Politechnika Lubelska	Laboratorium Elektrotechniki
w Lublinie	Ćwiczenie nr 6
Józwik Tomasz, Kadłubowski Krzysztof Szczęśniak Mirosław		Semestr III	Grupa: 3.5A	Rok akademicki: 1996/97
Temat ćwiczenia: Obwody nieliniowe zawierające prostowniki			Data wykonania: 96-11-18	Ocena:

Cel ćwiczenia:

Badanie układów zawierających prostowniki sterowane i niesterowane.

Badanie układów z prostownikami niesterowanymi

Schemat układu pomiarowego:

W1 - wyłącznik filtru wygładzania

W2 - wyłącznik obciążenia

Tabela pomiarów:

Lp	Układ	U'1	I^'1	P	U^'2	U^''2	I^'2	I^''2	R	Pu
		V	A	W	V	V	A	A	Ω	W
Układ prostownika jednopołówkowego
1	z obciąż. z wygładzaniem	100	0,9	51	118	115	0,38	0,37	335	19,61
2	z obciąż. bez wygładzania	100	0,24	12	70	44	0,23	0,14	335	7,18
3	bez obciąż z wygładzaniem	100	0,18	7	136	136	0	0	335	0
4	bez obciąż bez wygładzania	100	0	0	72	44	0	0	335	0
Układ prostownika dwupołówkowego
5	z obciąż. z wygładzaniem	80	0,78	40	106	106	0,34	0,34	335	31,39
6	z obciąż. bez wygładzania	80	0,27	22	80	70	0,25	0,23	335	16,97
7	bez obciąż z wygładzaniem	80	0,01	5	112	110	0	0	335	0
8	bez obciąż bez wygładzania	80	0	0	82	72	0	0	335	0

Wzory do obliczania współczynników Fouriera i współczynników kształtu, szczytu, zniekształcenia:

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego - 1

ak	bk	Uk
11,793	-4,403	12,588	U=118
11	-32,762	34,526	Um=230
15,438	0,423	15,444	=115
18,747	-0,458	118,752	k=1,03
15,644	1,25	15,693	s=1,95
11,989	31,813	33,997	z=0,85
13,292	3,303	13,696

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego - 2

ak	bk	Uk
-48,846	48,963	69,162	U=70
-0,083	-34,539	34,539	Um=140
-0,076	-0,075	0,107	=44
14,5	-0,069	14,5	k=1,59
-0,153	0,154	0,217	s=2,0
0,246	34,382	34,383	z=1,43
-49,233	-48,417	69,052

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego - 3

ak	bk	Uk
-48,846	48,963	69,162	U=136
-0,083	-34,539	34,539	Um=272
-0,076	-0,075	0,107	=132
14,5	-0,069	14,5	k=1,03
-0,153	0,154	0,217	s=2,0
0,246	34,382	34,383	z=0,74
-49,233	-48,417	69,052

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego - 4

ak	bk	Uk
0,803	0,95	1,244	U=72
3,241	-7,7	8,354	Um=144
-1,19	0,762	1,413	=44
-1,503	-0,404	1,556	k=1,64
-0,853	-1,561	1,779	s=2,0
-2,287	6,891	7,261	z=1,39
2,847	-1,855	3,398

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego - 5

ak	bk	Uk
-0,137	-0,063	0,151	U=106
-5,15	-12,595	13,607	Um=150
-0,054	-0,146	0,155	=106
7,498	-0,251	7,503	k=1
0,086	-0,244	0,259	s=1,42
-4,556	12,209	13,032	z=0,75
0,951	-0,45	1,053

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego - 6

ak	bk	Uk
-0,075	-0,075	0,106	U=80
-0,279	-70,071	70,072	Um=113
-0,011	0,011	0,015	=70
19,999	-0,159	20	k=1,14
0,018	0,017	0,025	s=1,41
0,834	69,778	69,784	z=1
0,519	-0,533	0,744

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego - 7

ak	bk	Uk
-0,075	-0,075	0,106	U=112
-0,279	-70,071	70,072	Um=158
-0,011	0,011	0,015	=110
19,999	-0,159	20	k=1,02
0,018	0,017	0,025	s=1,4
0,834	69,778	69,784	z=1,4
0,519	-0,533	0,744

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego - 8

ak	bk	Uk
-0,153	-0,066	0,167	U=82
-2,64	-5,119	5,76	Um=115
-0,066	-0,182	0,194	=72
7,498	-0,295	7,504	k=1,14
0,105	-0,305	0,323	s=1,4
-2,086	4,638	5,086	z=1,03
1,061	-0,478	1,164

Badanie układów z prostownikami sterowanymi.

Rys. Układ pomiarowy prostownika sterowanego.

Tabela pomiarów.

Układ	U'1	I'1	P	U'2	U''2	I'2	I''2	θ	R	PU
-	V	A	W	V	V	A	A	Rad	Ω	W
1	220	0,5	80	156	92	0,49	0,3	p/10	335	31.7
2	220	0,49	74	152	86	0,48	0,28	p/5	335	27.7
3	220	0,44	60	140	70	0,43	0,23	3p /10	335	19
4	220	0,39	48	132	58	0,38	0,19	4p /10	335	9.53
5	220	0,33	35	105	44	0,32	0,15	5p/10	335	7.42
6	220	0,21	14	66	23	0,21	0,08	6p/10	335	1.856
7	220	0,2	12	60	20	0,18	0,07	7p/10	335	1.188

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego

dla kąta zapłonu 5p/10

ak	bk	Uk
-109,97	53,187	122,156	U=105
56,821	-75,181	94,238	Um=297
-3,777	53,115	55,249	=44
-18	-0,005	18	k=2,39
-4,283	-52,895	53,068	s=2,8
57,535	74,453	94,093	z=2,1
-110,471	-51,952	122,077

Wnioski

Stosując metodę Perry'ego można wyznaczyć współczynniki szeregu Fouriera funkcji mając jedynie jej wykres, bez konieczności aproksymacji otrzymanej funkcji. Umożliwia to rozkład na szereg Fouriera dowolnych napięć czy prądów przerysowanych np. z ekranu oscyloskopu. Jednak aby otrzymać dokładne wyniki obszar pod krzywą na długości jednego pełnego okresu należy podzielić na jak najwięcej części. Wzrostowi liczby podziałów towarzyszy jednak duży wzrost obliczeń jakie trzeba przeprowadzić aby otrzymać wynik.

Na dokładność otrzymanych współczynników duży wpływ ma również dokładność przerysowania przebiegów z ekranu oscyloskopu.

Obliczenia przeprowadzane ręcznie przy użyciu kalkulatora są bardzo żmudne i czasochłonne, a przez to skazane na liczne pomyłki. Bardzo pomocny jest tutaj komputer który wydatnie przyspiesza obliczenia

Dla prostownika półfalowego największy udział z harmonicznych ma pierwsza harmoniczna, kolejne są coraz mniejsze. Dla układu prostownika całofalowego widoczny jest udział głównie harmonicznych parzystych (2,4,6 itd.). Udział harmonicznych nieparzystych jest tutaj znikomy.

Dla prostownika sterowanego można zauważyć duży udział wyższych harmonicznych w porównaniu ze zwykłymi prostownikami. 7 harmoniczna stanowi jeszcze około 30% wartości pierwszej, świadczy to o tym że prostowniki sterowane wprowadzają duże zakłócenia w postaci wyższych harmonicznych.

Przy badaniu układu z prostownikiem sterowanym, kąt zapłonu otrzymywany był na podstawie obserwacji wykresu napięcia na oscyloskopie, przez co jego wartości są obarczone dużym błędem.

---