Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Ток через транзистор проходит лишь в том случае, если на базе Б относительно эмиттера Э будет некоторое отрицатель­ное напряжение. Если этого нет, то тран­зистор закрыт и ток через него не проте­кает. Подавая на базу транзистора им­пульсы различной полярности, можно управлять током коллектора К.

На рисунке 2.4 приведена одна из реаль­ных схем статических преобразователей.

Рисунок 2.4 – Схема статического преобразователя напряжения

Транзисторы V₁ и V₂ работают в ключе­вом режиме, открываясь и закрываясь поочередно, поэтому и по первичным об­моткам W₁ и W₂ ток протекает поочередно. Направление тока в этих об­мотках противоположное, следовательно, во вторичной обмотке W₅ наводится переменное напряжение. Обмотки W₃ и W₄ осуществляют обратную связь. В них также наводится переменное напряжение, во время положи­тельных полупериодов которого, транзисторы V₁ и V₂ поочередно закрыва­ются, а во время отрицательных - открываются. Цепочка RC служит для подачи на базы транзисторов начального отрицательного напряжения смещения, то есть для некоторого начального приоткрывания транзисто­ров. Из-за разброса параметров транзисторов один из них в начальный момент времени будет открыт раньше, чем другой, и схема начнет рабо­тать.

2.2.2 Порядок выполнения лабораторной работы

1. Изучить принцип работы статического преобразователя напряжения.

2. Ознакомится с программой «Инвертор».

3. Замкнуть выключатель S1, подав тем самым напряжение на вход преобразователя.

4. Плавно увеличивая напряжение, довести его до номинальной величины. Не включая ламповый реостат S2...S5 (т.е. в режиме холостого хода), записать показания всех приборов. Подключить осциллограф, нажав на соответствующую кнопку, и зарисовать осциллограмму напряжения U2.

5. Увеличивая нагрузку при помощи выключателей S2...S5, снять показа­ния приборов для еще для 3-х точек. Зарисовать осциллограмму напряжения на выходе преобразователя при полной нагрузке. При снятии характеристик поддерживать реостатом R₂ напряжение, равное номинальному.

6. Данные измерений занести в таблицу 2.3.

Таблица 2.2 – Паспортные характеристики преобразователя

Расчетные значения определяются по следующим формулам:

а) мощность, потребляемая преобразователем

P₁ = U₁ I₁ (2.2)

где U₁ – напряжение, потребляемое преобразователем;

I₁ – ток, потребляемый преобразователем;

б) мощность, отдаваема преобразователем в нагрузку

P₂ = U₂ I₂ cos φ (2.3)

где cos φ = 1, так как лампы накаливания являются активной нагрузкой;

U₂ – напряжение, отдаваемое в нагрузку;

I₂ – ток, отдаваемый в нагрузку.

в) к.п.д. преобразователя

η = P₂ / P₁ (2.4)

Таблица 2.3 – Результаты измерений

1. Полученные данные сравнить с паспортными характеристиками преобразователя, приведенными в таблице 2.2.

2.2.3 Оформление отчета

В отчете должны быть представлены:

1. описание цели работы;

2. схема лабораторной установки;

3. паспортные данные преобразователей;

4. таблица с результатами измерений и расчетов;

5. выводы по выполненной работе.

2.2.4 Контрольные вопросы

1. Расскажите принцип работы статических преобразователей.

2. Зависит ли частота выходного напряжения от величины напряжения питания преобразователей?

3. Как влияет ток нагрузки на выходное напряжение преобразователей?

2.3 Исследование угольного регулятора напряжения

Цель работы. Изучить конструкцию и принцип действия угольного регулятора напряжения, снять основные характеристики работы регулятора, изучить методы настройки и регулировки аппарата.

2.3.1 Теоретические сведения

Генератор, приводимый во вращение от оси колесной пары вагона, при всех режимах эксплуатации (переменная частота вращения и нагрузка) должен вырабатывать постоянное по величине напряжение. Для обеспечения этого служит автоматический регулятор напряжения, который, воздействуя на величину тока возбуждения, поддерживает напряжение генератора практически неизменным.

В системе электроснабжения вагонов с генератором продольного поля, в качестве регулируемого сопротивления в цепи обмотки возбуждения применяется угольный столб. Принцип работы регулятора основан на изменении сопротивления угольного столба, состоящего из большого числа угольных шайб и включаемого последовательно в цепь обмотки возбуждения генератора. Сопротивление угольного столба складывается из сопротивления самих шайб и переходного сопротивления в контакте между отдельными шайбами. На поверхностях шайб всегда имеются микронеровности, поэтому соприкосновение шайб происходит не по плоскости, а по отдельным точкам. При сжатии столба площадь соприкосновения между шайбами увеличивается, а переходное сопротивление уменьшается. Изменяя давление на столб, регулируют его полное сопротивление, а, следовательно, и ток возбуждения генератора.

Схема включения угольного регулятора показана на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Схема включения угольного регулятора напряжения

При увеличении напряжения генератора увеличивается ток в обмотке электромагнита . Электромагнитная система регулятора имеет сердечник 5 с обмоткой 6 и якорь 2. На якорь электромагнита действуют три основные силы: усилие электромагнита, направленное ему навстречу усилие пружины 3 и сила упругой деформации угольного столба. Якорь находится в равновесии, если сумма моментов, создаваемых этими силами, равна нулю.

При увеличении тока в обмотке электромагнита увеличивается магнитный поток в сердечнике электромагнита и якорь, преодолевая сопротивление пружины, поворачивается против часовой стрелки. Якорь связан рычажной системой с угольным столбом, который растягивается, сопротивление столба увеличивается, ток в обмотке возбуждения генератора падает. Поворот якоря происходит до тех пор, пока не наступит новое равновесие моментов. При уменьшении напряжения генератора происходит обратный процесс.

Изменять установленное напряже­ние генератора можно, регулируя на­тяжение пружины 3 при помощи спе­циального винта 1.

Для повышения устойчивости работы регулятора применяется стабилизирующее устройство, выполненное в виде воздушного демпферауспокоителя 4.

При работе регулятора и при по­вышении температуры окружающей среды возрастает температура об­мотки электромагнита, а значит и ее сопротивление. По этой причине элек­тромагнитная сила притяжения якоря к сердечнику уменьшается, столб сжимается, напряжение генератора по­вышается. При понижении температуры напряжение генератора уменьшается. Для компенсации влияния температуры на работу регулятора в цепь обмотки электромагнита последовательно включается добавочный резистор из константана или манганина. Его сопротивление практически не зависит от температуры. Величина выбирается в несколько раз больше величины сопротивления обмотки, поэтому общее сопротивление цепи мало меняется при колебаниях температуры.

Схема, собранная на стенде в соответствии с рисунком 2.6, состоит из реостата , регулятора напряжения генератора типа 64.01.18 и измерительных приборов. На рисунке 2.6 токовые обмотки регулятора не показаны. С помощью реостата изменяется напряжение сети, подаваемое к катушке электромагнита регулятора. Оно измеряется вольтметром и имитирует напряжение генератора. Ток возбуждения генератора измеряется амперметром . Лампочка в цепи угольного столба имитирует обмотку возбуждения генератора. Падение напряжения на сопротивлении угольного столба измеряется вольтметром .

Рисунок 2.6 – Схема лабораторной установки «Угольный регулятор напряжения»

2.3.2 Порядок выполнения работы

1. Изучить принцип работы и устройство угольного регулятора напряжения;

2. Запустить приложение «Угольный регулятор напряжения». Ознакомиться с интерфейсом программы;

3. Изучить конструкцию можно, зайдя в меню программы. В специальном окне с рисунком, нажимая на числа соответствующие детали устройства, будет появляться названия;

4. После ознакомления, перейти на главную панель где расположен регулятор, и в правом нижнем углу программы нажать на кнопку «Сборка» и произвести сборку принципиальной схемы стенда. Для помощи можно воспользоваться чертежом схемы, который находиться непосредственно в меню программы.

5. После правильной сборки, автоматически происходит переход на главную панель.

6. Включить тумблер на положение ВКЛ и, увеличивая напряжение при помощи реостата , проследить за изменением тока возбуждения.

Результаты измерений занести в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - зависимость тока возбуждения от выходного напряжения

Напряжение следует увеличивать ступенями через 5 В до тех пор, пока якорь не начнет поворачиваться. После этого следует прибавлять напряжение медленнее, с тем, чтобы за время поворота якоря до упора снять 34 точки. Для удержания якоря в промежуточных положениях необходимо убавлять напряжение при помощи реостата . Таким образом имитируется снижение напряжения генератора под воздействием регулятора.

1. Построить на одном графике зависимость для обоих случаев регулировки усилия пружины и вычислить для них минимальное и максимальное значения сопротивления угольного столба по формулам:

; (2.4)

. (2.5)

2.3.3 Оформление отчета

В отчете должны быть представлены:

1. схема лабораторной установки;

2. таблицы с результатами измерений;

3. необходимые графики и результаты расчетов;

4. выводы о диапазоне регулирования напряжения для двух значений усилия натяжения пружины.

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Характеристики

Список файлов ВКР