Obwody nieliniowe zawierające prostownik, Cel ˙wiczenia


POLITECHNIKA LUBELSKA

Laboratorium elektrotechniki

W Lublinie

Ćwiczenie nr 6

Nazwisko

Pietrzyk

Imię

Darek

Semestr

3

Grupa

3.5

Rok akad.

1996/97

Temat ćwiczenia

Obwody nieliniowe zawierające prostownik

Data wyk.

96XI20

Ocena

Cel ćwiczenia

a. Badanie układów z prostownikami niesterowanymi.

rys. Układ pomiarowy

W1 - wyłącznik filtru wygładzania

W2 - wyłącznik obciążenia

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 jedno połówkowego

1

z obciąż. z wygładzaniem

85

0,8

38

104

104

0,33

0,33

330

35,9

2

z obciąż. bez wygładzania

214

0,5

74

132

96

0,47

0,30

330

29,7

3

bez obciąż z wygładzaniem

200

0

3

140

92

0

0

330

-----

4

bez obciąż bez wygładzaniem

200

0,19

14

280

280

0

0

330

-----

Układ prostownika dwu połówkowego

5

z obciąż. z wygładzaniem

90

0,8

47

116

120

0,36

0,36

330

42,7

6

z obciąż. bez wygładzania

152

0,5

76

152

136

0,47

0,43

330

61,1

7

bez obciąż z wygładzaniem

200

0

6

200

162

0

0

330

-----

8

bez obciąż bez wygładzania

200

0,15

14

280

280

0

0

330

-----

1. Prostownik półfalowy, z obciążeniem i z wygładzaniem

wyznaczanie współczynników szeregu Fouriera, stosując metodę Perry'ego

ak

bk

Uk

-12,234

23,77822

26,74089

U=106

-9,40703

7,219112

11,85782

U=156

-5,42959

2,110339

5,825292

U=104

-4,09041

0,475599

4,117962

k=1,02

-1,94009

0,063054

1,941118

s=1,443

-2,00802

0,179827

2,01606

z=2,42

-1,32389

0,803394

1,548585

Przykłady obliczeń b3

ζ= 16

b3= 2/16 ( 1,7*cos(3*1*2π/16)+ 2*cos(3*2*2π/16)+ 2,1*cos(3*3*2π/16) +2,65*cos(3*4*2π/16) +2*cos(3*5*2π/16)+ 1,93*cos(3*6*2π/16)+ 1,85*cos(3*7*2π/16)+ 1,75*cos(3*8*2π/16)+ 1,7*cos(3*9*2π/16)+ 1,65*cos(3*10*2π/16)+ 1,55*cos(3*11*2π/16)+ 1,5*cos(3*12*2π/16)+ 1,4*cos(3*13*2π/16)+ 1,35*cos(3*14*2π/16)+ 1,25*cos(3*15*2π/16) + 1,2*cos(3*16*2π/16) ) = 0,125*(0,65056-1,4142-1,9401+1,84776+1,3647-0,70796-1,75-0,65056 +1,1667 +1,4320 -1,2934 -0,9546 +0,4783+1,2) =0,076548

2 Prostownik półfalowy z obciążeniem, bez wygładzania.

Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metodą liczbową Perry'ego.

ak

bk

Uk

4,93E-05

150,9364

150,9364

U=132

-44,6328

2,92E-05

44,63281

Um=264

2,66E-05

27,1382

27,1382

Us=96

-24,645

3,22E-05

24,64503

k=1,375

1,9E-05

11,62463

11,62463

s=2

-21,3973

4,2E-05

21,39725

z=1,064

7,69E-06

3,362803

3,362803

Prostownik półfalowy, bez obciążenia i bez wygładzania.

Przebieg napięć pokazywanych przez oscyloskop w tym układzie nie różni się ( wzrokowo różnice są nie zauważalne) od przebiegów napięcia w układzie 2 tzn. z obciążeniem i bez wygładzania. Dlatego też wszystkie współczynniki są takie same i aktualna jest tabela z układu 2.

Prostownik półfalowy, bez obciążenia i z wygładzaniem.

Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metodą liczbową Perry'ego.

ak

bk

Uk

-6,7974

5,463614

8,720992

U=280

-3,84458

-1,07715

3,992628

Um=280

-0,27408

-1,91977

1,939232

Us=285

-0,25059

-0,83509

0,871874

k=1

0,122247

-0,25329

0,281243

s=1,02

0,17042

-0,57624

0,600911

0,268912

-0,218

0,346173

5 Prostownik całofalowy z obciążeniem i z wygładzaniem.

Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metodą liczbową Perry'ego.

ak

bk

Uk

-8,2E-05

-5,3E-06

8,26E-05

U=120

-106,767

10,83277

107,3147

Um=133

5,55E-05

-3E-05

6,3E-05

Us=116

94,47747

1,657216

94,492

k=1.034

-0,00019

-4,6E-05

0,000196

s=1,11

-102,078

0,887993

102,0823

z=2,22

0,000216

-6,4E-05

0,000226

Prostownik całofalowy z obciążeniem i bez wygładzania.

Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metodą liczbową Perry'ego.

ak

bk

Uk

-4,9E-05

3,2E-11

4,89E-05

U=152

-47,4488

6,2E-05

47,4488

Um=215

-2,3E-05

4,48E-11

2,28E-05

Us=136

-23,868

6,24E-05

23,86802

k=1,11

-1,5E-05

4,78E-11

1,46E-05

s=1,41

-18,8513

7,39E-05

18,85125

z=1,064

-6,5E-06

2,95E-11

6,45E-06

Prostownik całofalowy, bez obciążenia i bez wygładzania.

Przebieg napięć pokazywanych przez oscyloskop w tym układzie różni się od przebiegu napięć w układzie 6 tylko nieco zwiększonym napięciem, kształt natomiast pozostał taki sam w związku z czym współczynniki kształtu, amplitudy itp. mają takie same wartości.

Prostownik całofalowy, z obciążeniem i bez wygładzania.

Wykres napięcia pokazywany przez oscyloskop w tym układzie jest linią prostą, ( drobne odchyłki były już nie do odczytania ) w związku z tym wszystkie współczynniki rozwinięcia w szereg Fouriera są zerami, oraz

U = Us = Um = 280V

k = s = 1

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

152

186

0.5

0.31

0.3

330

31.7

2

220

0.49

78

150

184

0.495

0.305

0.62

330

30.7

3

220

0.49

76

148

176

0.49

0.29

0.78

330

27.7

4

220

0.46

68

144

160

0.465

0.26

0.94

330

22.3

5

220

0.44

62

136

144

0.45

0.24

1.1

330

19

6

220

0.41

54

128

132

0.42

0.22

1.25

330

15.9

7

220

0.36

42

112

104

0.37

0.17

1.57

330

9.53

8

220

0.33

32

104

92

0.34

0.15

1.73

330

7.42

9

220

0.28

27

90

76

0.29

0.12

1.88

330

4.75

10

220

0.2

13

64

44

0.2

0.075

2.19

330

1.856

11

220

0.17

9

52

36

0.17

0.06

2.35

330

1.188

Wyznaczanie wsp. szeregu Fouriera metodą liczbową Perry'ego.

ak

bk

Uk

-22,865975

125,9608

128,0194

U=143,3

-37,42601

-17,5009

41,3157

Um=300

-9,4713616

37,29283

38,47678

Us=89

-61,125033

-24,7499

65,94565

k=1,61

9,47136625

-46,9543

47,90002

s=2,09

29,9259389

-17,5009

34,66763

22,8660958

26,71359

35,16353

maximum record size = 204 record size = 520882 0x01 graphic

Rys. Wykres przedstawiający zależność prądu w funkcji kąta zapłonu

0x01 graphic

Rys. Wykres przedstawiający zależność napięcia w funkcji kąta zapłonu

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. 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 przyśpiesz obliczenia. Większość obliczeń przeprowadziłem przy pomocy arkusza kalkulacyjnego, który znacznie przyśpieszył obliczenia ( i tak długie).

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. 8 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.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Obwody nieliniowe zawierające prostowniki v2
Ćw. 6 - Obwody nieliniowe zawierające prostowniki, POLITECHNIKA LUBELSKA
Obwody nieliniowe zawierające prostowniki v5, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lube
Obwody nieliniowe zawierające prostowniki v3, Elektrotechnika
Ćw 6 Obwody nieliniowe zawierające prostowniki DOC
Analiza nieliniowego układu automatycznej regulacji - dwupołożeniowa regulacja temperatury(1) , Cel
CWICZ48, 1.Cel ˙wiczenia : Zbadanie charakterystyki o˙wietleniowej fotoopornika,
zjawiskiem rozszerzalności cieplnej ciał stałych, ˙ Cel ˙wiczenia:
NAPED1V2, 1. Cel ˙wiczenia:
Pomiar mocy czynnej 2, 1. Cel ˙wiczenia.
06'''', Cel ˙wiczenia
122, CEL ˙WICZENIA
33, CWI27, ˙ Cel ˙wiczenia:
3 Obwody nieliniowe
Badanie wyładowań ślizgowych v2, Cel ˙wiczenia:
Kompensator, CEL ˙WICZENIA

więcej podobnych podstron