Описание лабораторной установки. Структурная схема экспериментальной установки с включенными измерительными приборами показана на рис

Структурная схема экспериментальной установки с включенными измерительными приборами показана на рис. 20.3. Она содержит:

- автотрансформатор (АТ) – для регулирования входного напряжения;

- сетевой трансформатор (ТС) с двумя вторичными обмотками
(рис. 20.4);

- схему выпрямления (СВ) (рис. 20.5);

- сглаживающий фильтр (СФ) (рис. 20.6);

- блок переменной активной нагрузки (R_H) (рис. 20.7)

Содержание и порядок выполнения работы

1. Определить цену деления шкалы каждого прибора.

2. Собрать (проверить) схему для исследования однотактных схем выпрямления (рис. 20.3). Поставить движок реостата R_Н в положение, соответствующее наибольшему сопротивлению, а движок АТ – на нулевую отметку. Тумблером S_Н отключить R_Н, тумблерами S₁ и S₄ – конденсаторы, а тумблером S₅ замкнуть накоротко дроссель фильтра.

Пригласить преподавателя для проверки схемы.

Включить осциллограф и после прогрева откалибровать.

3. Для исследования однофазной однотактной схемы выпрямления перевести тумблер S_УВ в положение "00". Включить напряжение питающей сети. Установить автотрансформатором напряжение на первичной обмотке
U₁ = 220 В и поддерживать его постоянным на протяжении всех опытов.

Для исследования влияния характера нагрузки необходимо:

- включить тумблером S6 активную нагрузку на выпрямитель и установить I_0Н = I_{0Н НОМ}; показания измерительных приборов записать в
табл. 20.1;

- зарисовать с экрана осциллографа временные диаграммы: I_VD(t) – тока через вентиль (клеммы Х5 – Х6); U_VD(t) – напряжения на диоде
(ХЗ – Х4); U_П(t) – напряжения пульсаций (X6 – X2); в отчете осциллограммы привести с указанием масштабов по обеим осям и расположить одна под другой, причем масштаб времени для всех осциллограмм по оси абсцисс выбрать одинаковым;

- амплитуда пульсаций U_mП определяется из диаграммы U_П(t),
θ – из диаграммы I_VD(t), K_П рассчитать;

- снять внешнюю характеристику U_0Н = f(I_0Н), изменяя ток нагрузки, данные занести в табл. 20.2;

- тумблерами S3 и S4 включить параллельно R_Н конденсатор заданной емкости. Провести исследование, как и в п. 3, а;

- тумблерами S3 и S4 отключить конденсаторы, тумблером S2 включить дроссель последовательно с R_Н. Провести исследование, как в п. 3, а;

- исследовать влияние на режим работы выпрямителя при R_НL_Н, для чего включить S_Р. Исследование провести, как и в п. 3, а.

4. Для исследования однотактной двухфазной схемы выпрямления перевести тумблер S_УВ в положение "DO", S_Р отключить. Провести исследование ДОСВ по программе, упомянутой в п. 3, за исключением влияния "разрядного" диода VD_Р.

5. Установить движок АТ в нулевое положение. Отключить S_H, питание осциллографа, а затем и стенда.

Содержание отчета и обработка экспериментальных данных

1. По данным табл. 20.1 при различных реакциях нагрузки вычислить и занести в табл. 20.3 следующие параметры:

;

2. По данным табл. 20.2 построить графики U_0Н = f(I_0Н) при различных реакциях нагрузки в одной координатной системе.

3. По графикам внешних характеристик при различных реакциях нагрузки определить квазистатическое выходное сопротивление выпрямителя:

где приращения ΔI_0Н и ΔU_0H выбирать в зоне ΔI_0Н=ΔI_0ном, U_обр определить из временных диаграмм U_VD(t). Сравнить коэффициенты в табл. 20.3.

4. Провести анализ и сравнение результатов, полученных выше для однофазной и двухфазной однотактных схем выпрямления при различных реакциях нагрузки.

Контрольные вопросы

1. Чем определяется тактность и фазность схемы выпрямления?

2. Какие требования предъявляются к выпрямителям в однотактных схемах выпрямления?

3. Как объяснить на осциллограммах формы токов и напряжений в однотактных схемах выпрямления?

4. Как влияет характер нагрузки на режим работы однотактных схем выпрямления?

5. Указать на преимущества и недостатки однофазной и двухфазной схем выпрямления?

6. Чем объясняется различная крутизна спадания внешних характеристик при различных характерах нагрузки?

7. Как изменяются параметры двухфазной схемы выпрямления при неравенстве фазных напряжений?

8. Как изменяются параметры двухфазной схемы c RC-нагрузкой при выходе из строя одного из вентилей (обрыв и короткое замыкание)?