Лабораторная работа № 7. Исследование неуправляемого и управляемого однофазных мостовых выпрямителей.

7.1. Цели работы:

• построение имитационных моделей неуправляемого и управляемого однофазных мостовых выпрямителей в среде MATLAB 6.1;

• изучение схемы и принципа действия неуправляемого и управляемого однофазных мостовых выпрямителей;

• исследование неуправляемого и управляемого однофазных мостовых выпрямителей.

7.2. Содержание работы

Модель неуправляемого мостового выпрямителя представляет собой четыре силовых диода, включенных в мостовую схему (схему Герца). Модель диода состоит из последовательно включенных резистора R_on, индуктивности L_on, источника постоянного напряжения V_f и ключа SW (рис. 7.1.). Работой ключа управляет блок логики: при положительном напряжении на диоде (V_ak - V_f) происходит замыкание ключа (включение диода) и через диод начинает протекать ток I_ak; при снижении тока I_ak до нуля – ключ размыкается (выключение диода).

Рис. 7.1. Модель диода

Модель управляемого мостового выпрямителя представляет собой четыре тиристора (в лабораторной работе используются упрощенные модели).

Упрощенная модель тиристора состоит из последовательно включенных резистора R_on, индуктивности L_on, источника постоянного напряжения V_f и ключа SW (рис. 7.2.). Работой ключа управляет блок логики: при положительном напряжении на диоде (V_ak - V_f) и наличии положительного сигнала на управляющем электроде g происходит замыкание ключа (открытие тиристора) и через тиристор начинает протекать ток I_ak; при снижении тока I_ak до нуля – ключ размыкается (закрытие тиристора).

Помимо рассмотренных ранее (в лабораторной работе № 6) блоков в данной лабораторной работе использован универсальный измерительный блок Multimeter. Этот блок выполняет измерение токов и напряжений для блоков, используемых в модели, для которых в их окне диалога установлен параметр Measurements (измеряемые параметры).

Окно задания параметров блока Multimeter показано на рисунке 7.3.

Рис. 7.2. Упрощенная модель тиристора

Рис. 7.3. Окно задания параметров блока Multimeter

Параметры блока:

• Available Measurements – переменные доступные для измерения;

• Selected Measurements –измеряемые переменные.

Указанный блок может использоваться вместо обычных измерителей Current Measurement и Voltage Measurement (см. лабораторную работу № 6). Выходным сигналом блока является вектор сигналов измеряемых величин.

В соответствии с числом измеряемых величин должны быть изменены параметры блоков Demux и Scope.

7.3. Порядок выполнения работы:

• создать из имеющихся в окне блоков модель неуправляемого мостового выпрямителя;

• произвести выбор измеряемых величин и в соответствии с числом измеряемых величин изменить параметры блоков Demux и Scope;

• произвести запуск модели и наблюдать временные диаграммы изменения измеряемых величин (рис. 7.4.);

• в блоке Universal Bridge заменить диоды на тиристоры – появится дополнительный вход – управляющий электрод;

• управляющие импульсы на тиристоры формируются с помощью блока Pulse Generator;

• произвести запуск модели и наблюдать временные диаграммы изменения выбранных измеряемых величин;

• проанализировать полученные результаты и оформить отчёт.

Рис. 7.4. временные диаграммы изменения измеряемых величин

Полученные значения:

Управляемый выпрямитель

Ac Voltage

Peak amplity – 100V

Frequency – 60

Pulse generator

Amplitude – 1

Period – 0.05

Pulse width – 100%

Phase delay – 0,005

Universal Bridge

Resistance – 1e5

Ran 1e-3

Series RLC

Resistance – 1

Inductions – 1e-3