POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Laboratorium Energoelektroniki

Nazwiska i imiona studentów: Konrad Mogieliński Łukasz Maszewski Cezary Ćwikła						Symbol grupy ED. 5.5
Data wyk. Ćwiczenia 19.10.2002		Symbol ćwiczenia 3		Temat zadania: Trójpulsowe prostowniki sterowane.
	ZALICZENIE			Ocena	Data	Podpis

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zbadanie trójpulsowego prostownika sterowanego zbudowanego na tyrystorach. Zakres regulacji wartości skutecznej i średniej napięcia na wyjściu prostownika, zaobserwowanie zniekształceń przebiegów sinusoidalnych na oscyloskopie i przyczyn ich powstawania.

W celu wykonania ćwiczenia został wykorzystany następujący układ pomiarowy:

Gdzie:

• A₁-A_rms1: Amperomierz wartości skutecznej gałęzi tyrystora.

• A₂-A_V1:Amperomierz wartości średniej prądu gałęzi tyrystora.

• A₃-A_AV0:Amperomierz wartości skutecznej odbiornika.

• A₄-A_aV0: Amperomierz wartości średniej odbiornika.

• V₁-V: Woltomierz wartości skutecznej uzwojenia transformatora.

• V₂-V_rms0: Woltomierz wartości skutecznej odbiornika.

• V₃-V_AV0: Woltomierz wartości średniej odbiornika.

Tabele pomiarowe do ćwiczenia

Dla różnych kątów wysterowania:

α	Arms1	Av1	Arms0	Aav0	Vav0	Vrms0	V
º	A	A	A	A	V	V	V
0	0,6	0,28	1	0,9	83	86	73
30	0,55	0,25	0,95	0,8	77	80	73
60	0,45	0,2	0,8	0,6	58	71	73
90	0,25	0,09	0,4	0,2	26	42	73

Dla obciążenia rezystancyjno- indukcyjnego:

α	Arms1	Av1	Arms0	Aav0	Vav0	Vrms0	V
º	A	A	A	A	V	V	V
0	0,5	0,28	1	0,9	83	86	73
		0,95	0,5	1,7	1,5	82	85	73
		1,15	0,6	2,5	1,9	82	85	73
		1,5	0,8	2,7	2,5	82	84	73
		1,8	1,0	3,15	2,3	82	84	73

α	Arms1	Av1	Arms0	Aav0	Vav0	Vrms0	V
º	A	A	A	A	V	V	V
30	0,85	0,42	1,45	1,2	72	80	72
		1,15	0,6	2	1,8	72	80	72
		1,4	0,72	2,4	2,1	72	79	72
		1,75	0,9	2,95	2,6	72	79	72
		2,05	1,1	3,6	3,1	72	79	72

α	Arms1	Av1	Arms0	Aav0	Vav0	Vrms0	V
º	A	A	A	A	V	V	V
60	0,6	0,25	1,0	0,9	60	45	73
		1,0	0,4	1,6	1,2	60	46	73
		1,2	0,5	1,95	1,4	60	46	73
		1,4	0,6	2,25	1,6	60	46	73
		1,7	0,75	2,7	2,0	60	46	73

Charakterystyka obciążenia (RL) :

Dla obciążenia rezystancyjnego:

α	Arms1	Av1	Arms0	Aav0	Vav0	Vrms0	V
º	A	A	A	A	V	V	V
0	0,25	0,4	1,35	1,2	83	85	73
		1,0	0,6	1,8	1,6	83	85	73
		1,3	0,75	2,3	2,2	83	85	73
		1,65	0,9	2,9	2,7	82	85	73
		2,0	1,15	3,5	3,4	82	84	73

α	Arms1	Av1	Arms0	Aav0	Vav0	Vrms0	V
º	A	A	A	A	V	V	V
30	0,65	0,35	1,1	1,0	84	86	73
		1,0	0,55	1,8	1,4	83	84	73
		1,2	0,7	2,15	2,0	83	85	73
		1,7	0,9	2,85	2,8	82	84	73
		2,0	1,1	3,45	3,3	82	84	73

α	Arms1	Av1	Arms0	Aav0	Vav0	Vrms0	V
º	A	A	A	A	V	V	V
60	0,5	0,2	0,75	0,5	46	60	73
		0,7	0,35	1,1	0,8	46	61	73
		1,05	0,5	1,6	1,2	44	60	73
		1,4	0,7	2,25	1,7	44	62	73
		1,85	0,95	2,8	2,4	42	62	73

Charakterystyka obciążenia (R) :

Dla kąta zapłonu równego 0º otrzymaliśmy przebieg o następującym kształcie:

Na tym wykresie nie zostały uwzględnione dolne połówki sinusoid, ponieważ nie biorą one udziału w przewodzeniu prądu do obciążenia.

Dla kąta zapłonu 120º przebieg ma następujący kształt:

Przy takim kącie zapłonu przez pewien czas okresu przez obciążenie nie płynie prąd.

Dla kąta zapłonu 90º przebieg ma następujący kształt:

Przy takim kącie zapłonu następuje przewodzenie tylko ćwiartki sinusoidy.

Przy obciążeniu rezystancyjno- indukcyjnym do kąta zapłonu 60º przebiegi są takie same, natomiast po przekroczeniu tego kąta przebiegi różnią się o kąt przesunięcia fazowego pomiędzy prądem a napięciem wywołanym indukcyjnym charakterem obciążenia.

Dla kąta zapłonu 0º, i 60º wykresy są identyczne jak dla obciążenia rezystancyjnego, natomiast dla zapłonu 90º wykres ma postać:

Przy zapłonie 120º wykres odczytany z oscyloskopu i naniesiony na przebieg sinusoidalny ma następującą postać:

Charakterystyka sterowania U=f(α) dla obciążenia rezystancyjnego.

Wnioski i spostrzeżenia:

Na podstawie wykonanych pomiarów i obliczeń można zauważyć, że prostownik sterowany trójpulsowy może służyć za regulator mocy dostarczanej do odbiornika. Regulator ten ma jednak pewne wady takie jak to, że zniekształca napięcie sinusoidalne przy ograniczaniu mocy wyjściowej na obciążeniu. Przy pracy, kiedy tyrystor jest załączany w innym punkcie niż zerowy powoduje emisję wyższych harmonicznych od harmonicznej podstawowej. Emisja ta powstaje z powodu nie przepuszczania części sinusoidy i załączania tyrystora w momencie, kiedy napięcie jest różne od „0”, co powoduje gwałtowne narastanie prądu. Sytuacja taka może doprowadzić do uszkodzenia odbiornika, dlatego też nie należałoby stosować takiego regulatora do delikatnych urządzeń elektrycznych.

Zniekształcenia przebiegu można też zauważyć po wynikach obliczeń, z których wynika, że moc oddawana na obciążeniu jest większa od mocy pobieranej ze źródła zasilania, co jest niemożliwe. Można to wytłumaczyć takimi przyczynami, jak niedokładność pomiaru, oraz fakt, że przyrządy pomiarowe są skalowane dla napięcia sinusoidalnego i w przypadku pomiaru innych przebiegów wnoszą znaczy błąd do pomiarów.

7

„5”

---