Агеев М. Д. Эс-31 Лабы. Вологодский государственный университет
 Скачать 0.84 Mb.
|
 P = UOCH ⋅ m , (2.1)UH.СР где P – коэффициент пульсации; UOCH – амплитуда основной гармоники выпрямленного напряжения, В; m – число фаз выпрямителя; UH.СР – постоянная составляющая выпрямленного напряжения, В. Для снижения пульсации до требуемой величины служат сглаживающие фильтры. Простейшим сглаживающим фильтром является конденсатор. Существуют различные сглаживающие фильтры, с использованием активных сопротивлений и конденсаторов, так называемые Г- и П- образные. Эффективность фильтров оценивается коэффициентом сглаживания q, равным отношению коэффициентов пульсации на входе и выходе фильтра (формула 2.2) [1]:  q = PВХPВЫХ , (2.2) где q – коэффициент сглаживания; PВХ – коэффициент пульсации на входе; PВЫХ – коэффициент пульсации на входе. На рисунке 2.3 показана схема включения емкостного фильтра. При таком включении конденсатора Сф заряжается через вентиль до амплитудного значения напряжения Um тогда, когда ток через вентиль возрастает до максимального значения. Когда напряжение на вентиле начинает убывать, конденсатор Сф разряжается через нагрузку RH [1].  Рисунок 2.3 – Схема включения емкостного фильтра На рисунке 2.4 показаны упрощенные временные диаграммы напряжений выпрямителей с емкостным фильтром. Время t1 соответствует начальному периоду, когда выпрямитель подключается к сети. Конденсатор к концу первой части периода заряжается до амплитудного значения Um. Во время второй четверти и части третьей четверти (для «б») и второй четверти и второго полупериода переменного напряжения (для «а») конденсатор разряжается через нагрузку RH, т.е отдает часть запасенной электрической энергии в нагрузку (интервал t2). В конце временного интервала t2 напряжение UС = UH несколько снижается: у однополупериодного больше, а у двухполупериодного - меньше. В период времени t3 происходит процесс зарядки конденсатора Сф, т.к. вентиль в этот момент открывается, и электрическая энергия вновь подается на Сф и RH от сети [1].    Рисунок 2.4 – Временные диаграммы напряжений выпрямителей с емкостным фильтром: а) – однополупериодного выпрямителя; б) – двухполупериодного выпрямителя. Из временных диаграмм понятно, что при включении емкостного фильтра напряжение UH не уменьшается до нуля, а пульсирует в некоторых пределах, увеличивая среднее значение выпрямленного напряжения. Если сопротивление RH уменьшить (т.е. увеличить iH), то пульсации на нагрузке и Сф увеличатся [1]. Ход выполнения лабораторной работы Исследование однополупериодного выпрямителя В программе Electronics Workbench была собрана схема, показанная на рисунке 2.5 [1].  Рисунок 2.5 – Схема для исследования однополупериодного выпрямителя Исследовано влияние сопротивлений и конденсаторов на выпрямительные свойства схемы. Показания вольтметра занесены в таблицу 2.2. Таблица 2.2 – Экспериментальные данные для однополупериодной схемы
Сняты осциллограммы – кривые пульсации – для всех четырех опытов при емкости конденсатора С1 = 1 мФ (рисунки 2.6 – 2.10).  Рисунок 2.6 – Осциллограмма напряжения без фильтра и нагрузки  Рисунок 2.7 – Осциллограмма напряжения с фильтром, без нагрузки  Рисунок 2.8 – Осциллограмма напряжения с нагрузкой RН = 100 Ом  Рисунок 2.9 – Осциллограмма напряжения с нагрузкой RН = 50 Ом  Рисунок 2.10 – Осциллограмма напряжения с нагрузкой RН = 33,3 Ом Исследование двухполупериодного мостового выпрямителя В программе Electronics Workbench была собрана схема, показанная на рисунке 2.11 [1].  Рисунок 2.11 – Схема для исследования двухполупериодного мостового выпрямителя Исследовано влияние сопротивлений и конденсаторов на выпрямительные свойства схемы. Показания вольтметра занесены в таблицу 2.3. Таблица 2.3 – Экспериментальные данные для двухполупериодной мостовой схемы
Сняты осциллограммы – кривые пульсации – для всех четырех опытов при емкости конденсатора С1 = 1 мФ (рисунки 2.12 – 2.16).  Рисунок 2.12 – Осциллограмма напряжения без фильтра и нагрузки |