лабораторная работа 2
.docxМинистерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»
Институт Энергетики и Автоматизированных систем
Кафедра электроники и наноэлектроники.
Лабораторная работа
по дисциплине «Основы преобразовательной техники»
на тему «Особенности фазового регулирования переменного напряжения»
Выполнил: студенты группы АНБ-14-2
Михайлицын А.С.
Александрова Е.А.
Сафронов П.Р.
Проверил: доктор тех. наук
Петушков М.Ю.
Магнитогорск 2017 г.
Результаты экспериментов.
Эксперимент 1. Снятие регулировочной характеристики симистора, работающего на активную нагрузку.
Собрали схему (рисунок 1). Зарисовали на экране осциллографа кривые напряжения (рисунок 2) на нагрузке (канал А) и на силовых выводах симистора (канал В).
Рис.1 – исследование работы симистора на активную нагрузку
Рис. 2 – осциллограмма
Последовательно устанавливая значения начально фазы источника ЭДС Е равными α = 0°, 30°, 60°, 120°, 150°, 180°, записали показания мультиметра Ен и амперметра Iн в таблицу 1.
Таблица 1 – результаты эксперимента
α, град. |
Ен, В |
Iн, мА |
0° |
98,7 |
987 |
30° |
98,05 |
980,5 |
60° |
90,16 |
901,6 |
90° |
73,06 |
730,6 |
120° |
43,39 |
433,9 |
150° |
18,78 |
187,8 |
180° |
98,74 |
987,4 |
Провели расчёт зависимостей Ен(α), Iн(α) с помощью формул (1), (2) для нескольких значений угла α, записав полученные данные в таблицу 2.
(1)
(2)
Таблица 2 – результаты эксперимента
α, град. |
Ен, В |
Iн, мА |
0° |
99,7 |
997 |
30° |
99,05 |
990,5 |
60° |
92,16 |
921,6 |
90° |
74,06 |
740,6 |
120° |
45,39 |
453,9 |
150° |
20,78 |
207,8 |
180° |
99,74 |
997,4 |
Построили графики зависимостей Ен(α), Iн(α) полученные опытным (рисунки 3, 4) и расчётным (рисунки 4, 5) путями и оценили степень их совпадения.
Рис. 3 – график зависимости Ен(α) (эксперимент)
Рис. 4 – график зависимости Iн(α) (эксперимент)
Рис. 5 – график зависимости Ен(α) (расчет)
Iн(α)
Рис. 6 – график зависимости Iн(α) (расчет)
Эксперимент 2. Снятие регулировочной характеристики симистора, работающего на активно-индуктивную нагрузку.
Была снята осциллограмма, изображенная на рисунке 7.
φ =
Рис. 7 – кривые напряжения на нагрузке и на силовых выводах симистора
Таблица 3 – результаты эксперимента
α, град. |
150 |
120 |
90 |
60 |
30 |
20 |
Ен, В |
18,128 |
69,432 |
72,913 |
91,149 |
97,056 |
99,22 |
Iн, А |
0,934 |
6,17 |
6,903 |
8,201 |
9,181 |
9,284 |
Угол λ был снят как длительность импульса тока на экране осциллографа.
Таблица 4 – результаты расчета
α, град. |
150 |
120 |
90 |
60 |
30 |
20 |
λ, град. |
22,24 |
129,38 |
145,42 |
159,86 |
175,9 |
179,96 |
Ен, В |
35,11 |
84,83 |
89,82 |
94,34 |
98,85 |
100,2 |
Iн, А |
3,29 |
7,94 |
8,405 |
8,83 |
9,25 |
9,38 |
По данным таблиц были построены графики зависимостей Iн(α) и Ен(α).
Рис. 8 – график зависимости Iн(α)
Рис. 9 – график зависимости Ен(α)
Эксперимент 3. Исследование симисторного регулятора получающего напряжение в бытовых электроприборах.
Нами была собрана схема, изображенная на рисунке 10.
Рис. 10 – исследование симисторного регулятора, используемого в бытовых приборах
Последовательно устанавливая путем нажатия клавиш Shift-R значения регулирующего сопротивления R1 = 0, 5, 10, …, 100%, записали действующее значение напряжения нагрузки En, а также значения угла управления α в таблицу 5. Пример осциллограммы показан на рисунке 11.
Рис. 11 – осциллограмма
Таблица 5 – результаты эксперимента
R1,% |
α, град. |
Eн, В |
0 |
0 |
87,08 |
5 |
0 |
87,05 |
10 |
0 |
85,09 |
15 |
48,29268 |
83,36 |
20 |
57,07317 |
82,42 |
25 |
65,85366 |
76,53 |
30 |
70,2439 |
67,19 |
35 |
70,2439 |
67,53 |
40 |
92,19512 |
50,86 |
45 |
92,19512 |
51,58 |
50 |
92,19512 |
52,48 |
55 |
96,58537 |
36,27 |
60 |
122,9268 |
33,17 |
65 |
122,9268 |
33,17 |
70 |
144,878 |
15,15 |
75 |
180 |
0,026 |
80 |
180 |
0,026 |
85 |
180 |
0,026 |
90 |
180 |
0,026 |
95 |
180 |
0,026 |
100 |
180 |
0,026 |
Далее была собрана схема, изображенная на рисунке 12.
Рис. 12 – снятие зависимости угла управления от сопротивления регулирующего резистора
Последовательно изменяя сопротивление R1 = 5, 10, 15, …, 85%, замерили на экране осциллографа, изображенного на рисунке 13, угол управления α, записав в таблицу 6.
Рис. 13 – осциллограмма
Таблица 6 – результаты эксперимента
R1,% |
α, град. |
Eн, В |
5 |
0 |
87 |
10 |
0 |
85,26 |
15 |
0 |
85,18 |
20 |
25,2 |
79,49 |
25 |
27 |
79,07 |
30 |
68,4 |
67,17 |
35 |
68,4 |
68 |
40 |
68,4 |
67,14 |
45 |
70,2 |
64,7 |
50 |
90 |
51,78 |
55 |
93,6 |
51,63 |
60 |
90 |
51,83 |
65 |
122,4 |
36,21 |
70 |
122,4 |
37,87 |
75 |
126 |
36,18 |
80 |
144 |
31,2 |
85 |
151,2 |
26,73 |
С помощью полученных данных были построены зависимости Eн(α), α(R1), Eн(R1), изображенные на рисунках 14, 15, 16, 17, 18, 19.
Рис. 14 – Eн(α) для таблицы 5
Рис. 15 – α(R1) для таблицы 5
Рис. 16 – Eн(R1) для таблицы 5
Рис. 17 – Eн(α) для таблицы 6
Рис. 18 – α(R1) для таблицы 6
Рис. 19 – Eн(R1) для таблицы 6