.) - 1 U 1 U śr U sk I U o U omx U osk U śr U sk I U o U omx U osk A X (mm) omx osk A X(mm) omx osk 1 Pomiary oscyloskopowe. W celu wyznaczenia wartości skutecznej napięcia pomierzonego oscyloskopem U osk, naleŝy skorzystać z zaleŝności: 10Xk U osk = gdzie: X amplituda [mm], k = stała zakresowa oscyloskopu [/mm], 10 stała dzielnika napięcia.

4 .1.. Prostowanie w układzie dwu połówkowym (D 1- ) przy stałej wartości U 1 1. ObciąŜenie rezystancyjne (wyłączniki w 1 i w otwarte),. ObciąŜenie rezystancyjno pojemnościowe (wyłącznik w 1 zamknięty),. ObciąŜenie rezystancyjno pojemnościowe (wyłącznik w 1 i w zamknięte). Pomiary naleŝy wykonać dla pięciu wartości rezystora R o. Tabela (U 1 =... ) - 1 R 0 U sr U sk I U o U osk U śr U sk I U o U osk U śr U sk I U o U osk A mm osk mx A Mm osk A mm osk 1 Pomiary oscyloskopowe. W celu wyznaczenia wartości skutecznej napięcia pomierzonego oscyloskopem U osk, naleŝy skorzystać z zaleŝności: 10Xk U osk = Gdzie: X amplituda [mm], k = stała zakresowa oscyloskopu [/mm], 10 stała dzielnika napięcia. Na podstawie uzyskanych wyników wykonać wykresy: U, I = f(u 1 ) przy R o = const. i U = f(i ), przy U 1 = const. z zaznaczeniem wpływu pojemności. Dla prostowania jedno i dwu połówkowego wyznaczyć współczynnik szczytu określony jako: U omx /U sk (dla przebiegów przemiennych sinusoidalnie zmiennych współczynnik ten jest równy )... Prostowniki sterowane..1. Skalowanie przesuwnika fazowego generującego impulsy wyzwalające tyrystory Korzystając z oscyloskopowego odczytu połoŝenia (na sinusoidzie wzorcowej) impulsu wyzwalającego, wyznaczyć zaleŝność kąta przewodzenia tyrystorów od działek przesuwnika (długość sinusoidy X odpowiada kątowi 60 0, odległość impulsu od t = 0 Y odpowiada szukanemu kątowi ϕ ). Tabela N Działki 1 10 ϕ Stopnie Wykreślić zaleŝność ϕ = f(n)

5 ... Pomiary prądów i napięć w sterowanych (tyrystorowych) układach jedno i dwu połówkowego prostowania. Blokowy schemat pomiarowy przedstawiono na rysunku : Rys.. Blokowy schemat pomiarowy gdzie: pf przesuwnik fazowy, T 1, T 1 +T jedno i dwu połówkowy prostownik tyrystorowy, Tabela woltomierz (pomiar napięcia), A amperomierz (pomiar prądu), Z = R + jx L impedancja N Działki 1 10 ϕ Stopnie(z wykresu) T 1 U I A T 1 + T U I A ϕ kąt przewodzenia tyrystorów (odczyt z wykresu), T 1 sterowane prostowanie jedno połówkowe, T 1 + T sterowane prostowanie dwu połówkowe. Na podstawie wyników pomiarowych naleŝy wykonać wykresy U, I = f(ϕ), a z obserwacji oscyloskopowych szkic przebiegów czasowych: u(t) oraz i(t) dla róŝnych wartości ϕ... Stabilizatory..1. Stabilizator z diodą Zenera Schemat pomiarowy przedstawiono na rysunku. Rys.. Stabilizator z diodą Zenera - schemat układu pomiarowego

6 ..1.1.Wyznaczanie charakterystyk stabilizacji U = f(u 1 ) dla prądów obciąŝenia I = I zn I = 0, I zn i I = 0 ustalanych przy U 1 = U zn Tabela 6 I = 0 U 1 U I = 0, I zn =... U 1 U I = I zn =... U 1 U..1.. Wyznaczanie charakterystyk stabilizacji U = f(i ) dla napięć zasilania U 1 = const.(parametr) Tabela 7 U 1 = U 1zn I U U 1 = 0,U 1zn I U A Na podstawie wyników pomiarowych naleŝy wykonać wykresy U = f(u 1 ) prąd obciąŝenia parametr i U = f(i ) napięcie zasilania parametr.... Stabilizator kompensacyjny Schemat pomiarowy stabilizatora kompensacyjnego przedstawia rysunek Rys.. Stabilizator kompensacyjny schemat pomiarowy...1. Wyznaczenie charakterystyk stabilizacji U = f(i ) dla U 1 = U zn, U s poziom stabilizacji parametr. Tabela 8 U s = U s1 =U zn U I U s = U s U I Na podstawie wyników pomiarowych wykonać wykresy U = f(i ), gdzie: U s parametr. 6