Методические указания к выполнению лабораторных и самостоятельных работ для студентов 2-курса бакалавриата направлений образования 5310600

3. Исследование влияния на выпрямленное напряжение сглаживающих фильтров (емкостного, индуктивного и индуктивно-емкостного).
3.1. Подключить в схему блок «Реактивные элементы». Подключить осциллограф параллельно нагрузке и зарисовать в прежнем масштабе осциллограммы выпрямленного напряжения на нагрузке U_н при каждом включенном фильтре (попеременно подключать L1, Cl, L1C1). Изменяя величину номинальной емкости конденсатора С1 в пределах 40...250 мкФ, сравнить влияние величины емкости конденсатора фильтра на выходное напряжение.
Изменяя величину индуктивности L1 в пределах 0,3...100 мГн, сравнить влияния величины индуктивности фильтра на выходное напряжение. Сделать выводы. Зарисовать в прежнем масштабе осциллограммы напряжения на нагрузке при каждом включенном фильтре.
3.2. При каждом включенном фильтре измерять с помощью вольтметра PV1 постоянную составляющую выпрямленного напряжения U_d и с помощью осциллографа - двойную амплитуду переменной составляющей AU напряжения на нагрузке. Результаты измерений занести в табл. 13.3.
Таблица 13.3.

Параметр	Тип фильтра
	отключен	Cф1	Сф2	СфЗ	Lф1	Lф2	Lфn Сфn
Ud
q = U /2Ud

3.3. Исследовать влияние величины сопротивления нагрузки на эффективность работы сглаживающих фильтров. Для этого при каждом включенном фильтре (попеременно подключать L1, С1, L1C1) изменять величину сопротивления нагрузки (R3) и наблюдать форму напряжения на нагрузке. Сделать вывод о влиянии величины сопротивления нагрузки на эффективность работы фильтров.

3.4. Снять внешние характеристики U_d=f(ld) выпрямителя при отсутствии фильтра, при емкостном, индуктивном и индуктивно-емкостном фильтре. Для этого, изменяя величину сопротивления нагрузки R3, измерять величину выпрямленного постоянного напряжения U_d и выпрямленного постоянного тока I_d при каждом значении сопротивления нагрузки. Результаты измерений занести в табл. 13.4.
Таблица 13.4

Тип фильтра	Параметр	Нагрузка R3, Ом
Отключен	Ud,B
	Id-А
Емкостной	Ud- в
	Id-А
Индуктивный	Ud-B
	Id- А
Индуктивно-­ емкостной	Ud-B
	Id- A

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №14


Исследование трехфазных схем выпрямления
1. Цель работы: экспериментальным путем изучить принцип действия трехфазных схем выпрямления, исследовать свойства выпрямителей трехфазного переменного напряжения на диодах и на практике проверить основные теоретические соотношения электри­ческих величин.
2. Порядок выполнения работы:
1. Изучить главу «Описание оборудования».
2. Убедиться, что выключатель модулей стенда находится в положении «ВЫКЛ».
3. По указанию преподавателя, выбрать модули для выполнения текущего задания. Подготовить соединительные провода (перемычки), входящие в комплект поставки стенда.
4. Соединить модули согласно схеме соединений.
5. Провести эксперимент.
6. Отключить питание, разобрать схему.
7. Составить отчет по лабораторной работе.
3. Порядок проведения эксперимента:
В работе используются:
модули: «Трехфазный генератор», «Измерительные приборы», «Диоды, резисторы, конденсаторы» (Резистор 1 кОм; конденсатор 100 мкФ диоды 1N4007 х 3).
4. Трехфазный выпрямитель с нулевым выводом
4.1. Ознакомиться с принципиальной электрической схемой на рис.14.1, где R₁ = 1 кОм, С₁ - 100 мкФ; VD1-VD3 - 1 N4007 х 3.
4.2. Собрать схему на рис. 14.1. Конденсатор С1 сначала не подключать.
На вход схемы подается трехфазное переменное напряжение от трехфазного генератора. Вольтметр PV2 предназначен для измерения действующего значения синусоидального напряжения, вольтметр PV1- для измерения постоянного (выпрямленного) напряжения.
4.3. Представить схему для проверки преподавателю.



14.1. Схема электрическая принципиальная

4.4. Включить стенд.

4.5. Зарисовать осциллограммы входного и выходного напряжений с экрана осциллографа.
4.6. Провести измерения и записать в табл. 14.1. Значения: U_вx - действующее, U_d - среднее, _пульс, m = f_пульс/f_вх.
4.7. Рассчитать и записать в табл.14.1 коэффициенты U_d/U_вх И k_пульс.
4.8. Параллельно нагрузочному резистору R1 подключить сглаживающий конденсатор С1, повторить измерения и зарисовать график выпрямленного напряжения на одном рисунке, что и осциллограмма из п. 1.5. Опыт повторить для нескольких номинальных значений емкостей конденсатора С1.
1.9. Убрать конденсатор С1 из схемы и повторить измерения при разных значениях номинальных сопротивлений резистора R1. Данные занести в табл. 14.2.

Таблица 14.1.

С, мкФ
Uвx, В
Ud, В
пульс, В
m
Ud/Uвx
kпульс

Таблица 14.2.

R, кОм
Uвx, В
Ud, В
пульс, В
m
Ud/Uвx
Кпульс

1.10. Зарисовать осциллограммы входного U_вx(t) и выходного U_н(+) напряжений. Отметить на осциллограмме значение U_d.

1.11. Вычислить величину тока I_d, исходя из значений U_d и R. Данные занести в табл. 14.3.
Таблица 14.3.

Ud, в
R, кОм
Id, мА

1.12. Выяснить, зависит ли характер кривой U_н(t) от тока нагрузки. Если характер U_н(t) изменяется, то зарисовать отдельно осциллограммы для режимов холостого хода выпрямителя и максимального тока нагрузки.

1.13. Выключить переключатель стенда «ВКЛ.».
2. Трехфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова)
В работе используются:
• модули: «Трехфазный генератор», «Измерительные приборы», «Диоды, резисторы, конденсаторы» (Резистор 300 Ом; конденсатор 100 мкФ; диоды 1 N4007 х 3).
2.1. Ознакомиться с принципиальной электрической схемой на рис. 11.2, где R₁ =300 Ом, С₁ = 100 мкФ; VD1-VD6 - 1 N4007x3.
2.2. Собрать схему на рис. 11.2. Конденсатор С1 сначала не подключать.
На вход схемы подается трехфазное переменное напряжение от трехфазного генератора блока «Функциональный генератор». Вольтметр PV2 предназначен для измерения действующего значения синусоидального напряжения, вольтметр PV1 - для измерения постоянного (выпрямленного) напряжения.
2.3. Представить схему для проверки преподавателю.

14.1. Схема электрическая принципиальная

2.4. Включить переключатель «ВКЛ» стенда.

2.5. Зарисовать осциллограммы входного и выходного напряжений с экрана осциллографа.
2.6. Провести измерения и записать в табл. 11.4 значения: U_BX – действующее, U_d – среднее, пульс, m = f _пульс/f_вх.
2.7. Рассчитать и записать в табл. 11.4 коэффициенты U_d/U_вх и k_пульс.
2.8. Параллельно нагрузочному резистору R1 подключить сглаживающий конденсатор С₁, повторить измерения и зарисовать график выпрямленного напряжения на одном рисунке, что и осциллограмма из п. 2.5. Опыт повторить для нескольких номинальных значений емкостей конденсатора С₁.
Таблица 14.4.

С, мкФ
Uвx, В
Ud, В
Uпульс, В
m
Ud/Uвx
kпульс

2.9. Убрать конденсатор С₁ из схемы и повторить измерения при разных значениях номинальных сопротивлений резистора R1. Данные занести в табл. 14.5.

Таблица 14.5

R, кОм
Uвx, В
Ud, в
Uпульс, В
m
Ud/Uвx
Кпульс

2.10. Зарисовать осциллограммы входного U_вx(t) и выходного U_н(t) напряжений. Отметить на осциллограмме значение U_d.

2.11. Вычислить величину тока I_d, исходя из значений U_d и R. Данные занести в табл. 14.6.
Таблица 14.6.

Ud, в
R, кОм
Id, мА

2.12. Выяснить, зависит ли характер кривой U_H(t) от тока нагрузки. Если характер U_H(t) изменяется, то зарисовать отдельно осциллограммы для режимов холостого хода выпрямителя и максимального тока нагрузки.

2.13. Выключить питание стенда.
2.14. Сравнить параметры обеих схем трехфазных выпрямителей с параметрами однофазных схем выпрямителей. Сделать выводы.