Эксперементальная проверка работоспособности однофазная двухполупериодных выпрямителя
Цели исследований:
анализ процессов в схемах двухполупериодных выпрямителей со средней точкой трансформатора и мостовой схемы при активной нагрузки;
определение среднего значения выпрямленного напряжения (тока) в обоих схемах;
определение частоты пульсации выпрямленного напряжения;
определение формы и максимального значения обратного напряжения;
исследование работы трансформатора в схемах выпрямления.
Перечень приборов и элементов используемых в экспериментах:
Мультиметры – поле инструментов
Осциллографы – поле инструментов
Источники переменного тока – поле элементов ,,
Трансформаторы – поле элементов, ,,
Резисторы – поле элементов
Диоды IN4003 – поле элементов
Схема исследуемого выпрямителя со средней точкой трансформатора показана на рис. 2.4.
Схема выпрямителя со средней точкой трансформатора
Рисунок 2.4
Эксперимент 1: Соберите схему выпрямителя (рис.2.4): коэффициент трансформации трансформатора Т1 (TSXFMR2 – двух обмоточный), по вторичной стороне устанавливается равнымRatio1=0,25 иRatio2=0,25 с помощью окна настройки трансформатораTSXFMR2.
Канал А осциллографа XSC1 подключен к выходу выпрямителя (параллельно резистору); канал В – сигнальный вход к аноду диодаD1, общий кR1. Канал А отображает форму выпрямленного напряжения, а канал В – форму обратного напряжения. Скорость развертки (Timebase) устанавливается равный 10ms/Div, а цена деления для канала А (Channel) 100v/Div. Форма тока через диод определяется датчиком тока (). Измерения осуществляются с помощью осциллографаXSC2(канал А подключен параллельноR2, установлена скорость развертки 5ms/Div, цена деления для канала А 500mv/Div).Мгновенное значение осциллограм можно измерить с помощью визиров 1 и 2 (визир 1 расположен слева, визир 2 – справа). Перемещение визиров осуществляется с помощью курсора «мышки». Результаты, высвечиваются в окне под экраном. Смещение лучей осциллографа с помощьюYpostion. Включите схему (переведите выключатель в положение «1»).
а) Зарисуйте осциллограммы выпрямленного напряжения (осциллограф XSC1) и ток через диод (осциллографXSC2) в разделе «Результаты эксперемента».
б) Измерьте период пульсации выпрямленного напряжения. Вычислите частоту пульсации. Занесите в раздел «Результаты эксперимента».
в) Измерьте с помощью мультиметров XMM2 иXMM3 значения среднего тока через диодD1 среднее значение выпрямленного тока на выходе выпрямителя (XMM2 иXMM3 в режиме измерения постоянного тока; нажаты кнопкии). Результаты измерения занести в раздел «Результаты эксперимента».
г) Измерьте с помощью мультиметра XMM4 среднее значение выпрямленного напряжения (нажаты кнопки). Переведите мультиметрXMM4 в режим измерения переменного напряжения(нажаты кнопки) и измерьте действующее значение выходного напряжения пульсации. Все полученные результаты занесите в раздел «Результаты эксперимента».
д) Измерьте с помощью мультиметра XMM1 действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатораT1 (мультиметр перевести в режим измерения переменного напряжения нажаты кнопки) . Полученное значение занести в раздел «Результаты эксперимента».
е) Рассчитайте параметры элементов схемы выпрямления для случаев: - среднее значение выпрямленного напряжения;
- сопротивление нагрузки;
- сетевое напряжение;
- частота сети. Полученные результаты расчета сравнить с экспериментальными. Сделайте выводы.
Расчетные параметры:
Параметры выпрямительных диодов:
Среднее значение выпрямленного тока и токовчерез диоды
,
;
величина обратного напряжения на диоде
.
Параметры трансформатора: действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора
;
Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора
;
Действующее значение тока первичной обмотки через коэффициент трансформации
,
где ;
расчетная мощность трансформатора
.
Используя значения действующего напряжения пульсации полученного в пункте г) рассчитайте амплитуду напряжения пульсации и коэффициент пульсации
,
,
И сравните его с коэффициентом пульсации полученным из выражения
,
где - число пульсаций за период частоты.
Эксперимент 2. Соберите схему однофазного мостового выпрямителя (рис.2.5)
Схема однофазного мостового выпрямителя
Рисунок 2.5
Коэффициент трансформации трансформатора Т1(TSXFMR1) устанавливается равнымRatio1=0,25 с помощью окна настройки трансформатораTSXFMR1.Канал А осциллографаXSC1 подключен к выходу выпрямителя (параллельно резистору); канал В – сигнальный вход к аноду диодаD3, общий к узлуR1,XMM3 иXMM4. Канал А отображает форму выпрямленного напряжения, а канал В – форму обратного напряжения. Форма тока определяется с помощью датчика тока (). Измерения осуществяляются с помощью осциллографаXSC2 (канала А, скорость развертки 10ms/Div, цена деления 200mv/Div). Для осциллографа 1 – установки: скорость развертки 5ms/Div, цена деления – канала А 50v/Div, канал В - 50v/Div, смещениеY-postion-1. Мгновенные значения осциллограмм измеряются анологично эксперименту 1.
Для исследования однофазной мостовой схемы выпрямителя повторите пункты а), б), в), г), д) и е).
Расчетные параметры:
Среднее значение выпрямленного напряжения и тока, а так же среднее и действующее значение тока вентелей моста так же, как и в схеме с нулевым выводом; обратное напряжение на диоде
.
При сравнении этих двух схем выпрямления необходимо ответить на следующие вопросы:
Каковы различия между входным и выходным напряжением двухполупериодных выпрямителей?
Одинаковы ли частоты входного и выходного напряжений выпрямителей?
Одинаковы ли среднее значение выходного напряжения выпрямительного моста и выпрямителя со средней точкой трансформатора?
Чем отличается выходные напряжения в схемах с выпрямительным мостом и со средней точкой трансформатора?
Сравните максимальные обратные напряжения для обеих схем выпрямления.
Одинаковы ли среднее значение выходного напряжения в схемах выпрямления, вычисленные и измеренные, если есть различие, то почему?
- Источники электрической энергии
- Выпрямители
- Эксплуатационные характеристики выпрямителей
- Однофазный выпрямитель со средней точкой вторичной обмотки трансформатора, работающей на активную нагрузку
- Однофазная мостовая схема выпрямителя с активной нагрузкой
- Эксперементальная проверка работоспособности однофазная двухполупериодных выпрямителя
- 3. Сглаживающие фильтры
- 3.2. Индуктивный фильтр
- 3.3. Емкостной фильтр
- 3.4. Г-образный lc- фильтр
- 4. Линейные стабилизаторы
- 4.1. Основные понятия
- 4.2. Параметрические стабилизаторы напряжения
- 4.3. Компенсационные линейные стабилизаторы
- 4.4. Базовая схема трехполюсного стабилизатора
- 4.5. Стабилизатор напряжения с повышенным током нагрузки
- 4.6. Трехполюсный стабилизатор с защитой от перегрузки по току
- 4.7. Линейный стабилизатор с вольтодобавкой
- 4.8. Экспериментальная часть
- 4.8.2. Исследование базовой схемы компенсационного стабилизатора
- 4.9. Стабилизаторы тока
- 5. Импульсные регуляторы напряжения
- 5.1. Импульсный регулятор напряжения последовательного типа.
- 5.3. Исследование импульсного регулятора понижающего типа
- 5.4.Импульсный регулятор повышающего типа
- 5.5. Принцип работы импульсного регулятора повышающего типа
- 5.6. Импульсный регулятор с инверсией выходного напряжения.
- Приложение Виртуальная измерительная лаборатория.
- Мультиметр (Multimeter)
- 2. Функциональный генератор (Function Generator).
- 4. Ваттметр (Wattmeter)
- 5. Осциллограф (Oscilloscope)
- 6. Частотомер (Freqcounter-xfci)
- 7. Функциональный генератор Agilent Generator-xfg1
- 8. Четырехканальный осциллограф (4 Channel Oscilloscope - xsci)
- 9. Измеритель частотных характеристик (Bode Plotter)
- 10. Анализатор вах (IV Analyzer-xiv1)
- 11. Спектроанализатор (Spectrum Analyzer).
- Создание схем.
- Группа sources
- Группа diodes
- Группа transistors
- Группа analog
- Группа misc
- Группа power
- Группа ttl
- Группа cmos