Zakład Napędów Wieloźródłowych

Instytut Maszyn Roboczych Cieżkich PW

Laboratorium Elektrotechniki i Elektroniki

Ćwiczenie E1 – Sprawozdanie

Prostowniki sterowane

Data wykonania ćwiczenia : 9.01.2014

Zespół wykonujący ćwiczenie:
1. Kuryłowicz Michał

2.Poprzęcki Przemysław

3.Nalewajko Kamil

4.Przedpełski Paweł

5.Myszkowski Marcin

6.Pytlarczyk Przemysław

7.Nadolny Mateusz

Wydział SIMR PW

Rok ak. 2012/2013

Semestr III

Grupa 2.4

Zasada działania prostownika sterowanego

Prostowniki sterowane działają w oparciu o tyrystor, czyli element półprzewodnikowy o budowie pn-p-n, różnica między prostownikami sterowanymi a niesterowanymi polega na możliwości zmiany prądu i napięcia wychodzącego z elementu prostującego. Jest to możliwe poprzez zmianę kąta otwarcia (przewodzenia) prostownika. W zakresie napięć dodatnich, przewodzenie prostownika odbywa się przez wprowadzenie do obwodu sterującego sygnału napięciowego lub prądowego o wartości określonej charakterystyką danego prostownika. Prostowniki sterowane są zasilane napięciem przemiennym, które po przejściu przez prostownik traci przepływ jednego znaku i staje się napięciem jednoimiennym (posiada tylko wartości jednego znaku). Do póty dopóki do bramki sterującej nie zostanie doprowadzony impuls prądu, tyrystor pozostaje w stanie zaporowym, niezależnie od znaku napięcia An-Kat. Przy dodatnich napięciach, anoda – katoda, tyrystor wprowadza się w stan przewodzenia przez doprowadzenie do bramki napięcia dodatniego względem katody. Podczas przewodzenia obwód traci własności sterownicze, a charakterystyka U-I obwodu jest podobna do charakterystyki diody krzemowej spolaryzowanej w kierunku przewodzenia.

Wpływ indukcyjności na pracę prostownika sterowanego

W prostownikach sterowanych z indukcyjnością w obwodzie przebieg prądu i napięcia na odbiorniku są zniekształconą sinusoidą. Indukcyjność obwodu łagodzi przebieg narastania prądu oraz powoduje czasowy przepływ prądu przez tyrystor w przeciwnej do przepuszczanej, półfali apięcia zasilajacego, jest to nieporządane zjawisko które niweluje się poprzez włączenie do obwodu diody gaszącej.

N	działki	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Funkcja φ [°] / N	stopnie	9,4	18,9	23,7	28,4	37,9	41,6	66,3	113	170,52	180

Skalowanie przesuwnika fazowego

Pomiary prądów i napięć tyrystorowych

N	Działki		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
φ	°		0	9	18	27	36	45	63	90	135	162
T1	U [V]	V	0,91	0,91	1,23	1,25	2,8	4	14,5	33	68,25	68,25
	I [mA]	A	2,5	4	5	6	9	13	30	72	132	134
T1+T2	U [V]	V	0,92	0,98	1,3	1,5	5,1	9,5	26	72,8	131,95	134
	I [mA]	A	4	5	5,5	7	15	25	52	145	263	261

W celu uzyskania wartości kąta φ dla działek (N,5), korzystam z wartości sąsiadujących φ i wyliczam φ_n= (φ_n-1+ φ_n+1)/2 przy n=[1,2;3,4;5;6,7;8,9;10], wyliczone wartości wstawiam do tabeli (w radianach) a następnie rysuję charakterystyki U,I = f( φ ). Pozostałe wartości φ biorę z poprzedniej serii pomiarowej. Zmierzone wartości prądów w [mA] zamieniam na [A], tak aby na wykresach była zgodność jednostek i wielkości.

Dla prostowania jednopołówkowego :

Dla prostowania dwuopołówkowego :

Wnioski:

Analizując wykresy można stwierdzić, że przebiegi napięć i prądów są do siebie podobne. Różnica między prostowaniem jedno i dwupołówkowym ogranicza się do zwiększonej, dwukrotnie, wartości prądu i napięcia, ma to miejsce dzięki odwróceniu połówki o przeciwnym znaku podczas prostowania dwupołówkowego, dzięki temu prostowanie dwupołówkowe jest dwukrotnie wydajniejsze od jednopołówkowego, przy czym kąt φ pozostaje bez zmian.