Лаб.работа №11

Задание

Лабораторная работа №11

Исследование полупроводниковых выпрямителей со сглаживающими фильтрами.

Цель работы: экспериментальное и теоретическое исследование процесса выпрямления напряжения выпрямителем.

Схема лабораторной установки.

В ходе эксперимента измеряются ток IН и напряжение UН = Uср на нагрузке, затем выполняются вычисления и заполняются таблицы. По данным измерений и вычислений строятся графики выходных характеристик выпрямителей.

Лабораторная установка позволяет исследовать двухполупериодный и однополупериодный выпрямители, без фильтра и с фильтрами – ёмкостным, индуктивным и смешанным.

Напряжение в схему выпрямителя подаётся от понижающего трансформатора Тр. Выпрямитель собран на полупроводниковых диодах VD1VD2VD3VD4, который при помощи переключателя S1 может быть включён как двухполупериодный или однополупериодный.

Сглаживающий фильтр образуется из элементов LфCф1Cф2, который строится определённого вида при помощи переключателей S2S3S4. Нагрузка RН регулируемая, что позволяет в ходе опытов изменять режим работы выпрямителя. Ток и напряжение в нагрузке измеряются при помощи амперметра и вольтметра. К нагрузке подключен осциллограф, что позволяет наблюдать эпюры напряжений в ходе эксперимента, которые изображаются на графике.

Примечание: Вольтметр В7-38 измеряет действующее напряжение синусоидального напряжения, т.е. в разложении Фурье только 1-й гармоники, которая при сглаживании становится малой, поэтому действующее значение сглаженного измеренного напряжения меньше среднего, которое измеряется полностью как постоянное.

Таблица 1 Измерений для построения выходной характеристики выпрямителя Uср = f(IН).

Вид выпрям.

IН

mA

Ixx = 0

0,5Iном = 150

0,5Iном =300

Однопол.

Uср

В

 

4,5

4,2

Двухпол.

Uср

В

 

8,9

8,3

 

Таблица 2. Измерений и вычислений коэффициента пульсации qk и сглаживания Sk;

= 1 для однополупериодного выпрямителя;

= 2 – для двухполупериодного.

Типы фильтра

Вид выпрямителя

Измерения

Вычисления

Iн

Ucр

Um

qк теор

q(к)ф

Sк

А

В

В

б/р

б/р

 

Без фильтра

Однополупер.

5,6

4,5

 

1,57=q1

 

Sк1

Двухполупер.

4,6

8,9

 

0,67=q2

 

Sк2

Ёмкостный фильтр

Однополупер.

3,1

8,5

 

1,57

 

 

Двухполупер.

1,8

11,4

 

0,67

 

 

Индуктивный фильтр

Однополуп.

1,5

1,8

 

1,57

 

 

Двухполуп.

0,87

4

 

0,67

 

 

 

Вычисления по формулам:

Следует иметь в виду, что коэффициент пульсации следует вычислять по формуле:

В то же время Um – это суммарная амплитуда, учитывающая все гармоники разложения в ряд Фурье как результат измерений.

Поэтому q(k – несколько завышенный (как и qk, если его вычислить).

 

Построение графиков по данным таблицы:

2) Выходная характеристика:

 

2) Эпюры напряжений на нагрузке.

Выводы.