2.  Схема и описание моделируемой установки (сделать «print screen» окна модели).

3.  Введенные параметры источника питания и трансформатора (сделать «print screen» окон настройки соответствующих элементов).

4.  Осциллограммы мгновенных напряжений и токов (необходимо сделать «print screen» окна «Scope» первого и последнего шага моделирования).

5.  Выражения для расчета основных характеристик.

6.  Нагрузочная характеристика.

7.  Энергетические характеристики.

8.  Выводы по работе.

Лабораторная работа № 3

Исследование неуправляемого трехфазного выпрямителя c нулевой точкой

Цель работы

Исследование трехфазного выпрямителя с нулевой точкой при работе на активно-индуктивную нагрузку, шунтированную обратным диодом (рис. 3.1).

При этом необходимо выполнить работу в соответствии со следующими пунктами.

1)  Исследование внешней и энергетических характеристик выпря­мителя без учета коммутации.

2)  Исследование внешней и энергетических характеристик выпря­мителя с учетом коммутации.

a)

б)

Рисунок 3.1 Трехфазный выпрямитель с нулевой точкой

а – схема; б – осциллограмма

(Ua, Ub и Uc – напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т, i1, i2 и i3 – токи диодов, id – ток в нагрузке, Ud – напряжение на нагрузке, Rd и Ld – соответственно, активная и реактивная части нагрузки,

VD1- VD3-выпрямительные диоды, VD0 – обратный диод)

Описание и настройка моделируемой лабораторной установки

Перед началом выполнения лабораторной работы необходимо, прежде всего, открыть файл «Wyp_Nul_3f. mdl» (находится на «Рабочем столе»). После открытия файла появится окно с моделируемой лабораторной установкой, показанной на рис. 3.2. Она содержит элементы, назначение которых указано в таблице 3.1 (здесь же указаны соответствующие элементы реальной электрической схемы рис.3.1).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Таблица 3.1

№ п/п

Состав моделируемой установки (рис. 3.2)

Соответствующие элементы на электрической схеме (рис. 3.1)

1

Источник трехфазного синусоидального напряжения (Inductive Source with neutral);

Напряжения Ua, Ub, Uc

3

Три диода, образующих выпрямитель (Diode1, Diode2, Diode3);

Диоды VD1 – VD3

4

Активно-индуктивная нагрузка (R, L);

Нагрузка Rd-Ld

5

Обратный диод (Diode);

Диод VD0

6

Измерители мгновенных токов в источнике питания (I1) и нагрузке (I Load);

Токи i1 и id

7

Измеритель мгновенного напряжения на нагрузке (U Load);

Напряжение Ud

8

Блок для измерения гармонических составляющих тока питания (Fourier I1);

(на схеме отсутствует)

9

Блок для измерения (Fourier I0), блок для измерения гармонических составляющих напряжения на нагрузке (Fourier U0) и блок для измерения среднего значения тока в диоде выпрямителя (Fourier D0);

–//–

10

Блок для наблюдения (измерения) мгновенных значений тока в цепи питания, тока нагрузки и напряжения на нагрузке (Scope);

–//–

11

Блок для наблюдения и измерения мгновенных значений величин, которые выбраны в поле Measurement соответствующих блоков (Multimeter);

–//–

12

Блок для измерения амплитудного значения первой гармоники тока и его фазы в цепи питания (Display 1) — блок для измерения средних значений тока и напряжения на нагрузке и среднего тока в диоде выпрямителя (Display);

–//–

13

Блоки для собирания скалярных сигналов в один векторный и разложения векторных сигналов на скалярные (Mux, Demux);

–//–

14

Измерители мгновенного напряжения источника питания (Phase A, Phase B, Phase C);

–//–

15

Блок для наблюдения (измерения) мгновенных значений напряжения источника питания (Scope1);

–//–

Рис. 3.2. Модель трехфазного выпрямителя с нулевым выводом

Для выполнения лабораторной работы необходимо сначала провести настройку элементов моделируемой схемы в соответствии со своим вариантом по таблице II. Настройке подлежат параметры источника питания и параметры моделирования.

Окно настройки параметров источника питания показано на рис. 3.3.

В полях настройки задаются:

• амплитуда фазного напряжения в вольтах (Phase-to-ground peak voltage, V) – в соответствии с вариантом;

• начальная фаза напряжения в градусах (Phase angle of phase A (Degrees)) – задается 0;

•  частота напряжения в герцах (Frequency, Hz) – задается 50 Гц;

•  внутренние параметры источника (сопротивление в Омах (Source resistance, (Ohms)) и индуктивность в Генри (Source inductance, (H)) – задаются в соответствии с вариантом.

При выполнении первой части работы индуктивность источника питания принимается равной 0.

Рис.3.3. Окно настройки параметров источника питания

Окно настройки параметров диодов выпрямителя показано на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Окно настройки параметров диодов выпрямителя

Все остальные блоки практически повторяют те, которые подробно рассмотрены в лабораторной работе № 2. Следует, однако, иметь в виду, что основная частота для блоков Fourier I0 и Fourier U0 равна 150 Гц, т. к. измерения производятся на выходе трехфазного выпрямителя (число пульсаций равно 3).

Блок Fourier D0 имеет следующие настройки: частота 50 Гц, номер гармоники 0 (n=0) (рис. 3.5)

Рис. 3.5. Окно настройки блока Fourier D0

Параметры моделирования задаются на вкладке Simulation Parameters/Solver как показано на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Окно настройки параметров моделирования

Порядок проведения лабораторной работы

Выполнение первой части работы:

Исследование трехфазного выпрямителя при работе на активно-индуктивную нагрузку проводится на установке (рис. 3.2), подробное описание которой приве­дено выше.

Изменяя сопротивление нагрузки от 10 Ом до 100 Ом с шагом 10 Ом и индуктивность нагрузки так, чтобы постоянная времени TH оставалась постоянной, измеряют и рассчитывают основные характеристики выпрямителя. При этом моделирование проводится для каждого значе­ния сопротивления нагрузки.

Результаты моделирования заносятся в табл. 3.2.

Таблица 3.2.

№

п/п

Данные

Измерения

Вычисления

U1max

f1

LH

RH

IH

UH

I1(1)max

φ1

IDmax

S1(1)

P1(1)

PH

Амплитуда первой гармоники тока в источнике питания I1(1)max и начальная фаза этого тока φ1, определяются по показаниям Display1, ток и напряжение на нагрузке определяются по показаниям Display. Мгновенные значения этих величин можно наблюдать на экране ос­циллоскопа (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Мгновенные напряжение и токи выпрямителя

Вычисления полной и активной мощности, потребляемой выпрями­телем от источника питания по первой гармонике, а также мощности в нагрузке осуществляются по выражениям:

,

,

.

По результатам табл. 3.1 строятся:

•  внешняя (нагрузочная) характеристика выпрямителя UH = f(IH);

•  энергетические характеристики выпрямителя I Dср, I1(1)max, = f(IH);

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9