Лабораторная работа №3 Тиристорный регулятор переменного

Лабораторная работа №3
Тиристорный регулятор переменного тока
1. Описание работы
В лабораторной работе исследуется схема регулятора тока на основе
встречновключенных тиристоров при различных типах нагрузки.
Для выполнения работы необходимо открыть файл «Лабораторные работы по
ЭЭА» и в разделе «Лабораторные работы» выбрать «Тиристорный регулятор
переменного тока».
В работе исследуются схемы тиристорных регуляторов при активной и
активно-индуктивной нагрузке (рис. 1). В разделе «Схема 1» изучается работа
регулятора на R-нагрузку, а в разделе «Схема 2» исследуется регулирование тока
RL-нагрузки. Рассматриваются процессы при подключении нагрузки к источнику
переменного синусоидального напряжения u(t) = Um sin(2·f·t) с частотой f = 50 Гц.
Амплитуда питающего напряжения Um = 310 В.
а)
б)
Рис. 1. Исследуемые схемы тиристорных регуляторов: a – схема 1; б – схема 2
Алгоритм расчета схем регуляторов основан на использовании эквивалентных
схем, в которых тиристоры в открытом состоянии заменяются проводником с
нулевым сопротивлением, а в закрытом состоянии имеют бесконечно большое
сопротивление.
1
2. Задание на работу
Пункты 2.1–2.3 являются теоретическими.
2.1. Для схемы тиристорного регулятора с активной нагрузкой построить
диаграмму тока нагрузки и рассчитать значение угла управления , если известно,
что среднее значение тока нагрузки за полупериод Iср = 0,4·N (А) при R = 50 Ом.
2.2. Для схемы тиристорного регулятора с R-нагрузкой (R = 50 Ом) построить
зависимость среднего значения тока нагрузки за полупериод от величины угла
управления.
2.3. Для схемы тиристорного регулятора с RL-нагрузкой (R = 50 Ом, L = 0,02·N (Гн))
определить минимальное допустимое значение угла управления , при котором не
происходит срыва коммутации. Условие нормального режима переключения
тиристоров:  > , где  – угол нагрузки (разность фаз напряжения и
синусоидального тока в цепи с RL-нагрузкой и источником напряжения).
2.4. Исследование работы тиристорного регулятора на активную нагрузку
Для проведения исследования необходимо открыть раздел «Схема 1» и
указать имя и путь для сохранения текстового файла-протокола. Расчет
производится при значении сопротивления нагрузки R = 50 Ом и угле управления
 = (15+15·N)°, где N – номер бригады. После ввода исходных данных необходимо
нажать кнопку «Включение». Результаты необходимо сохранить в файле-протоколе,
нажав кнопку «Сохранить осциллограммы», а также полученные осциллограммы
требуется сохранить в виде графических файлов (с помощью программы Paint).
Затем необходимо произвести расчет при изменении угла управления в
диапазоне от 0 до 180°. Полученные средние значения тока за полупериод заносятся
в табл. 1. Среднее значение тока выводится под осциллограммой тока нагрузки.
Табл. 1. Зависимость Iср от  для схемы 1
, °
5
15
30
45
60
75
90
105 120 135 150 165 175
Iср, А
2.5. Исследование работы тиристорного регулятора на RL-нагрузку
Для проведения исследования необходимо открыть раздел «Схема 2» и
произвести расчет при R = 50 Ом, L = (0,02·N) Гн. Угол управления требуется
рассчитать из условия нормального режима работы схемы (см. п. 2.3) и принять
 = +10°. Полученные осциллограммы необходимо сохранить в текстовом
файле-протоколе и в виде графических файлов.
Затем, изменяя значение угла  в диапазоне от рассчитанного в п. 2.3 значения
до 175° с шагом 15°, произвести расчет схемы и заполнить табл. 2.
Табл. 2. Зависимость Iср от  для Схемы 2
, °
Iср, А
2
3. Подготовка отчета
По результатам выполнения лабораторной работы каждая бригада должна
подготовить отчет. После проверки отчета преподавателем бригада допускается к
защите работы. На титульном листе отчета должны быть указаны: название
выполненной работы; номер бригады; фамилии студентов и преподавателя. Отчет
должен содержать: цель работы; краткое содержание работы и описание
исследуемых схем; выполненные теоретические пункты задания и результаты
проведенных опытов; выводы по работе.
Результаты опытов необходимо представить в виде осциллограмм. Для этого
сохраненные в текстовом файле-протоколе числовые данные необходимо
графически обработать в любой из подходящих программ. Например, для
построения осциллограмм в программе Microsoft Excel следует выбрать и
скопировать необходимые данные из txt-файла в Excel и воспользоваться функцией
построения диаграмм (рекомендуется выбрать «точечную» диаграмму). Диаграммы,
представленные в отчете, должны иметь размер, соответствующий ширине
страницы. Числовые значения на диаграммах должны быть читаемы, а каждая
осциллограмма подписана.
Зависимости среднего значения тока нагрузки от угла управления
(регулировочные характеристики), полученные в п. 2.2, 2.4 и 2.5, необходимо
построить на одной координатной плоскости. Осциллограммы напряжений для
каждой исследуемой схемы целесообразно построить на одной диаграмме.
Отчеты, оформленные без учета указанных требований, не принимаются.
4. Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
Объясните принцип действия тиристорного регулятора переменного тока.
Какие особенности имеет работа регулятора при активно-индуктивной нагрузке?
Объясните полученные осциллограммы.
Что показывает регулировочная характеристика?
3