Порядок проведения лабораторной работы

6.

Исследование однофазного (мостового) инвертора с симметричным управлением, с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией при работе на активно-индуктивную нагрузку п. 3.1 содержания работы проводится на виртуальной установке (рис. 6.10.1), подробное описание которой приведено выше.

 Параметры источника питания, однофазного мостового транзисторного инвертора, его блока управления и амплитуда моделирующего напряжения задаются преподавателем. При самостаятельном изучении их целесообразно задать такими же, как на рис. 6.10.1, 6.10.2, 6.10.4, 6.10.5. Параметры моделирования задаются такими, как на вкладке Simulation/parameters (рис. 6.10.7).

Рис. 6.10.7. Окно насройки параметров моделирования

При снятии внешних характеристик изменяются параметры R_H,L_H нагрузки. Сопративление R_H изменяется в пределах от 10 до 100 Ом. При этом для каждого значения R_H рассчитывается величина L_H так, чтобы постоянная времен нагрузки оставалось неизменной, равной Т_Н= =0.01c. Моделирование проводится для каждого значения сопративления нагрузки. Результаты моделирования заносятся в табл. 6.10.1.

Табл. 6.10.1

Амплитуда первых гармоник тока и напряжения на нагрузке и их начальные фазы определяются по показаниям Display, средний ток в источнике питвния определяются по пакозаниям Display1. Мгновенные значения этих величин можно наблюдать на экране осциллоскопа (рис. 6.10.8). Средний действующий ток в силовом полупроводниковом модуле определяются по показаниям Display2.

В графическом окне блока Multimeter (рис. 6.10.9) наблюдаются максимальные напряжение и ток силового модуля.

Рис. 6.10.8. Ток питания, ток нагрузки и напряжение на нагрузке однофазного инвертора

Рис. 6.10.9. напряжение и ток силового модуля

Сдвиг по фазе между первой гармоникой тока и напряжения на нагрузке рассчитывается по формуле: : φ_Н=φ_U-φ_I.

Полная активная мощность по первой гармонике в нагрузке рассчитываются по выражениям:

S_H(1)= (BA)  P_H(1)=  (Вт).

Мощность, потребляемая от источника питания, определяется по выражению:

P₁=U₁I₁ (Вт).

Потери в силовом полупроводниковом модуле определяются по формуле:

Р_Т= ²,

где - параметры силового модуля (рис. 6.10.2), а ,  – его средний и действующий ток (табл. 6.10.1).

Коэффициент модуляции напряжения на нагрузке определяется по формуле: 𝑚= , где U_мод – амплитуда модулирующего синусоидального напряжения, U_ГПН – амплитуда напряжения ГПН.

По результатам табл. 6.10.1 строятся:

· внешняя (нагрузочная) характеристика инвертора U_H=f(I_H);

· энергетические характеристики I₁, I_T, I_T(RMS)=ƒ(I_H);

· энергетические характеристики инвертора S₁(1), P₁(1), P_T=ƒ(P_H).

Исследование регулировочной характеристики инвертора по п. 3.2 содержания лабораторной работы осуществляется на модели (рис. 6.10.1) при одном значении сопративления нагрузки (задается преподавателем) и изменении амплитуды модулирующего напряжения от 0 до 2 В с шагом 0.5 В. Моделирование осуществляется при каждом значении модулирующего напряжения, при этом заполняется табл. 6.10.2.

Табл. 6.10.2

По данным таблицы строится регулировачная характеристика U_Н=ƒ(U_мод).

Исследование спектрального состава напряжения и тока нагрузки инвертора осуществляется при одном значении модулирующего напряжения (задается преподавателем) в пакете расширения Signal Processing Toolbox. Подробное описание интерактивных средств этого пакета расширения было дано в гл. 1, гл. 3. Используя средства просмотра сигнала, записанного в рабочую область под именем Lab_10, можно просмотреть ток в нагрузке (рис. 6.10.10).

Рис. 6.10.10. Ток нагрузки

Спектральный состав напряжения на нагрузке показан на рис. 6.10.11.

Спектральный состав тока нагрузки показан на рис. 6.10.11.

Для определения абсолютных значений гармонических составляющихв вольтах и амперах следует воспользоваться формулой:

U_H(υ)_max(B)= (1)_max ,  I_H(υ)_max(A)= I_H(1)_max

где, (1)_max, I_H(1)_max – амплитуды первых гармоник напряжения и тока нагрузки в вольтах и амперах, считанные с дисплея,  значения, определенные из рис. 6.10.11, 6.10.12.

Рис. 6.10.11. Спектральный состав напряжения на нагрузке

Рис. 6.10.12. Спектральный состав тока нагрузки

По результатам измерений и расчетов заполняется табл. 6.10.3.

Табл. 6.10.3

Измерения				Вычисления
(1)max (В)	y2…yυ	IH(1)max(A)	y2…yυ	(2)max… (υ)max (B)	IH(2)max… IH(υ)max (A)

Содержание отчета

6.1. Схема виртуальной установки.

6.2. Выражения для расчета основных характеристик.

6.3. Нагрузочная характеристика инвертора.

6.4. Энергетические характеристики инвертора.

6.5. Регулировачная характеристика инвертора.

6.6. Спектральный состав напряжения и тока нагрузки

6.7. Выводы по работе.

Лабораторная работа №11