POLITECHNIKA LUBELSKA |
Laboratorium elektrotechniki |
|||
W Lublinie |
wiczenie nr 6 |
|||
Nazwisko
|
Imi
|
Semestr
|
Grupa
|
Rok akad.
|
Temat wiczenia Obwody nieliniowe zawierajce prostowniki |
Data wyk.
|
Ocena |
Cel wiczenia
a. Badanie ukadów z prostownikami niesterowanymi.
rys. Ukad pomiarowy
W1 - wycznik filtru wygadzania
W2 - wycznik obcienia
Lp. |
Ukad |
U'1 |
I'1 |
P |
U'2 |
U''2 |
I'2 |
I''2 |
R |
Pu |
|
|
V |
A |
W |
V |
V |
A |
A |
|
W |
|
Ukad prostownika jedno poówkowego |
|||||||||
1 |
z obci. z wygadzaniem |
85 |
0,8 |
38 |
104 |
104 |
0,33 |
0,33 |
330 |
35,9 |
2 |
z obci. bez wygadzania |
214 |
0,5 |
74 |
132 |
96 |
0,47 |
0,30 |
330 |
29,7 |
3 |
bez obci z wygadzaniem |
200 |
0 |
3 |
140 |
92 |
0 |
0 |
330 |
----- |
4 |
bez obci bez wygadzaniem |
200 |
0,19 |
14 |
280 |
280 |
0 |
0 |
330 |
----- |
|
Ukad prostownika dwu poówkowego |
|||||||||
5 |
z obci. z wygadzaniem |
90 |
0,8 |
47 |
116 |
120 |
0,36 |
0,36 |
330 |
42,7 |
6 |
z obci. bez wygadzania |
152 |
0,5 |
76 |
152 |
136 |
0,47 |
0,43 |
330 |
61,1 |
7 |
bez obci z wygadzaniem |
200 |
0 |
6 |
200 |
162 |
0 |
0 |
330 |
----- |
8 |
bez obci bez wygadzania |
200 |
0,15 |
14 |
280 |
280 |
0 |
0 |
330 |
----- |
1. Prostownik pófalowy, z obcieniem i z wygadzaniem
wyznaczanie wspóczynników szeregu Fouriera, stosujc metod Perry'ego
ak |
bk |
Uk |
|
-12,234 |
23,77822 |
26,74089 |
U=106 |
-9,40703 |
7,219112 |
11,85782 |
U=156 |
-5,42959 |
2,110339 |
5,825292 |
U=104 |
-4,09041 |
0,475599 |
4,117962 |
k=1,02 |
-1,94009 |
0,063054 |
1,941118 |
s=1,443 |
-2,00802 |
0,179827 |
2,01606 |
z=2,42 |
-1,32389 |
0,803394 |
1,548585 |
|
Przykady oblicze b3
= 16
b3= 2/16 ( 1,7*cos(3*1*2/16)+ 2*cos(3*2*2/16)+ 2,1*cos(3*3*2/16) +2,65*cos(3*4*2/16) +2*cos(3*5*2/16)+ 1,93*cos(3*6*2/16)+ 1,85*cos(3*7*2/16)+ 1,75*cos(3*8*2/16)+ 1,7*cos(3*9*2/16)+ 1,65*cos(3*10*2/16)+ 1,55*cos(3*11*2/16)+ 1,5*cos(3*12*2/16)+ 1,4*cos(3*13*2/16)+ 1,35*cos(3*14*2/16)+ 1,25*cos(3*15*2/16) + 1,2*cos(3*16*2/16) ) = 0,125*(0,65056-1,4142-1,9401+1,84776+1,3647-0,70796-1,75-0,65056 +1,1667 +1,4320 -1,2934 -0,9546 +0,4783+1,2) =0,076548
2 Prostownik pófalowy z obcieniem, bez wygadzania.
Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metod liczbow Perry'ego.
ak |
bk |
Uk |
|
4,93E-05 |
150,9364 |
150,9364 |
U=132 |
-44,6328 |
2,92E-05 |
44,63281 |
Um=264 |
2,66E-05 |
27,1382 |
27,1382 |
Us=96 |
-24,645 |
3,22E-05 |
24,64503 |
k=1,375 |
1,9E-05 |
11,62463 |
11,62463 |
s=2 |
-21,3973 |
4,2E-05 |
21,39725 |
z=1,064 |
7,69E-06 |
3,362803 |
3,362803 |
|
Prostownik pófalowy, bez obcienia i bez wygadzania.
Przebieg napi pokazywanych przez oscyloskop w tym ukadzie nie róni si ( wzrokowo rónice s nie zauwaalne) od przebiegów napicia w ukadzie 2 tzn. z obcieniem i bez wygadzania. Dlatego te wszystkie wspóczynniki s takie same i aktualna jest tabela z ukadu 2.
Prostownik pófalowy, bez obcienia i z wygadzaniem.
Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metod liczbow Perry'ego.
ak |
bk |
Uk |
|
-6,7974 |
5,463614 |
8,720992 |
U=280 |
-3,84458 |
-1,07715 |
3,992628 |
Um=280 |
-0,27408 |
-1,91977 |
1,939232 |
Us=285 |
-0,25059 |
-0,83509 |
0,871874 |
k=1 |
0,122247 |
-0,25329 |
0,281243 |
s=1,02 |
0,17042 |
-0,57624 |
0,600911 |
|
0,268912 |
-0,218 |
0,346173 |
|
5 Prostownik caofalowy z obcieniem i z wygadzaniem.
Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metod liczbow Perry'ego.
ak |
bk |
Uk |
|
-8,2E-05 |
-5,3E-06 |
8,26E-05 |
U=120 |
-106,767 |
10,83277 |
107,3147 |
Um=133 |
5,55E-05 |
-3E-05 |
6,3E-05 |
Us=116 |
94,47747 |
1,657216 |
94,492 |
k=1.034 |
-0,00019 |
-4,6E-05 |
0,000196 |
s=1,11 |
-102,078 |
0,887993 |
102,0823 |
z=2,22 |
0,000216 |
-6,4E-05 |
0,000226 |
|
Prostownik caofalowy z obcieniem i bez wygadzania.
Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metod liczbow Perry'ego.
ak |
bk |
Uk |
|
-4,9E-05 |
3,2E-11 |
4,89E-05 |
U=152 |
-47,4488 |
6,2E-05 |
47,4488 |
Um=215 |
-2,3E-05 |
4,48E-11 |
2,28E-05 |
Us=136 |
-23,868 |
6,24E-05 |
23,86802 |
k=1,11 |
-1,5E-05 |
4,78E-11 |
1,46E-05 |
s=1,41 |
-18,8513 |
7,39E-05 |
18,85125 |
z=1,064 |
-6,5E-06 |
2,95E-11 |
6,45E-06 |
|
Prostownik caofalowy, bez obcienia i bez wygadzania.
Przebieg napi pokazywanych przez oscyloskop w tym ukadzie róni si od przebiegu napi w ukadzie 6 tylko nieco zwikszonym napiciem, ksztat natomiast pozosta taki sam w zwizku z czym wspóczynniki ksztatu, amplitudy itp. maj takie same wartoci.
Prostownik caofalowy, z obcieniem i bez wygadzania.
Wykres napicia pokazywany przez oscyloskop w tym ukadzie jest lini prost, ( drobne odchyki byy ju nie do odczytania ) w zwizku z tym wszystkie wspóczynniki rozwinicia w szereg Fouriera s zerami, oraz
U = Us = Um = 280V
k = s = 1
Badanie ukadów z prostownikami sterowanymi.
Rys. Ukad pomiarowy prostownika sterowanego.
Tabela pomiarów.
Ukad |
U'1 |
I'1 |
P |
U'2 |
U''2 |
I'2 |
I''2 |
|
R |
PU |
|
V |
A |
W |
V |
V |
A |
A |
Rad |
|
W |
1 |
220 |
0.5 |
80 |
152 |
186 |
0.5 |
0.31 |
0.3 |
330 |
31.7 |
2 |
220 |
0.49 |
78 |
150 |
184 |
0.495 |
0.305 |
0.62 |
330 |
30.7 |
3 |
220 |
0.49 |
76 |
148 |
176 |
0.49 |
0.29 |
0.78 |
330 |
27.7 |
4 |
220 |
0.46 |
68 |
144 |
160 |
0.465 |
0.26 |
0.94 |
330 |
22.3 |
5 |
220 |
0.44 |
62 |
136 |
144 |
0.45 |
0.24 |
1.1 |
330 |
19 |
6 |
220 |
0.41 |
54 |
128 |
132 |
0.42 |
0.22 |
1.25 |
330 |
15.9 |
7 |
220 |
0.36 |
42 |
112 |
104 |
0.37 |
0.17 |
1.57 |
330 |
9.53 |
8 |
220 |
0.33 |
32 |
104 |
92 |
0.34 |
0.15 |
1.73 |
330 |
7.42 |
9 |
220 |
0.28 |
27 |
90 |
76 |
0.29 |
0.12 |
1.88 |
330 |
4.75 |
10 |
220 |
0.2 |
13 |
64 |
44 |
0.2 |
0.075 |
2.19 |
330 |
1.856 |
11 |
220 |
0.17 |
9 |
52 |
36 |
0.17 |
0.06 |
2.35 |
330 |
1.188 |
Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metod liczbow Perry'ego.
ak |
bk |
Uk |
|
-22,865975 |
125,9608 |
128,0194 |
U=143,3 |
-37,42601 |
-17,5009 |
41,3157 |
Um=300 |
-9,4713616 |
37,29283 |
38,47678 |
Us=89 |
-61,125033 |
-24,7499 |
65,94565 |
k=1,61 |
9,47136625 |
-46,9543 |
47,90002 |
s=2,09 |
29,9259389 |
-17,5009 |
34,66763 |
|
22,8660958 |
26,71359 |
35,16353 |
|
Rys. Wykres przedstawiajcy zaleno prdu w funkcji kta zaponu
Rys. Wykres przedstawiajcy zaleno napicia w funkcji kta zaponu
Wnioski
Stosujc metod Perry'ego mona wyznaczy wspóczynniki szeregu Fouriera funkcji majc jedynie jej wykres, bez koniecznoci aproksymacji otrzymanej funkcji. Umoliwia to rozkad na szereg Fouriera dowolnych napi czy prdów przerysowanych np. z ekranu oscyloskopu. Jednak aby otrzyma dokadne wyniki obszar pod krzyw na dugoci jednego penego okresu naley podzieli na jak najwicej czci. Wzrostowi liczby podziaów towarzyszy jednak duy wzrost oblicze jakie trzeba przeprowadzi aby otrzyma wynik. Obliczenia przeprowadzane rcznie przy uyciu kalkulatora s bardzo mudne i czasochonne, a przez to skazane na liczne pomyki. Bardzo pomocny jest tutaj komputer który wydatnie przypiesz obliczenia. Wikszo oblicze przeprowadziem przy pomocy arkusza kalkulacyjnego, który znacznie przypieszy obliczenia ( i tak dugie).
Dla prostownika pófalowego najwikszy udzia z harmonicznych ma pierwsza harmoniczna, kolejne s coraz mniejsze. Dla ukadu prostownika caofalowego widoczny jest udzia gównie harmonicznych parzystych (2,4,6 itd.). Udzia harmonicznych nieparzystych jest tutaj znikomy.
Dla prostownika sterowanego mona zauway duy udzia wyszych harmonicznych w porównaniu ze zwykymi prostownikami. 8 harmoniczna stanowi jeszcze okoo 30% wartoci pierwszej, wiadczy to o tym e prostowniki sterowane wprowadzaj due zakócenia w postaci wyszych harmonicznych.
Przy badaniu ukadu z prostownikiem sterowanym, kt zaponu otrzymywany by na podstawie obserwacji wykresu napicia na oscyloskopie, przez co jego wartoci s obarczone duym bdem.