I. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, zasadą działania, przebiegami napięć i prądów,
podstawowymi charakterystykami układu prostownika trójpulsowego przy obciążeniu RLE i RL z diodą
zwrotną, przy pracy prostownikowej i falownikowej.
II. Przebieg ćwiczenia
A3
A2
Rd
T1
T2
T3
Ld
A1
V2
V1
D0
ę!
Ed
3 x 24/42 V~
T4
T6
T5
Rys.1 Schemat ideowy badanego układu
Spis przyrządów:
Nazwa Numer Oznaczenie przyrządu na
Typ przyrządu Klasa
przyrządu inwentaryzacyjny schemacie
woltomierz elektromagnetyczny 1 I-29 IVa 121 V1
amperomierz elektromagnetyczny 0,5 I-29 IVa 1237 A1
amperomierz elektromagnetyczny 0,5 I-29 IVa 1234 A2
woltomierz magnetoelektryczny 0,5 I-29 IVa 1334 V2
amperomierz magnetoelektryczny 0,5 I-29 IVa 1251 A3
oscyloskop cyfrowy % % OSC
POLITECHNIKA WROCA
AWSKA
0,01 &!
INSTYTUT MASZYN NAP
DÓW I POMIARÓW
ELEKTRYCZNYCH
LABORATORIUM ENERGOELEKTRONIKI
ĆWICZENIE NR 7
BADANIE PROSTOWNIKA
TRÓJPULSOWEGO
Wydział Rok akademicki Rok studiów
Elektryczny, kierunek AiR 2010/2011 3
Skład grupy: Data wykonania Semestr
11.04.2011r. VI
1. Marcin Winczura Zaliczenie
Data oddania
2. Przemysław Kamiński
22.05.2011r.
3. Paweł Wołoszczuk
Uwagi:
4. Dariusz Jaworski
Tabela 1. Charakterystyki obciążenia prostownika trójpulsowego. Układ z obciążeniem typu RLE.
Ń ą I U U /U I /I rodzaj pracy
z d d0 d d0
[�] [�] [A] [V] [-] [-]
30 0 1 28,5 0,97 0,03
30 0 2 27,5 0,93 0,07
45 15 1 27,0 0,92 0,03
45 15 2 26,2 0,89 0,07
60 30 1 24,0 0,81 0,03
60 30 2 23,2 0,79 0,07
75 45 1 19,1 0,65 0,03
75 45 2 18,3 0,62 0,07
90 60 1 13,5 0,46 0,03
90 60 2 12,4 0,42 0,07
105 75 1 6,2 0,21 0,03
105 75 2 5,8
0,20 0,07
120 90 1 1,0 0,03 0,03
przewrót
120 90 2 0,6 0,02 0,07
135 105 1 -7,9 -0,27 0,03
135 105 2 -8,5 -0,29 0,07
150 120 1 -13,5 -0,46 0,03
150 120 2 -14,8 -0,50 0,07
165 135 1 -19,4 -0,66 0,03
165 135 2 -19,8 -0,67 0,07
180 150 1 -26,1
-0,88 0,03
(obciążenie typu RL)falownikowejobszar pracy
(obciążenie typu RLE)prostownikowejobszar pracy
Rys. 1. Charakterystyka obciążenia U /U = f(I /I ) przy tgĆ= const.
d d0 d dz
Tabela 2. Charakterystyki obciążenia prostownika trójpulsowego. Układ z obciążeniem typu RL.
Ń ą I U U /U
z d d0
[�] [�] [A] [V] [-]
119 89 0,5 1,5 0,07
120 90 0,5 1,3 0,06
135 105 0,25 0,6 0,03
150 120 0,1 0,09 0,004
165 135 0,01 0,032 0,002
Tabela 3. Charakterystyki obciążenia prostownika trójpulsowego. Układ z obciążeniem typu R.
Ń ą I U
z
[�] [�] [A] [V]
180 150 0 3,4
165 135 0,1 0,4
150 120 0,25 2,1
135 105 0,5 4,6
120 90 1,0 7,5
105 75 1,4 12,0
90 60 2,8 16,0
75 45 2,4 18,8
60 30 5,5 23,5
45 15 6,1 25,9
30 0 6,2 26,9
Stan przyrządów przy pełnym wysterowaniu (ą= 0�):
I= 0,85 A
U= 26 V
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
Ńz [�]
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
Ud
= f (Ń ) tg� = const
Rys. 2. Charakterystyki sterowania prostownika trójpulsowego
Ud 0 z , przy
Kąt opóz
nienia wysterowania tyrystorów może przyjmować wartość równą zero - wtedy prostownik
pracuje jak układ niesterowany (diody). Natomiast kąt kąt wyprzedzenia wysterowania tyrystorów nie może
być równy zero, musi być większy. Spowodowane jest to skończonym czasem wyłączania tyrystora. Po zaniku
prądu głównego (spadek poniżej prądu podtrzymania I ) tyrystor nie jest jeszcze zdolny do blokowania napięć
H
dodatnich. Dopiero po pewnym czasie t odzyskuje właściwości blokujące. Do tego czasu powinien pozostawać
q
spolaryzowany zaporowo lub co najwyżej napięcie na nim powinno być równe zeru (w praktyce 1�2�el).
Niespełnienie tego warunku powoduje podtrzymanie prądu tyrystora (nie wyłącza się), co stanowi zwarcie
falownika - stan taki nazywa się przewrotem falownika.
Przekształtnik może przejść w stan pracy falownikowej, gdy po stronie odbioru znajdzie się z
ródło
napięcia stałego skierowanego zgodnie z kierunkiem przepływu prądu wyprostowanego.
Ud/Ud0
Rys. 3. Przebiegi czasowe napięć i prądów prostownika trójpulsowego
(wyposażonym w dławik sieciowy o L =1mH)
s
a) Napięcie komutacyjne
b) Napięcie sieciowe fazy A
c) Spadek napięcia na tyrystorze
d) Napięcie sieciowe fazy B
e) Napięcie sieciowe fazy C
f) Napięcie wyjściowe U
d
g) Moment komutacji
h) Prąd tyrystora T1
i) Prąd tyrystora T3
j) Prąd tyrystora T5
Rys. 4. Przebiegi czasowe napięć i prądów prostownika trójpulsowego
(bez dławika sieciowego)
Rys. 5. Przebiegi czasowe napięć i prądów prostownika sześciopulsowego
a) Napięcie międzyfazowe AB
b) Napięcie międzyfazowe BC
c) Napięcie międzyfazowe CA
d) Napięcie wyjściowe
e) Prąd wyjściowy obciążenia
f) Prąd tyrystora T1
g) Prąd tyrystora T2
h) Prąd tyrystora T3
i) Prąd tyrystora T4
j) Prąd tyrystora T5
k) Prąd tyrystora T6
III. Wnioski
Prostownik trójpulsowy w sieci trójfazowej jest odpowiednikiem prostownika jednopulsowego w sieci
jednofazowej. Może być zasilany przez transformator trójfazowy z wyprowadzonym przewodem neutralnym
lub przez dławiki sieciowe, bezpośrednio z linii trójfazowej przewodem neutralnym.
Sterując fazowo tyrystory, uzyskuje się bezstopniową regulację napięcia i prądu wyprostowanego. W
zależności od kąta załączenia tyrystorów prostowniki sterowane mogą przekazywać energię w kierunku od linii
zasilającej do odbiornika (stan pracy prostownikowej), lub w kierunku przeciwnym (stan pracy falownikowej).
Przy prostownikach trójpulsowym możemy mówić o kącie opóz
nienia ą. Kąt ą dla prostowników
wielopulsowych liczy się od momentu komutacji swobodnej, tj. gdy napięcie fazy następującej staje się
większe od napięcia fazy ustępującej, do momentu załączenia.
Komutacja powoduje obniżenie średniej wartości napięcia wyjściowego prostownika. Zmiana kąta ą w
zakresie 0� < ą < 150� przy obciążeniu rezystancyjnym odpowiada zakresowi zmian napięcia wyjściowego, U
d0
 0. Przewodzenie ciągłe występuje dla 0�<ą<30�, przewodzenie nieciągłe dla 30� < ą < 150�. W przypadku
pracy falownikowej przy obciążeniu RL lub RLE kąt ą zmienia się w zakresie 90� < ą < 180�.
Prostownik sześciopulsowy (mostkowy) można traktować jako połączenie szeregowe dwóch
prostowników trójpulsowych, utworzonych przez tyrystory o połączonych katodach (grupa katodowa  T1, T3,
T5) i o połączonych anodach (grupa anodowa  T4, T6, T2).