POLITECHNIKA RADOMSKA WYDZ. TRANSPORTU |
LABORATORIUM ELEKTRONIKI |
Data:
|
|
|
GRUPA |
ZESPÓŁ I |
Rok akademicki:
|
Ćwiczenie: 3. |
TEMAT: Badanie tyrystorowych układów sterowania mocą. |
Ocena: |
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami sterowania mocą odbiornika przy pomocy układów tyrystorowych.
Badane układy to:
-sterowanie fazowe
-sterowanie grupowe
Sterowanie fazowe
a)-Układ wyzwalania bez kondensatora.
Wykorzystuje się tutaj tyrystor jako klucz, który załącza prąd do obciążenia z opóźnieniem w stosunku do rozpoczęcia się przebiegu sinusoidalnego. Moment załączenia tyrystora to tzw. kąt zapłonu. Zmieniając go w szerokich granicach możemy płynnie regulować moc oddawaną do odbiornika.
W układzie mierzyliśmy prąd odbiornika . Z zależności :
α=DT/st*90 w=2pf T=1/2pf
gdzie st=5 [ms]
obliczyliśmy kąt przewodzenia α tyrystora.
Wyniki zamieszczamy w tabeli poniżej:
α |
I[A] |
DT |
1/DT |
0 |
0,056 |
0 |
0 |
10,1 |
0,056 |
0,224 |
4,464286 |
18,5 |
0,056 |
0,411 |
2,43309 |
24,8 |
0,056 |
0,551 |
1,814882 |
32 |
0,056 |
0,711 |
1,40647 |
38,9 |
0,054 |
0,864 |
1,157407 |
44,1 |
0,0535 |
0,98 |
1,020408 |
50,8 |
0,052 |
1,128 |
0,886525 |
55,7 |
0,05 |
1,237 |
0,808407 |
61,3 |
0,048 |
1,362 |
0,734214 |
66,3 |
0,046 |
1,473 |
0,678887 |
72,2 |
0,0425 |
1,604 |
0,623441 |
80,2 |
0,04 |
1,782 |
0,561167 |
Wykres nr.1
b)-Układ sterowania z dołączonym kondensatorem C.
W układzie tym korzystamy z tych samych zależności jak dla układu powyżej.
Wyniki obliczeń umieszczamy w tabeli poniżej:
a |
I[A] |
DT |
1/DT |
13,7 |
0,054 |
0,304 |
3,289474 |
23,3 |
0,054 |
0,517 |
1,934236 |
32 |
0,054 |
0,711 |
1,40647 |
41,9 |
0,052 |
0,931 |
1,074114 |
51,3 |
0,05 |
1,14 |
0,877193 |
67,8 |
0,046 |
1,506 |
0,664011 |
79,2 |
0,04 |
1,76 |
0,568182 |
89,8 |
0,038 |
1,995 |
0,501253 |
103 |
0,032 |
2,288 |
0,437063 |
118 |
0,026 |
2,622 |
0,381388 |
124 |
0,022 |
2,755 |
0,362976 |
137 |
0,018 |
3,044 |
0,328515 |
146 |
0,016 |
3,244 |
0,308261 |
151 |
0,014 |
3,355 |
0,298063 |
156 |
0,0125 |
3,466 |
0,288517 |
Wykres nr.2
c)-Stosując układ pełno okresowego regulatora z wykorzystaniem tranzystora jednozłączowego zmierzyliśmy kąt zapłonu w funkcji prądu jaki pobierał odbiornik.
Otrzymane wyniki zamieściliśmy w tabeli:
a |
I[A] |
DT |
1/DT |
13,8 |
0,09 |
0,306 |
3,267974 |
28,5 |
0,086 |
0,633 |
1,579779 |
39,8 |
0,082 |
0,884 |
1,131222 |
54,5 |
0,074 |
1,211 |
0,825764 |
68,7 |
0,066 |
1,526 |
0,655308 |
82,5 |
0,056 |
1,833 |
0,545554 |
99,8 |
0,046 |
2,084 |
0,479846 |
117 |
0,034 |
2,6 |
0,384615 |
126 |
0,028 |
2,8 |
0,357143 |
133 |
0,024 |
2,95 |
0,338983 |
141 |
0,018 |
3,13 |
0,319489 |
157 |
0,01 |
3,48 |
0,287356 |
163 |
0,006 |
3,62 |
0,276243 |
167 |
0,004 |
3,71 |
0,269542 |
Wykres nr.3
2.Sterowanie grupowe.
Innym sposobem regulacji mocy przy użyciu tyrystora jest sterowanie grupowe. Polega ono na tym, że na wyjściu pojawia się kilka niezniekształconych fali sinusoidalnych po których następuje przerwa. Cykl taki powtarza się .
I[A] |
L |
0,09 |
1 |
0,084 |
2 |
0,076 |
3 |
0,074 |
4 |
0,07 |
5 |
0,066 |
6 |
0,058 |
7 |
0,052 |
8 |
0,044 |
9 |
0,038 |
10 |
0,032 |
11 |
0,022 |
12 |
0,016 |
13 |
0,01 |
14 |
0,002 |
15 |
Wykres nn.4
Wnioski :
1.Stosując regulator fazowy (układ bez kondensatora)uzyskuje się zakres regulacji kąta zapłonu w granicach od 0 do 90 ,przy czym zmiana mocy wydzielanej na odb. Wynosi od 0% do 50 % mocy maksymalnej.
2. Zakres regulacji kąta zapłonu zwiększa się do 180 po zastosowaniu kondensatora C.
3.Główną wadą sterowania fazowego jest znaczne odkształcenie przebiegu wyjściowego. Powoduje to pogorszenia współczynnika mocy cos, a także emisję silnych zakłóceń do sieci energetycznej, które mogą zakłócać pracę niektórych urządzeń. W celu ich eliminacji stosuje się specjalne filtry.
4.Zmieniając kąt zapłonu a możemy regulować prąd obciążenia który maleje wraz ze wzrostem kąta zapłonu.
5.Porównując ch-ki IOBC=f(α) stwierdzamy ,że zakres regulacji prądowej jest większy przy zastosowaniu kondensatora C.
6. Stosując regulację grupową mamy możliwość aby prąd obciążenia płynął przez pewną całkowitą liczbę okresów. W układzie tym można regulować moc w zakresie od 0% do 100% procent.
Układ sterowania skonstruowany jest tak, że załączanie i wyłączanie tyrystora następuje w chwili przejścia napięcia przez 0. Dzięki temu nie wprowadza się zakłóceń do sieci energetycznej.