Реферат: Исследование однофазного инвертора тока

Министерство образования и науки Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

ОТЧЕТ

по лабораторной работе

«ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ИНВЕРТОРА ТОКА»

«ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА»

Выполнили

студенты группы 367-3

___________ / Абрамёнок Н.Б.

___________ / Кукла В.А./

Преподаватель

___________ / Мишуров В.С./

2011

Введение

Целью данной работы является изучение принципа работы однофазного автономного инвертора.

1. Схема экспериментальной установки.

Рисунок 1 – Схема автономного инвертора тока

2. Результаты работы и их анализ.

2.1. Рассчитать амплитуду тока, протекающего через тиристор при U_d =29 В, R_н =300 Ом, U _{н эфф} =125 В, η_т = 0,94, Х_Lн = 0.

Из формулы:

ηm=Uн эфф2Ud∙Id∙Rн

выразим I_d и подставим данные:

Id=Uн эфф2Ud∙ηm∙Rн=125229∙0,94∙300=1,9 А

2.2 Рассчитать минимальный угол опережения β, если время включения тиристора равно t_в = 100 мкс.

Время, предоставляемое для восстановления его запирающих свойств тиристора:

θmin=360∙f∙tв

Угол опережения можно найти из выражения:

β=θmin=360∙f∙tв

Тогда для трех значений частоты которые использовались в работе 500 Гц, 995 Гц и 2,5 кГц, найдем значение β:

β1=360*500*10-4=18 град

β2=360*995*10-4=35,82 град

β3=360*2500*10-4=90 град

2.3 Снять и построить внешнюю характеристику U_н =f (I_н ) для разных значений частоты.

Таблица 1. Точки выходной характеристики при частоте 500 Гц

Рисунок 1 – Внешняя характеристика U_н =f (I_н ) при частоте 500 Гц

Таблица 2. Точки выходной характеристик при частоте 995 Гц

Рисунок 2 – Внешняя характеристика U_н =f (I_н ) при частоте 995 Гц

Таблица 3. Точки внешней характеристики при частоте 2,5 кГц

Рисунок 3 - Внешняя характеристика U_н =f (I_н ) при частоте 2,5 кГц

2.4 Снять и построить переходную характеристику I_d =f (I_н ) для разных значений частоты.

Таблица 4. Точки переходной характеристики при частоте 500 Гц

Рисунок 4 – Переходная характеристика I_d =f (I_н ) при 500 Гц

Таблица 5. Точки переходной характеристики при частоте 2,5 кГц

Рисунок 5 – Переходная характеристика I_d =f (I_н ) при 2,5 кГц

2.5 Снять и построить характеристику UвхUн=f(B) для разных значений частоты.

Таблица 6. Значения эксперимента при частоте 2500 Гц

Рисунок 6 – Внешняя характеристика UвхUн=f(B) при частоте 2500 Гц

Таблица 7. Значения эксперимента при частоте 500 Гц

Рисунок 6 – Внешняя характеристика UвхUн=f(B) при частоте 500 Гц

2.6 Зарисовать осциллограммы токов и напряжений для различных значений частоты и коммутирующей емкости.

Рисунок 8 – Осциллограммы U₁ при частоте 500 Гц

Рисунок 9 – Осциллограммы U₁ при частоте 2500 Гц

Рисунок 10 – Осциллограммы U_н при частоте 500 Гц

Рисунок 11 – Осциллограммы U_н при частоте 2500 Гц

Рисунок 12 – Осциллограммы I_н при частоте 500 Гц

Рисунок 13 – Осциллограммы I_н при частоте 2500 Гц

Рисунок 14 – Осциллограммы I_vt при частоте 500 Гц

Рисунок 15 – Осциллограммы I_vt при частоте 2500 Гц

2.7 По снятым осциллограммам определить угол опережения для различных значений частоты и коммутирующей емкости.

Для частоты 2500 Гц угол опережения β=27 град

Для частоты 500 Гц угол опережения β= град

3 Ответы на контрольные вопросы

3 .1 Поясните принцип работы автономного инвертора тока.

Кривая выходного напряжения Uн = Uc формируется путем периодического перезаряда конденсатора С в цепи с источником питания Е и дросселем Ld при поочередном отпирании тиристоров. С помощью напряжения на конденсаторе осуществляется запирание одного тиристора при отпирании другого.

3 .2 Поясните ход внешней характеристики автономного инвертора тока.

При возрастании В, т.е. увеличении Iн уменьшается время разряда конденсатора на нагрузку, снижается напряжение на нагрузке и уменьшается угол опережения.

3 .3 Чем объясняется подъем характеристики Id=f(Iн) при малых значениях тока нагрузки?

Подъем кривой входного тока при малых значениях тока нагрузки характеризует режим, при котором энергия, накопленная в конденсаторе, больше энергии, потребляемой в активном сопротивлении нагрузки. Следовательно, для перезаряда конденсатора потребуется дополнительная энергия.

3 .4 Назначение обратного выпрямителя в схеме автономного инвертора тока.

АИТ имеют сильную зависимость выходного напряжения от параметров нагрузки (реактивной мощности конденсатора, а также активной и реактивной составляющих мощности нагрузки), поэтому не обходимо принимать меры по управлению и стабилизации выходного напряжения.

3 .5 Чем определяется минимальное значение угла θ?

Минимальное значение угла θ определяется временем запирания тиристора.

3 .6 Почему параллельный инвертор тока нормально работает только в определенном диапазоне коэффициента нагрузки В?

Так как при малых значениях В возникает опасность появления перенапряжений, при больших значениях В угол опережения становится недостаточным и происходит срыв инвертирования.

3 .7 Приведите пример транзисторного варианта инвертора тока.

3 .8 Назовите обязательные условия формирования управляющих сигналов для транзисторного инвертора тока.

Необходимо чтобы транзистор работал в режиме ключа.

3 .9 Приведите пример реализации трехфазного тиристорного инвертора тока. Поясните алгоритм работы тиристоров.

3 .10 Какие особенности вносит в работу автономного инвертора тока обратный управляемый выпрямитель по сравнению с неуправляемым выпрямителем?

Неуправляемый выпрямитель потребляет от источника переменного тока активную мощность, а управляемый выпрямитель как активную, так и реактивную.

3 .11 В чем заключается преимущество АИТ с индуктивно-тиристорным компенсатором перед АИТ с обратным выпрямителем?

Преимущество индуктивно-тиристорных компенсаторов перед обратными выпрямителями в автономных инверторах тока заключается в том, что они практически не потребляют активной мощности.