INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ ZAKŁAD ENERGOELEKTRONIKI I STEROWANIA
Laboratorium Energoelektroniki Tyrystorowe układy prostownikowe jednofazowe
Rok akad. : 2009/2010
Wydział: Elektryczny
Rodz. stud. : Stacjonarne
Kierunek: Elektrotechnika
Specjalność: -
Profil: -
Nr grupy ćwicz : E1-1-A
Uwagi:

1. Schemat pomiarowy

2. Tablice pomiarów

Lp.	Rodzaj obciążenia	αz	Ul	Il	Ppl	I	Id	U	Ud
-	-	pozycja pokrętła	V	A	W	A	A	V	V
-	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	R	7,65	230	4,35	680	4,35	2,85	158	101
2		7,08	230	4,35	680	4,35	2,7	158	96
3		6,51	230	4,125	605	4,15	2,4	150	84
4		5,94	230	3,75	505	3,8	2	132	70
5		5,37	230	3,25	390	3,3	1,55	104	54
6		4,8	230	2,6	240	2,65	1,1	90	38
7		4,23	230	1,85	125	1,9	0,67	61	23
8		3,66	230	1	35	1	0,3	31	10
9		3,09	230	0,5	7,5	0,16	0,1	15	2,75
10		2,52	230	0	0	0	0	0	0
1	RL	7,65	230	3,5	435	3,6	2,45	168	84
2		7,08	230	3,35	410	3,4	2,3	162	79
3		6,51	230	3,05	340	3,1	1,95	158	68
4		5,94	230	2,6	240	2,65	1,6	142	55
5		5,37	230	2,05	160	2,1	1,15	120	40
6		4,8	230	1,45	80	1,5	0,75	96	26
7		4,23	230	0,85	25	0,9	0,4	67	13,5
8		3,66	230	0,5	20	0,16	0,15	36	5
9		3,09	230	0,3	2,5	0	0,15	15	1
10		2,52	230	0	0	0	0	0	0
1	RL+D0	7,65	230	3,45	480	3,5	2,25	160	120
2		7,08	230	3,1	410	3,1	1,85	154	90
3		6,51	230	2,75	350	2,9	1,7	150	84
4		5,94	230	2,5	275	2,5	1,35	136	70
5		5,37	230	1,85	175	1,9	1	114	54
6		4,8	230	1,35	95	1,4	0,65	90,5	38
7		4,23	230	0,8	40	0,8	0,35	63,5	23
8		3,66	230	0,5	10	0,14	0,15	33	10
9		3,09	230	0,3	4	0	0,02	12	2,5
10		2,52	230	0	0	0	0	0	0

3. Tablice obliczeń

R
Lp.
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

RL
Lp.
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

RL + D0
Lp.
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

• Wzory użyte przy obliczeniach:

Współczynnik kształtu napięcia:

Współczynnik kształtu prądu:

Współczynnik mocy: gdzie: S = U₁ I₁

• Przykłady obliczeń dla obciążenia R:

1. Otrzymane charakterystyki:

5. Zarys przebiegów z oscyloskopu:

R

RL

RL+D₀

Komutacja

6. Komutacja

Mając f = 50 [Hz] oraz cały okres 360⁰, to za pomocą równania μ = t · 50· 360 [⁰/s] i otrzymanych pomiarów możemy obliczyć wartość stopni elektrycznych.

Wykonane pomiary:

z obciążeniem indukcyjnością transformatora: t = 2,56 [ms] μ = 46,08⁰

bez obciążenia indukcyjnością transformatora: t = 197 [μs] μ = 3,54⁰

• Przykładowe obliczenie:

μ = t · 50· 360= 2,56· 50· 360= 46,08⁰

μ = t · 50· 360= 197· 50· 360= 3,54⁰

7. Wnioski

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania jednofazowych tyrystorowych układów prostownikowych.

Tyrystorowy prostownik jednofazowy daje możliwość regulacji średniej wartości napięcia wyprostowanego U_d przez zmianę kąta wysterowania α. Maksymalną wartość napięcia wyprostowanego U_d otrzymuje się, w momencie gdy α = 0; prostownik sterowany działa wówczas tak samo, jak niesterowany. Średnią wartość napięcia wyjściowego prostownika U_d, przy kącie wysterowania α, definiuje wzór U_d = √2 ∙ U_υ0/2π ∙ (1 + cosα)

Na oscyloskopie obserwowaliśmy przebiegi napięć i prądów dla obciążeń R, RL i RL z diodą odcinającą Do oraz dokonaliśmy pomiaru prądów, napięć i mocy w danym układzie.

Na schemacie pomiarowym, po stronie zasilania mierzyliśmy napięcie, prąd i moc czynną. Po stronie odbiornika zostały dwa amperomierze i dwa woltomierze.

Jedną parę mierników woltomierz i amperomierz użyliśmy do pomiaru wartości skutecznej prądu i napięcia, drugą zaś do pomiaru wartości średniej prądu i napięcia.

Racjonalnym sposobem rozładowania energii odbiornika jest stosowanie diody rozładowującej, która bocznikuje odbiornik. Jest to widoczne na dołączonym wykresie. Zapewnia ona mniejszą impedancję obwodu rozładowania, a tym samym odciąża zawory robocze i skuteczniej podtrzymuje prąd rozładowania. Dioda rozszerza zakres ciągłego przewodzenia prądu, powoduje zmniejszenie pulsacji i zwiększenie wartości średniej napięcia wyprostowanego, poprawia współczynnik mocy. Następuje to w tej części cyklu pracy, w której napięcie zasilające ma ujemne wartości chwilowe, czyli odbiornik nie jest zasilany z sieci. Napięcie wyjściowe prostownika jest w tym czasie równe napięciu przewodzenia diody, czyli bliskie zera.

W układzie o obciążeniu RL, ale bez diody zerującej Do widoczny jest wpływ indukcyjności obciążenia. Wewnętrzne rozładowanie energii zachodzi poprze zawory robocze mostka.

Zbadaliśmy również zjawisko komutacji w danym układzie i wyznaczyliśmy kąt komutacji przy obciążeniu indukcyjnością transformatora, oraz bez indukcyjności. Zgodnie z przewidywaniami zaobserwowaliśmy, że kąt komutacji jest znacznie większy przy obciążeniu indukcyjnością.