лабораторная работа 2

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»

Институт Энергетики и Автоматизированных систем

Кафедра электроники и наноэлектроники.

Лабораторная работа

по дисциплине «Основы преобразовательной техники»

на тему «Особенности фазового регулирования переменного напряжения»

Выполнил: студенты группы АНБ-14-2

Михайлицын А.С.

Александрова Е.А.

Сафронов П.Р.

Проверил: доктор тех. наук

Петушков М.Ю.

Магнитогорск 2017 г.

Результаты экспериментов.

Эксперимент 1. Снятие регулировочной характеристики симистора, работающего на активную нагрузку.

Собрали схему (рисунок 1). Зарисовали на экране осциллографа кривые напряжения (рисунок 2) на нагрузке (канал А) и на силовых выводах симистора (канал В).

Рис.1 – исследование работы симистора на активную нагрузку

Рис. 2 – осциллограмма

Последовательно устанавливая значения начально фазы источника ЭДС Е равными α = 0°, 30°, 60°, 120°, 150°, 180°, записали показания мультиметра Е_н и амперметра I_н в таблицу 1.

Таблица 1 – результаты эксперимента

α, град.	Ен, В	Iн, мА
0°	98,7	987
30°	98,05	980,5
60°	90,16	901,6
90°	73,06	730,6
120°	43,39	433,9
150°	18,78	187,8
180°	98,74	987,4

Провели расчёт зависимостей Е_н(α), I_н(α) с помощью формул (1), (2) для нескольких значений угла α, записав полученные данные в таблицу 2.

(1)

(2)

Таблица 2 – результаты эксперимента

α, град.	Ен, В	Iн, мА
0°	99,7	997
30°	99,05	990,5
60°	92,16	921,6
90°	74,06	740,6
120°	45,39	453,9
150°	20,78	207,8
180°	99,74	997,4

Построили графики зависимостей Е_н(α), I_н(α) полученные опытным (рисунки 3, 4) и расчётным (рисунки 4, 5) путями и оценили степень их совпадения.

Рис. 3 – график зависимости Е_н(α) (эксперимент)

Рис. 4 – график зависимости I_н(α) (эксперимент)

Рис. 5 – график зависимости Е_н(α) (расчет)

I_н(α)

Рис. 6 – график зависимости I_н(α) (расчет)

Эксперимент 2. Снятие регулировочной характеристики симистора, работающего на активно-индуктивную нагрузку.

Была снята осциллограмма, изображенная на рисунке 7.

φ =

Рис. 7 – кривые напряжения на нагрузке и на силовых выводах симистора

Таблица 3 – результаты эксперимента

α, град.	150	120	90	60	30	20
Ен, В	18,128	69,432	72,913	91,149	97,056	99,22
Iн, А	0,934	6,17	6,903	8,201	9,181	9,284

Угол λ был снят как длительность импульса тока на экране осциллографа.

Таблица 4 – результаты расчета

α, град.	150	120	90	60	30	20
λ, град.	22,24	129,38	145,42	159,86	175,9	179,96
Ен, В	35,11	84,83	89,82	94,34	98,85	100,2
Iн, А	3,29	7,94	8,405	8,83	9,25	9,38

По данным таблиц были построены графики зависимостей I_н(α) и Е_н(α).

Рис. 8 – график зависимости I_н(α)

Рис. 9 – график зависимости Е_н(α)

Эксперимент 3. Исследование симисторного регулятора получающего напряжение в бытовых электроприборах.

Нами была собрана схема, изображенная на рисунке 10.

Рис. 10 – исследование симисторного регулятора, используемого в бытовых приборах

Последовательно устанавливая путем нажатия клавиш Shift-R значения регулирующего сопротивления R1 = 0, 5, 10, …, 100%, записали действующее значение напряжения нагрузки En, а также значения угла управления α в таблицу 5. Пример осциллограммы показан на рисунке 11.

Рис. 11 – осциллограмма

Таблица 5 – результаты эксперимента

R1,%	α, град.	Eн, В
0	0	87,08
5	0	87,05
10	0	85,09
15	48,29268	83,36
20	57,07317	82,42
25	65,85366	76,53
30	70,2439	67,19
35	70,2439	67,53
40	92,19512	50,86
45	92,19512	51,58
50	92,19512	52,48
55	96,58537	36,27
60	122,9268	33,17
65	122,9268	33,17
70	144,878	15,15
75	180	0,026
80	180	0,026
85	180	0,026
90	180	0,026
95	180	0,026
100	180	0,026

Далее была собрана схема, изображенная на рисунке 12.

Рис. 12 – снятие зависимости угла управления от сопротивления регулирующего резистора

Последовательно изменяя сопротивление R1 = 5, 10, 15, …, 85%, замерили на экране осциллографа, изображенного на рисунке 13, угол управления α, записав в таблицу 6.

Рис. 13 – осциллограмма

Таблица 6 – результаты эксперимента

R1,%	α, град.	Eн, В
5	0	87
10	0	85,26
15	0	85,18
20	25,2	79,49
25	27	79,07
30	68,4	67,17
35	68,4	68
40	68,4	67,14
45	70,2	64,7
50	90	51,78
55	93,6	51,63
60	90	51,83
65	122,4	36,21
70	122,4	37,87
75	126	36,18
80	144	31,2
85	151,2	26,73

С помощью полученных данных были построены зависимости E_н(α), α(R1), E_н(R1), изображенные на рисунках 14, 15, 16, 17, 18, 19.

Рис. 14 – E_н(α) для таблицы 5

Рис. 15 – α(R1) для таблицы 5

Рис. 16 – E_н(R1) для таблицы 5

Рис. 17 – E_н(α) для таблицы 6

Рис. 18 – α(R1) для таблицы 6

Рис. 19 – E_н(R1) для таблицы 6