ЭПУ-1 (Методические указания по выполнению лабораторных работ), страница 4

1.3. При гармонической и прямоугольной формах входного напряжения проследить за изменением формы и временного положения (по отношению к входному напряжению) тока i₁ и магнитной индукции B при изменении сопротивления нагрузки. Зарисовать временные диаграммы i₁ и B при номинальной нагрузке и в режиме холостого хода. Установить частоту сигнала 80…100 Гц. Максимальное значение индукции в сердечнике не должно превышать индукцию насыщения.

2. Исследование трансформатора при гармоническом воздействии.

2.1. Исследование характеристик холостого хода трансформатора.
Установить максимальное сопротивление нагрузки и частоту гармонического сигнала 80…100 Гц. Изменяя входное напряжение U₁, снять зависимости:
I₁, U₂, B, E₀ = F(U₁). Построить графики, вычислить коэффициент трансформации n = U₂/U₁ и индуктивность первичной обмотки трансформатора (при величине сигнала, когда отсутствуют заметные искажения формы тока i₁).

2.2. Исследование нагрузочных характеристик трансформатора.
Изменяя сопротивление нагрузки, снять зависимости U₂, E₀, B, I₁ = F(I₂) при U₁, ≈ 4 В, Cк = 0, f = 500…1000 Гц. Ток I₂ вычислять по соотношению I₂ = U₂/Rн. Построить графики, вычислить относительные изменения U₂, E₀, B.

2.3. Исследование частотных характеристик трансформатора:
Установить U₁ = 3 – 4 В. При резистивном характере нагрузки (Rн = 300 Ом) и резистивно-емкостном (Rн = 350 Ом, С_к1 и С_к2 включены) снять зависимости: U₂, I₁, B, E₀ = F(f). По построенным графикам определить граничные частоты: нижнюю fн (по возрастанию тока I₁) и верхнюю fв (по спаду U₂). Используя соотношение (2), вычислить индуктивность намагничивания.

3. Исследование трансформатора при импульсном воздействии.

3.1. Зарисовать временные диаграммы u₁, u₂, e₀, i₁, B при резистивной нагрузке (Rн = 50 Ом), изменяя частоту повторения прямоугольных импульсов в пределах 300…1000 Гц.

3.2. Снять зависимость относительного спада вершины импульсов напряжения на вторичной обмотке трансформатора от длительности импульса входного напряжения τи. Сопротивление нагрузки 250 Ом, частоту следования импульсов изменять в пределах 80…800 Гц. Величину напряжения U₁ установить такой, чтобы сердечник трансформатора не входил в насыщение на частоте 80 Гц. Построить график λ = F(τи).

3.3. При резистивно-емкостной (или только емкостной) нагрузке, добившись колебательного характера переходного процесса (см. рис. 3), определить период колебаний и по соотношению (5) вычислить индуктивность рассеяния обмоток трансформатора. Для удобства наблюдения рекомендуется установить частоту следования импульсов 2 – 10 кГц.

Содержание отчета

1. Принципиальная схема макета.

2. Временные диаграммы, таблицы экспериментальных данных, графики снятых характеристик и зависимостей.

3. Краткие выводы.

Вопросы для подготовки

1. Объяснить характер процессов в трансформаторе при гармоническом и импульсном воздействиях.

2. Почему снижается магнитная проницаемость материала сердечника при импульсном характере входного сигнала?

3. Объяснить физический смысл параметров эквивалентной схемы трансформатора.

4. Каково назначение магнитопровода в трансформаторе?

5. Как изменяется значение основного магнитного потока (магнитной индукции) в сердечнике трансформатора при изменении напряжения на первичной обмотке, сопротивления нагрузки, магнитной проницаемости материала сердечника, частоты входного сигнала?

6. Объяснить причины возникновения и характер потерь в трансформаторе, перечислить меры по снижению этих потерь. Какие потери в трансформаторе определяются в опыте холостого хода и в опыте короткого замыкания?

7. С какой целью сердечник низкочастотного трансформатора выполняется наборным, из листов электротехнической стали?

8. Как изменяются индуктивность намагничивания и индуктивности рассеяния обмоток при существенном изменении магнитной проницаемости материала сердечника?

9. Какие элементы эквивалентной схемы трансформатора определяют ход частотной характеристики коэффициента передачи трансформатора в области верхних (нижних) частот?

10. Какие элементы эквивалентной схемы трансформатора определяют искажения импульсных сигналов в области малых (больших) времен?

Уважаемый Владимир Ксенофонтович! В ответ на Ваш вопросы можем сообщить следующее.

Лабораторный стенд «Однофазные выпрямители» позволяет исследовать процессы в схемах однотактного (однополупериодного) и двухтактного (мостового или Греца) выпрямителей при работе с различными фильтрами и с обратным диодом, исследовать сглаживающие свойства этих фильтров. Сопротивление нагрузки переключается ступенчато (8 положений).

Лабораторный стенд «Двухфазный выпрямитель» позволяет исследовать процессы в двухфазном (двухполупериодном) управляемом тиристорном выпрямителе как с «вольтдобавкой», так и без нее, при работе на резистивную, индуктивную, индуктивно-резистивную нагрузки, а также при подключении к выходу выпрямителя обратного диода. Сопротивление нагрузки переключается ступенчато (8 положений). Угол регулирования (задержка отпирания тиристоров относительно начала положительной полуволны напряжения вторичных обмоток трансформатора) регулируется дискретно с шагом 5 градусов.

С уважением А.А.Соловьев, Б.Г.Щапов