Politechnika Wrocławska Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii		Nazwiska i imiona :	Wydział : Elektryczny Rok : Grupa : Rok Akademicki :
LABORATORIUM ENERGOELEKTRONIKI
Data ćwiczenia : Nr ćwiczenia : III	Temat : Badanie jedno- i dwu pulsowych układów prostowników sterowanych.			Ocena :

1. Cel ćwiczenia.

Poznanie właściwości eksploatacyjnych oraz charakterystyk sterowania układów prostownikowych jedno- i dwu pulsowych. Ocena negatywnych skutków oddziaływania prostowników sterowanych na sieć zasilającą. Porównanie otrzymanych wyników z wiadomościami teoretycznymi.

2. Spis przyrządów.

• woltomierz LM-3 , zakres ( 0,15-…- 750 )V, kl 0,5 ;

• woltomierz LE-1 , zakres ( 150; 300 )V, kl 0,5 ;

• woltomierz LE-1 , zakres ( 30 ; 60 )V, kl 0,5 ;

• woltomierz LE-1 , zakres ( 30, 60)V, kl 0,5 ;

• watomierz LW-1 , zakres ( 100,200,400 )V, (0,5 ,1)A, kl 1 ;

• watomierz LW-1 , zakres ( 100,200,400 )V, (0,5 ,1)A, kl 1 ;

• amperomierz LE-1 , zakres ( 1;2 )A, kl 05 ;

• miliamperomierz LM-3 , zakres ( 3 - 7500)mA, kl 0,5 ;

• amperomierz LE-3P , zakres ( 0,6-…-30 )A, kl 05 ;

• oscyloskop HM 303-6 35 MHz

• oscyloskop HM 303-6 35 MHz

• dławik ϕ=2 ; z=430 ; szczelina 1mm

3. Schemat układu pomiarowego.

4. Tabele wyników pomiarowych.

4.1 Badanie prostownika jednopulsowego.

4.1.1 Obciążenie R.

αZ	U1	I1	P1	U2	P2	I2	I3	U3	U4
[ ^o]	[V]	[A]	[W]	[V]	[W]	[A]	[A]	[V]	[V]
20	235	0,72	52	44	43	1,48	0,92	26	16,5
40	235	0,72	52	44	42	1,48	0,85	26	15
60	235	0,72	52	44	38	1,48	0,8	24	13
80	235	0,72	52	44	31	1,40	0,68	21	10
100	235	0,70	44	44	24	1,36	0,59	16	7
120	235	0,68	34	44	14	1,16	0,43	11	4
140	235	0,66	24	44	4,0	0,62	0,25	2	1
160	235	0,64	20	44	0,1	0,18	0	0	0,02

4.1.2 Obciążenie R + L.

αZ	U1	I1	P1	U2	P2	I2	I3	U3	U4
[ ^o]	[V]	[A]	[W]	[V]	[W]	[A]	[A]	[V]	[V]
20	235	0,66	28	44	7,5	0,71	0,52	36	3,2
40	235	0,66	26	44	7,0	0,66	0,47	35	2,8
60	235	0,62	26	44	5,0	0,52	0,38	33	2,1
80	235	0,60	22	44	4,5	0,50	0,30	26,5	1,5
100	235	0,58	22	44	2,0	0,34	0,19	21	1
120	235	0,58	20	44	2,0	0,20	0,09	15	0,1
140	235	0,56	20	44	0,1	0,01	0,04	8,5	0

4.1.3 Obciążenie R + L + D_o

αZ	U1	I1	P1	U2	P2	I2	I3	U3	U4
[ ^o]	[V]	[A]	[W]	[V]	[W]	[A]	[A]	[V]	[V]
20	235	0,64	44	44	23	1,30	1,20	34	16
40	235	0,64	42	44	21	1,20	1,10	27	15
60	235	0,61	36	44	16	1,10	1,0	24	10
80	235	0,60	30	44	11	0,80	0,90	22	7,2
100	235	0,60	22	44	6,0	0,78	0,73	17	4,5
120	235	0,58	20	44	2,5	0,50	0,47	12,5	2,5
140	235	0,56	20	44	1,0	0,22	0,20	7,5	1

5. Wzory i przykładowe obliczenia.

Moc czynna pobierana z sieci :

P = P₁ [W] P = 52W ;

Moc pozorna całkowita :

S = U_f * I_f [VA] S = 235 * 0,75 = 176,25 VA ;

Moc w obwodzie prądu stałego :

P_d = U_d * I_d [W] P_d = 21 * 1,40 = 29,4 W ;

Wejściowy współczynnik mocy układu przekształtnikowego :

λ = λ =
;

Sprawność układu :

= 0,57 ;

Wartość średnia napięcia wyprostowanego prostownika 1p :

U_do = [V] U_do = 0,45 * 235 = 105,75 V ;

6. Wykresy.

6.1 Badanie prostownika jednopulsowego.

6.1.1 Obciążenie R.

6.1.2 Obciążenie R + L.

6.1.3 Obciążenie R + L + D_o

7. Wnioski i spostrzeżenia.

Układy prostowników sterowanych umożliwiają regulację wartości średniej napięcia w zakresie od 0 do wartości maksymalnej napięcia ( przy kącie wysterowania równym 0^o ). Zwiększając wartość kąta załączenia układu prostownika sterowanego zmniejszamy średnią wartość napięcia wyprostowanego, a co za tym idzie wartość prądu pobieranego przez dołączony odbiornik. Właściwość tę bardzo dobrze ilustrują wykresy, gdzie sprawność układu wraz ze wzrostem kąta wysterowania α _Z maleje wykładniczo.

Badając układ jednopulsowego prostownika przy obciążeniu R, mieliśmy do czynienia z przewodzeniem impulsowym. Wartość średnia napięcia wyprostowanego malała wraz ze wzrostem kąta wysterowania układu przekształtnika. Obciążenie R + L daje możliwość przewodzenia ciągłego, dzięki temu, iż cewka jest elementem zachowawczym. Wyniki pomiarów przy tym rodzaju obciążenia wykazały, iż wartość średnia napięcia wyprostowanego jest odmienna niż przy podobnych kątach wysterowania dla obciążenia czysto rezystancyjnego. Niższa wartość tego napięcia powodowana jest tym, iż wartość prądu w obwodzie nie zanika wraz z przejście przebiegu napięcia przez zero, gdyż cewka w tym momencie staje się źródłem prądu, który wcześniej nagromadziła. W tym przedziale wartość napięcia wyprostowanego jest ujemna, co powoduje zmniejszenie średniej wartości napięcia na odbiorniku. Aby zapobiedz ujemnej wartości napięcia wyprostowanego, a tym samym zwrotowi energii do sieci, równolegle do odbiornika włącza się diodę zerową. Prąd płynący przez diodę zamyka się w oczku i nie wraca do sieci. Zabieg ten powoduje zwiększenie się wartości średniej napięcia wyprostowanego.

Wartość średnia napięcia wyprostowanego dla prostownika jednopulsowego sterowanego jest równa 0,45 wartości skutecznej napięcia po stronie wtórnej transformatora.

Alternatywą dla prostownika jednopulsowego jest układ prostownika dwupulsowego sterowanego. Zastosowanie tego rodzaju układu zwiększa dwukrotnie wartość napięcia wyprostowanego. Lecz wadą tego typu prostownika jest to, iż w przypadku użycia tylko dwóch elementów półprzewodnikowych musimy zastosować specjalny transformator z odczepem, bądź układ mostkowy, dający możliwość użycia zwykłego transformatora, ale w tym przypadku musimy w układzie umieścić aż cztery elementy półprzewodnikowe. Zamieszczając teoretyczny wykres zależności U_{d α} = f (α_Z ) dla przewodzenia ciągłego, można zobaczyć, iż przy α_Z = 90^o wartość napięcia wyprostowanego równa się zero.

---