Содержание, форма и правила оформления отчета по лабораторной работе

Аналогично лабораторной работы 1.

Вопросы для защиты работы:

1. Поясните устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

2. Поясните принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

3. Что такое скольжение?

4. Назовите и изобразите графики известных вам характеристик асинхронного двигателя.

5. Какие способы пуска асинхронного двигателя вы знаете?

6. Какие существуют способы регулирования частоты вращения асихнонных двигателей? Кратко охарактеризуйте каждый из них.

7. При каком значении выходной мощности наступает максимум К.П.Д.?

8. От чего зависит выходная мощность на валу двигателя?

9. Почему cosφ возрастает с повышением нагрузки на валу?

10. Почему при измерении напряжения и тока двигателя используют линейные значения?

Лабораторная работа 5

Исследование характеристик диодов, стабилитронов, тиристоров (2 ч)

Цель работы: Формирование у студента компетенции ПК-3, ПК-7, ПК-8. В связи с этим выполняются следующие задачи:

1. Эмпирическое определение к.п.д. и построение внешней характеристики выпрямителей на основе измерения входных и выходных токов и напряжений выпрямителя при разных значениях нагрузки.

2. Определение напряжения и минимального значения тока стабилизации стабилитрона на основе измерения вольт-амперной характеристика стабилитрона.

3. Измерение построение вольт-амперной характеристики тиристора.

Теоретическое обоснование

Характеристики диода и их использование для однофазных выпрямителей. Электропитание потребителей электрической энергии, которыми являются электронные цепи радиотехнических, вычислительных устройств, устройств автоматики, датчики физических величин и т.д., осуществляется от источников постоянного напряжения. Поскольку промышленная выработка электроэнергии осуществляется в виде переменного тока, возникает необходимость преобразования переменного напряжения в постоянное. Для этой цели используются нелинейные элементы – диоды, характеризующиеся тем, что их динамическое сопротивление зависит от полярности приложенного напряжения. На рисунке 5.1 а приведено символическое изображение однополупериодного выпрямителя, на рисунке 5.1 б – вольт-амперная характеристика диода.

а)                                                б)

Рисунок 5.1 – Однополупериодный выпрямитель и вольт-амперная характеристика диода

Временная диаграмма выпрямленного напряжения представлена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 – Временная диаграмма выпрямленного напряжения

Средние значения выходных напряжений указанных выпрямителей  в зависимости от среднеквадратичного значения фазного входного переменного напряжения  для однополупериодного выпрямителя определяются следующим образом: .

 – коэффициент полезного действия;

 – коэффициент мощности;

 – внутреннее сопротивление;

 – размах пульсаций, или

 – коэффициент пульсаций.

Характеристики стабилитрона. Характеристика полупроводникового стабилитрона, символическое изображение которого приведено на рисунке 5.3 а, отличается от характеристики диода формой ветви вольт-амперной характеристики в области отрицательных напряжений, как показано на рисунке 5.3 б.

а)                                       б)

Рисунок 5.3 – Условно графическое обозначение стабилитрона и его

вольт-амперная характеристика

При некотором значении обратного напряжения на стабилитроне происходит пробой p-n-перехода в обратном направлении, носящий обратимый характер. При напряжении, равном значению пробоя, динамическое сопротивление стабилитрона резко уменьшается, в результате чего ток через стабилитрон определятся параметрами внешней цепи. Указанное напряжение пробоя называется напряжением стабилизации стабилитрона и является основной его характеристикой. Стабилитрон характеризуется также допустимой мощностью и обратным током. Диапазон напряжений стабилизации стабилитронов составляет от единиц до сотен вольт.

Характеристики тиристоров. Тиристор представляет собой управляемый полупроводниковый прибор с дискретной (релейной) характеристикой управления. Символическое изображение однонаправленного тиристора представлено на рисунке 5.4 , его типичная вольт-амперная характеристика на рисунке 5.4 б приведена.

а)                                       б)

Рисунок 5.4 – Условно графическое обозначение стабилитрона и его

вольт-амперная характеристика

Функциональное назначение тиристора – замыкание участка электрической цепи по сигналу управления. Сигнал управления подается к управляющему электроду (У) по отношению к катоду (К). При отсутствии управляющего сигнала (тока управления) тиристор можно представить в виде разомкнутого участка электрической цепи. Это состояние тиристора называется запертым или непроводящим состоянием и характеризуется небольшим значением тока утечки, от единиц микроампер до единиц миллиампер, в зависимости от типа тиристора. При протекании определенного значения тока по цепи У-К и при наличии замкнутой цепи между источником напряжения, анодом (А) и катодом (К) тиристор переходит в проводящее состояние, т.е. отпирается, пропуская ток внешней цепи в направлении от А к К. Отпирание тиристора носит регенеративный характер, поэтому тиристор остается в проводящем состоянии после прекращения тока в цепи управления при условии, что ток в цепи А-К больше нуля. Переход тиристора из проводящего состояния в непроводящее, при отсутствии тока управления, происходит при некотором минимальном значении тока в цепи А-К, называемым током удержания I_УД. Значение I_УД является одним из характеристик тиристора. Ток управления тиристора, при котором последний переходит в проводящее состояние, зависит от напряжения между А и К. Чем меньше напряжение между А и К, тем больше необходимый ток управления для перехода тиристора в проводящее состояние, т.е. в состояние отпирания.

Диапазон рабочих напряжений и токов тиристоров, в зависимости от типа тиристора, составляет от десятков вольт до нескольких тысяч вольт, и от единиц ампер до нескольких тысяч ампер, соответственно. Область применения тиристоров – регулирование действующего значения переменного напряжения, управляемые выпрямители, преобразование постоянного напряжения в переменное, исполнительные узлы устройств автоматики и т.д.