6. Результаты работы

Подготовьте отчет по лабораторной работе.

– 19 –

6. Контрольные вопросы

1  Какие существуют способы соединения обмоток трехфазного трансформатора?

2 Какие мощности различают в сетях переменного тока?

2. Какое соотношение витков первой и второй части вторичной обмотки трансформатора, соединенного в зигзаг, необходимо выполнить, чтобы получить фазовый сдвиг между векторами U₂₁ и Uрез, равным

30⁰ ?

2. Укажите известные ВАМ способы охлаждения трансформаторов.

3. Что называется коэффициентом трансформации? Как определить n опытным путем?

4. Как изменятся потери в магнитопроводе трансформатора при переключении первичной обмотки со звезды на треугольник?

5. Объясните, почему ток холостого хода несинусоидален при синусоидальном приложенном напряжении?

6. Почему в режиме холостого хода трехстержневого трансформатора токи в фазах А и С отличаются от тока в фазе В (предполагается, что фаза В размещена на среднем стрежне)?

7. Как Вы будете снимать внешние характеристики трансформатора? От чего зависит наклон внешних характеристик?

8. Почему по обмотке, соединенной треугольником, протекает ток не только основной, но и тройной частоты, не зависящий от нагрузки?

9. Каков принцип определения токов в первичной цепи трансформатора при разных схемах соединения обмоток, если известны токи нагрузки?

10. По какой схеме соединяют первичную обмотку группового трансформатора, если вторичные обмотки соединены в Y₀? Почему?

11. Как изменится ток холостого хода при увеличении зазора в местах стыка магнитопровода?

Лабораторная работа № 3 Исследование неуправляемых выпрямителей

3.1 Цель работы

Исследование установившихся процессов в одно- и трехфазных схемах выпрямления. Экспериментальное определение кпд и выходного сопротивления, снятие внешних характеристик выпрямителей при работе на активную нагрузку. Оценка степени влияния параметров элементов схемы и индуктивности рассеяния трансформатора на качественные показатели трехфазных выпрямителей.

– 20 –

3.2 Литература

1. Иванов–Цыганов А.И. Электроперобразовательные устройствам РЭС. Учебник для вузов по специальности радиотехника. – 3–е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Шк., 1991. – 272 с., ил., стр. 65...89.

2. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ А.А. Бокуняев, Б.М. Бушуев, А.С. Жерненко и др. Под ред. Ю.Д. Козляева. – М.: Радио и связь, 1998. – 328 с., ил., стр. 79…81, стр.95…96.

3. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов/ О.А. Доморацкий, А.С. Жерненко, А.Д. Кратиров и др. – М.: Радио и связь, 1981. – 320 с., ил., стр. 95…101.

3.3 Пояснения к работе

Выпрямителем называется статический преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. В общем случае выпрямитель состоит из трансформатора, системы вентилей (диодов) и сглаживающего фильтра. Структурная схема выпрямителя приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Структурная схема выпрямителя

Трансформатор преобразует уровень напряжения переменного тока на его первичной обмотке в необходимый, для получения требуемого напряжения на выходе выпрямителя. Система вентилей преобразует напряжение переменного тока в пульсирующее напряжение U_d (рисунок 3.2), имеющее в своем составе постоянную составляющую U0 и ряд гармоник.

Рисунок 3.2 – Временные диаграммы напряжения

на входе и выходе выпрямителя при p = 2.

– 21 –

Сглаживающий фильтр уменьшает амплитуды всех гармонических составляющих пульсирующего напряжения– сглаживает пульсации.

Полезным эффектом выпрямления является постоянная составляющая – U₀.

Наибольшей из гармоник, как правило, является первая гармоника, частота и амплитуда которой определяется схемой выпрямления

Напряжение U_d представляет собой периодическую функцию с периодом пульсаций, равным T_п = T/p или f_п = p f , где - пульсность или число фаз выпрямления (m – число фаз сети, – число полупериодов выпрямления или число тактов).

Расчет схемы выпрямления базируется на допущении, что вентили и трансформатор являются идеальными.

Под средневыпрямленным напряжением (U₀) понимается высота прямоугольника, эквивалентного по площади криволинейной трапеции, образованной выпрямленным напряжением за период повторения, который в общем случае равен 2/р (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Средневыпрямленное напряжение

Так как площадь определяется вольт - секундным интегралом, то получим выражение для U_0.

(3.1)

Другим важным показателем является коэффициент выпрямления напряжения

. (3.2)

Амплитуда K- ой гармоники выпрямленного напряжения равна:

– 22 –

где k= 1,2,…n.

Качество выпрямленного напряжения оценивается величиной коэффициента пульсаций, который равен отношению амплитуды k– ой гармоники напряжения пульсаций к постоянной составляющей. Обычно его определяют только по первой гармонике

(равенство справедливо при p 2).

Эффективность использования трансформатора зависит от схемы выпрямления и оценивается коэффициентом использования трансформатора, который равен отношению мощности постоянной составляющей к суммарной

мощности вторичных обмоток трансформатора

где U_2ф и I_2ф – напряжение и ток фазы вторичной обмотки трансформатора;

m₂ – число фазных обмоток на вторичной стороне трансформатора.

Во время закрытого состояния диода к его аноду прикладывается более низкий потенциал, чем потенциал катода. Вентиль не проводит ток, а наибольшая разность потенциалов (т.е. амплитуда линейного напряжения), приложенная к непроводящему диоду, называется обратным напряжением.

Потери в выпрямителе оцениваются коэффициентом полезного действия: - отношение активной (полезной) мощности в нагрузке к потребляемой (активной) мощности.