POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE |
|
LABORATORIUM Ćwiczenie Nr 6 |
||
Nazwisko : Gładyszewski Grądzki Jończyk |
Imię : Sławek Marcin Jakub |
Semestr III |
Grupa E.D.3.5 |
Rok akadem. 1997/98 |
Temat ćwiczenia: Obwody nieliniowe zawierające prostowniki. |
|
|
Data wykonania 24.11.97 |
Ocena |
Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z układami nieliniowymi zawierającymi prostowniki niesterowane i sterowane.
Przyrządy:
watomierze
woltomierze magnetoelektryczne i elektromagnetyczne
amperomierze magnetoelektryczne i elektromagnetyczne
rezystor
kondensator
mostek Graetza
tyrystor
dioda półprzewodnikowa
Układ pomiarowy 1:
Układ pomiarowy 2:
Tabela 1.
Układ: |
U1' |
I1' |
Pw |
U2' |
U2” |
I2' |
I2” |
R |
Pu |
|
V |
A |
W |
V |
V |
A |
A |
Ω |
W |
bez wygładzania z obc. |
150 |
2,7 |
38,5 |
106 |
67 |
0,33 |
0,210 |
302 |
32,89 |
bez wygładzania bez obc. |
150 |
0,2 |
3 |
106 |
67 |
0 |
0 |
0 |
0 |
z wygładzaniem z obc. |
150 |
0,89 |
77 |
150 |
140 |
0,475 |
0,455 |
302 |
68,14 |
z wygładzaniem bez obc. |
150 |
0,7 |
3,5 |
210 |
217 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Tabela 2. (Mostek Graetza)
Układ: |
U1' |
I1' |
Pw |
U2' |
U2” |
I2' |
I2” |
R |
Pu |
|
V |
A |
W |
V |
V |
A |
A |
Ω |
W |
bez wygładzania z obc. |
150 |
0,478 |
73 |
150 |
135 |
0,465 |
0,42 |
302 |
65,29 |
bez wygładzania bez obc. |
150 |
0 |
1,8 |
151 |
135 |
0 |
0 |
0 |
0 |
z wygładzaniem z obc. |
150 |
1,5 |
112 |
185 |
180 |
0,57 |
0,57 |
302 |
98,12 |
z wygładzaniem bez obc. |
150 |
0,55 |
3,5 |
210 |
208 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Tabela 3.
układ |
U1' |
I1' |
P |
U2' |
U2” |
I2' |
I2” |
Θ |
R |
Pu |
|
V |
A |
W |
V |
V |
A |
A |
° |
Ω |
W |
|
150 |
0,362 |
36 |
105 |
62 |
0,33 |
0,2 |
24 |
302 |
12,08 |
|
150 |
0,26 |
35 |
100 |
59 |
0,33 |
0,19 |
36 |
302 |
10,9 |
|
150 |
0,25 |
28 |
92,8 |
48 |
0,3 |
0,155 |
60 |
302 |
7,26 |
tyrystor |
150 |
0,2 |
15 |
70 |
31 |
0,22 |
0,1 |
96 |
302 |
3,02 |
|
150 |
0,11 |
4 |
35 |
12 |
0,12 |
0,04 |
132 |
302 |
0,48 |
|
150 |
0,055 |
1 |
17 |
4,8 |
0,05 |
0,0165 |
150 |
302 |
0,082 |
|
150 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
180 |
302 |
0 |
Rysunek 1. (jednopołówkowy bez wygładzania, z obciążeniem)
Rysunek 2. (jednopołówkowy, bez wygładzania, bez obciążenia)
Rysunek 3. (jednopołówkowy, z wygładzaniem, z obciążeniem)
Rysunek 4. (dwupołówkowy, bez wygładzania i z wygładzaniem, z obciążeniem i bez obciążenia)
Rysunek 5. (jednopołówkowy, z wygładzaniem, bez obciążenia)
Rysunek 6. (dwupołówkowy, z wygładzaniem, z obciążeniem)
Rysunek 7. (dwupołówkowy, z wygładzaniem, bez obciążenia)
Wnioski:
Podczas naszych pomiarów przebiegi na oscyloskopie potwierdzały założenia teoretyczne (patrz rysunki). Zauważalna jest różnica przebiegów podczas badań prostowników niesterowanych jedno i dwupołówkowych. Na przykład porównując rysunek 1 i 2 widzimy wpływ braku obciążenia objawiający się zafalowaniem przebiegu w przedziale od t/2 do t. Po załączeniu kondensatora przebieg napięcia wygładzał się, kształt napięcia był zbliżony do przebiegu prądu stałego, zaś po obciążeniu tego ukł. dodatkowo rezystorem, przebieg zmieniał się zyskując inne częstotliwości harmoniczne. Wygładzanie bez obciążenia wynikało ze stałej czasowej rozładowania i ładowania kondensatora (patrz rys. 5 i 6). Pomiary tyrystora wykonaliśmy dla 7 wartości kąta, gdyż na większą dokładność nie pozwalał nam regulator. Przy zmianie kąta zapłonu uzyskiwaliśmy spodziewaną zmianę wartości napięcia maksymalnego, a co za tym idzie i skutecznego, i średniego, a także mocy układu. Efekt ten można wykorzystać do sterowania różnych układów, w których istotny jest moment wysterowania. Tabela 4. (dla tyrystora przy kącie Θ=36°)
n |
yn |
ak |
bk |
Θ=36° |
1 |
0 |
0 |
0 |
Umax=145,5 |
2 |
114,84 |
-9,01 |
21,13 |
U=105 |
3 |
148,5 |
-29,22 |
5,34 |
Usr=62 |
4 |
114,84 |
-15,9 |
-16,58 |
k=89,29 |
5 |
44,08 |
1,94 |
-8,6 |
s=2,23 |
6 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
0 |
0 |
0 |
|
10 |
0 |
0 |
0 |
|
Tabela 5. (dla prostownika jednopołówkowego, bez wygładzania z obciążeniem)
(patrz rysunek 1)
n |
yn |
ak |
bk |
U=106V |
1 |
52,73 |
4,36 |
12,44 |
Umax=150V |
2 |
127,73 |
-24,95 |
19,93 |
Uśr=67V |
3 |
127,73 |
-27,06 |
-16,95 |
k=π/2 |
4 |
52,73 |
2,98 |
-12,86 |
s=2 |
5 |
0 |
0 |
0 |
|
6 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
|
Wzory:
Przykłady obliczeń:
ak=2/8*127,73cos(π/2*3*2π/8)= -27,06
bk=2/8*127,73sin(π/2*3*2π/8)= -16,95Rysunek do obliczeń dla prost. półfalowego:
Rysunek do obliczeń dla tyrystora: