Главная страница
Навигация по странице:

  • Цель

  • Основные теоретические положения

  • Обработка результатов

    		•

    7 лаба КЭТ лэти. Исследование элементов преобразовательных устройств


    Скачать 2.68 Mb.
    НазваниеИсследование элементов преобразовательных устройств
    Анкор7 лаба КЭТ лэти
    Дата07.06.2022
    Размер2.68 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаLR_7 (2).docx
    ТипИсследование
    #576324

    МИНОБРНАУКИ РОССИИ

    Санкт-Петербургский государственный

    электротехнический университет

    «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

    Кафедра микро- и наноэлектроники

    отчет

    по лабораторной работе № 7

    по дисциплине «Компоненты электронной техники»

    Тема: Исследование элементов преобразовательных устройств

    Выполнили студенты гр. 0206:

    Емельянов И. Д, _____

    Кузнецов А. В., _____

    Рупасова С. А. _____

    Проверил: Гареев К. Г. _____

    Санкт-Петербург

    2022

    Цель: исследование элементов преобразовательных устройств.

    Схема установки:

    Элементы схемы:

    1. Т1 – трансформатор,

    2. G – генератор сигналов,

    3. S1, S2, S3, S4 – переключатели,

    4. PU – вольтметр,

    5. PA – миллиамперметр,

    6. VD1 – VD7 – диоды,

    7. R1 – резистор (сопротивление нагрузки),

    8. N – осциллограф,

    9. R2 – регулируемый резистор,

    10. С1, С2, С3, С4, С5 – оксидные конденсаторы,



    Основные теоретические положения

    Стационарная электронная аппаратура питается от стандартной цепи переменного тока (например, от сети 220 В 50 Гц). В то же время для функционирования различных активных элементов аппаратуры (транзисторов, интегральных микросхем, визуальных индикаторов и др.) требуются постоянные напряжения различной величины (от единиц вольт до нескольких киловольт). Преобразование переменного напряжения стандартной сети в требуемое постоянное напряжение осуществляется в блоке питания аппаратуры.

    В общем случае блок питания состоит из силового трансформатора, выпрямителя и фильтра. Трансформатор – это элемент, имеющий две индуктивно связанные обмотки: первичную, включенную в сеть, с числом витков , и вторичную, с числом витков . Основной характеристикой трансформатора является коэффициент трансформации :

    ,

    где и – действующие значения напряжения в первичной и вторичной обмотках.

    Выпрямитель – это устройство, преобразующее переменное напряжение в постоянное. В состав выпрямителя входит один или несколько вентилей (полупроводниковых диодов). Вентиль способен пропускать ток только при одной полярности (в обозначении вентиля направление тока указывает электрод в форме треугольника – его называют анодом). Ток через вентиль протекает только при приложении положительного потенциала к аноду. Выпрямители подразделяются на однополупериодные и двухполупериодные.

    Однополупериодный выпрямитель содержит один вентиль VD, включенный во вторичную обмотку трансформатора последовательно с сопротивлением нагрузки .

    При подключении первичной обмотки трансформатора к сети синусоидального напряжения с действующим значением , во вторичной обмотке индуцируется напряжение . В те моменты времени, когда на выходе трансформатора возникает положительная полуволна напряжения, вентиль открыт и через него, а также и через сопротивление нагрузки протекает ток .

    При изменении полярности вторичного напряжения к аноду вентиля прикладывается отрицательное напряжение, и он закрыт. Таким образом, за каждый период, через нагрузочный резистор протекает ток только в одном направлении (выпрямленный ток) в течение одного полупериода.



    Обработка результатов

    1. По экспериментальным данным рассчитаем коэффициент пульсации для каждой из трех исследованных схем выпрямителей и сравним экспериментальные и теоретические значения.

    Таблица 1 – расчет коэффициента пульсации

    Положение S2
    50 Гц
    Генератор

    Тип выпрямителя




















    Однополупериодный
    0,2
    4,3
    6,6
    5,1
    1,2
    0,053
    1,2
    1,45
    0,2
    0,17

    Двухполупериодный с мостовой схемой
    0,4
    8
    4,3
    3,7
    0,463
    0,125
    2,6
    4,7
    1,9
    0,73

    Двухполупериодный на трансформаторе со средней точкой
    0,4
    8,15
    4,2
    3,6
    0,44
    0,11
    2,2
    5,8
    1
    0,45



    Рисунок 1 – Осциллограмма при однополупериодном выпрямителе



    Рисунок 2 – Осциллограмма при двухполупериодном выпрямителе с мостовой схемой



    Рисунок 3 – Осциллограмма при двухполупериодном выпрямителе на трансформаторе со средней точкой

    Экспериментальные и теоретические значения примерно равны, что говорит о выполнимости теоретических законов.

    2. По экспериментальным данным определим коэффициент сглаживания и коэффициент фильтрации для однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей с емкостным фильтром.

    Таблица 2 – Расчет коэффициентов сглаживания и коэффициента фильтрации

    Положение S2
    50 Гц

    Тип выпрямителя
















    Однополупериодный
    10
    0,572
    12,1
    3,1
    1,01
    5
    0,62
    0,64

    50
    0,64
    13,4
    3,4
    0,06
    0,15
    0,002
    0,003

    100
    0,65
    13,4
    3,43
    0,06
    0,23
    0,003
    0,004

    Двухполупериодный с мостовой схемой
    10
    0,6
    13,34
    27,6
    0,47
    78,7
    0,97
    1

    50
    0,63
    13,14
    25
    0,02
    3,9
    0,9
    0,92

    100
    0,63
    13,7
    10,6
    0,24
    4,1
    0,85
    0,88

    Продолжение таблицы 2 – Расчет коэффициентов сглаживания и коэффициента фильтрации

    Положение S2
    Генератор

    Тип выпрямителя
















    Однополупериодный
    10
    0,17
    5,6
    7,7
    0,02
    0,6
    0,996
    0,001

    50
    0,18
    3,65
    46,7
    0,09
    2,3
    0,99
    0,99

    100
    0,18
    3,98
    7,5
    0,08
    3
    0,965
    0,97

    Двухполупериодный с мостовой схемой
    10
    0,163
    3,38
    29,7
    0,4
    4,7
    0,97
    0,975

    50
    0,163
    3,44
    7,7
    0,56
    0,6
    0,996
    0,002

    100
    0,163
    3,41
    46,7
    0,08
    2,3
    0,99
    0,99

    Заметим, что значение коэффициентов сглаживания и фильтрации примерны равны. Это обусловлено тем, что коэффициенты связаны равенством с определенным коэффициентом, значение которого варьируется примерно в диапазоне от 0,95 до 0,99.

    3. Рассчитаем значения коэффициента сглаживания для выпрямителей с LC-фильтрами и Г- и П-образного типа.

    Таблица 3 – Расчет коэффициента сглаживания для выпрямителей с LC-фильтрами

    Тип выпрямителя
















    Однополупериодный с Г-образным LC-фильтром
    2,5
    7,74
    7,71
    0
    0,56
    0
    0,996124
    0

    Двухполупериодный с Г-образным LC-фильтром
    16,3
    47,1
    46,7
    2,3
    2,32
    0,98296
    0,991507
    0,9913793

    Однополупериодный с П-образным LC-фильтром
    1,4
    7,81
    7,54
    2,9
    3
    0,933248
    0,965429
    0,9666667

    Двухполупериодный с П-образным LC-фильтром
    6,2
    30,5
    29,7
    4,6
    4,72
    0,949014
    0,97377
    0,9745763

    Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы были получены значения коэффициентов сглаживания для различных выпрямителей с различными видами фильтров. Было выявлено соответствие теории и эксперимента.

    написать администратору сайта