К ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ
Задание 1. Запустить лабораторный комплекс среду МS10. На рабочем поле среды MS10 собрать схему бестрансформаторного однофазного мостового неуправляемого выпрямителя (рис. 1.7) или открыть файл ЛР1.ms10, размещённый в папке Circuit Design Suite 10.0 среды МS10.
Рисунок 1.7 - Виртуальная модель бестрансформаторного
однофазного мостового неуправляемого выпрямителя
1.1. Подготовить схему к проведению исследований. С этой целью:
- установить параметры компонентов схемы, указанные на рис. 1.7: амплитуду ЭДС источника напряжения Е 1 m = 14,142 В (действующее значение Е 1 = 10 В), частотуЭДС f = 50 Гц, начальный угол сдвига фазы Ye = 0;
- режим AC работы вольтметра V и режим DC работы вольтметра V1 и амперметра А1;
- разомкнуть ключи Q, A и B и замкнуть ключ W, сформировав, тем самым, однополупериодный выпрямитель при работе на нагрузку R2 (R 2 = = 320 Ом) без сглаживающего фильтра с параметрами: C 1 = 200 мкФ, L = = 1 Гн и C 2 = 100 мкФ;
- подключить к соответствующим узлам схемы входы двухлучевого осциллографа XSC1 (для наблюдения и регистрации формы напряжения нагрузки uн и формы напряжения c выхода источника INUT, идентичной форме тока iв на выходе выпрямительного блока при коэффициенте передачи k = 1 Ом) и спектроанализатора XSA1 (для построения спектра напряжения uн и измерения амплитуды Um.ог его основной гармоники). Ориентировочные параметры настройки приборов XSС1 и XSA1 приведены на рис. 1.8;
Рисунок 1.8 - Результаты моделирования однофазного мостового
Неуправляемого выпрямителя
- скопировать изображение схемы выпрямителя (см. рис. 1.7) на страницу отчёта;
1.2. Провести моделирование процессов, происходящих в однополупериодном выпрямителе. Для этого:
- запустить программу MS10 и после окончания моделирования спектра Umk (f) напряжения нагрузки uн, т. е. после вывода на экран прибора XSA1 значения Resolution Freq. = 2…5 Гц (см. обведенное эллипсом значение 5 Hz на рис. 1.8, б), занести показание (Ucp) вольтметра V1 и показание (Icp) амперметра А1 в первую строку табл. 1.1;
Т а б л и ц а 1.1 - Результаты исследований однополупериодного
Выпрямителя
| Тип выпря- мителя | Установ- лено | Измерено | Рассчитано | |||||
| U 2 m, B | Uср, B | Icp, мА | Um.ог, B | Коэффи- циент пульсации | Коэффи- циент сглаживания | |||
| Однополупериодный - без фильтра | Ключ W замкнут; ключи Q, А и В разомкнуты | qп = | Нет | |||||
| - с С -филь- тром | Ключи W и А замкнуты; ключи Q и В разомкнуты | __ | qп 1 = | kc 1 = qn / qп 1 = | ||||
| - с СLC -фильтром | Ключи Q и W разомкнуты; ключи A и В замкнуты | __ | qп 2 = | kc 2 = qп / qп 2 = | ||||
- задать на экране осциллографа XSС1 размер осциллограмм напряжения uн и тока iв, равные 0,4…0,5 шкалы по вертикали и не более двух-трёх периодов их изменения по горизонтали; установить визирную линию на максимальное значение U 2 m напряжения uн и занести его значение в табл. 1.1; скопировать изображение осциллограммы напряжения uн на страницу отчёта (см. рис. 1.8, а и рис. 1.9, а);
- установить визирную линию на экране спектроанализатора XSA1 на частоте основной гармоники выпрямленного напряжения f = 50 Гц (см. рис. 1.8, б) и занести значение амплитуды основной гармоники Um.ог в табл. 1.1. Вертикальный размер амплитуд напряжения на спектральной диаграмме Umk (f) можно регулировать с помощью закладки Range (см. обведённое эллипсом заданное значение 1 В/дел на рис. 1.8, б);
- замкнуть ключ A, подключив, тем самым, С 1-фильтр к нагрузке R2. Запустить программу MS10 и выполнить измерительные процедуры, перечисленные в предыдущих абзацах п. 1.2. Осциллограммы напряжения uн и тока iв однополупериодного выпрямителя с С -фильтром приведены на рис. 1.9, б;
Рисунок 1.9 - Осциллограммы напряжения uн и
тока iв однополупериодного выпрямителя
- разомкнуть ключ W и замкнуть ключ В (сформировав, тем самым, СLC -фильтр и подключив его к нагрузке R2). Запустить программу MS10 и выполнить необходимые измерительные процедуры, перечисленные в предыдущих абзацах п. 1.2. Осциллограммы напряжения uн и тока iв однополупериодного выпрямителя с СLС -фильтром показаны на рис. 1.9, в;
- рассчитать коэффициенты пульсации qп, qп 1, qп 2 выходного напряжения и коэффициенты сглаживания kc 1 и kc 2 однополупериодного выпрямителя; занести их значения в табл. 1.1;
Задание 2. Исследовать схему двухполупериодного (мостового) неуправляемого выпрямителя при работе без сглаживающего фильтра и с фильтрами С - и СLC -типа. С этой целью, замкнув ключ Q (посредством нажатия клавиши Q клавиатуры), провести эксперименты, аналогичные экспериментам, описанным в Задании 1, в том числе:
-скопировать три осциллограммы выходного напряжения uн (без фильтра и с фильтрами С - и CLC -типа) (см. рис. 1.10) на страницу отчёта;
Рисунок 1.10 - Осциллограммы напряжения uн и
тока iв двухполупериодного выпрямителя
- записать показания приборов V1, А1, XSС1 и XSA1 в табл. 1.2 при запусках программы MS10 и окончании процессов моделирования, учитывая, что основная гармоника схемы двухполупериодного выпрямления имеет частоту f = 100 Гц;