Электронный обучающий комплекс по дисциплине «Преобразовательная техника» (стр. 6 )

•  энергетические характеристики выпрямителя S1(1) = f(PH).

Выполнение второй части работы:

Исследование трехфазного выпрямителя при работе на активно-индуктивную нагрузку с учетом коммутации проводится на установке (рис. 3.2). При выполнении этого пункта в окне параметров источника в поле Source Inductance нужно задать величину индуктивности в соответствии с вариантом. Порядок выполнения работы аналогичен рассмотренному выше. При проведении работы запол­няется таблица, аналогичная табл. 3.2. Результаты моделирования вид­ны на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Мгновенные напряжение и токи выпрямителя с учетом коммутации

По результатам исследования строятся:

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

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

•  энергетические характеристики выпрямителя S1(1) = f(PH).

После выполнения лабораторной работы файл с моделируемой установкой необходимо закрыть без сохранения изменений!!!

Содержание отчета

1.  Вариант задания.

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

3.  Введенные параметры источника питания (сделать «print screen»).

4.  Выражения для расчета основных характеристик.

5.  Нагрузочные характеристики выпрямителя без учета коммута­ции и при учете коммутации (на одном графике).

6.  Энергетические характеристики выпрямителя без учета коммутации и при учете коммутации (на од­ном графике).

7.  Энергетические характеристики S1(1), P1(1).

8.  Осциллограммы мгновенных напряжений и токов.

9.  Выводы по работе.

Лабораторная работа № 4

Исследование неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя

Цель работы

Исследование трехфазного выпрямителя при работе на активно-индуктивную нагрузку, шунтированную обратным диодом (рис. 4.1).

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.

а) б)

Рисунок 4.1 Трехфазный мостовой выпрямитель

а – схема; б – осциллограмма

(Ua, Ub и Uc – напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т, ia, ib, ic – фазные токи во вторичной обмотке трансформатора, i1- i6 – токи диодов, id – ток в нагрузке, Ud – напряжение на нагрузке, Rd и Ld – соответственно, активная и реактивная части нагрузки, VD1- VD6 – выпрямительные диоды, VD0 – обратный диод)

Описание и настройка моделируемой лабораторной установки

Перед началом выполнения лабораторной работы необходимо, прежде всего, открыть файл «Wyp_Most_3f. mdl» (находится на «Рабочем столе»). После открытия файла появится окно с моделируемой лабораторной установкой, показанной на рис. 4.2. Она содержит элементы, назначение которых указано в таблице 4.1 (здесь же указаны соответствующие элементы реальной электрической схемы рис.4.1).

Таблица 4.1

№ п/п	Состав моделируемой установки (рис. 4.2)	Соответствующие элементы на электрической схеме (рис. 4.1)
1	Источник трехфазного синусоидального напряжения (Inductive Source with neutral);	Напряжения Ua, Ub, Uc
2	Трехфазный диодный мост (Universal Bridge);	Диоды VD1 – VD6
3	Активно-индуктивную нагрузку (R, L);	Нагрузка Rd-Ld
4	Обратный диод (Diode);	Диод VD0
5	Измерители мгновенных токов в источнике питания (I1) и нагрузке (I Load);	Токи i1 и id
6	Измеритель мгновенного напряжения на нагрузке (U load);	Напряжение Ud
7	Блок для измерения гармонических составляющих тока питания (Fourier I1);	(на схеме отсутствует)
8	Блок для измерения постоянной составляющей (среднего значения) тока нагрузки (Fourier I0) и аналогичный блок для измерения среднего значения напряжения на нагрузке (Fourier U0);	–//–
9	Блок для измерения среднего значения тока в диоде выпрямителя (Fourier DO);	–//–
10	Блок для наблюдения (измерения) мгновенных значений тока в цепи питания, тока нагрузки и напряжения на нагрузке (Scope);	–//–
11	Блок для наблюдения (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).	–//–

Рис. 4.2. Модель трехфазного выпрямителя

Для выполнения лабораторной работы необходимо сначала провести настройку элементов моделируемой схемы в соответствии со своим вариантом по таблице II. Настройке подлежат (как и в предыдущей работе) источник питания и параметры моделирования.

Окно настройки параметров источника питания показано на рис. 4.3.

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.4.3. Окно настройки параметров источника питания

Окно настройки параметров выпрямителя показано на рис. 4.4. В полях настойки задаются:

•  количество ветвей моста (3) в поле Number of bridge arms;

•  конфигурация входных и выходных портов (Port configuration);

•  параметры цепей формирования динамических процессов переключения диодов (Snubber resistance, Snubber capacitance)

•  тип полупроводниковых приборов в универсальном мосте (Power Electronic device);

• динамическое сопротивление диодов в открытом состоянии в Омах (Ron, Ohms );

•  индуктивность диода в открытом состоянии в Герцах (Lon, H);

•  начальное напряжение на диоде в открытом состоянии в вольтах (Forward voltage, V).

В поле Measurement выбраны токи и напряжения для измерения блоком Multimeter.

Рис. 4.4. Окно настройки параметров 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 300 Гц, т. к. измерения производятся на выходе трехфазного выпрямителя (число пульсаций равно 6).

Блок Fourier D0 имеет следующие настройки: частота 50 Гц, номер гармоники 0 (n=0) (рис. 4.5)

Рис. 4.5. Окно настройки блока Fourier D0

Параметры моделирования задаются на вкладке Simulation Parameters/Solver как показано на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Окно настройки параметров моделирования

Порядок проведения лабораторной работы

Выполнение первой части работы:

Исследование трехфазного выпрямителя при работе на активно-индуктивную нагрузку проводится на виртуальной установке (рис. 4.1), подробное описание которой приве­дено выше.