Лабораторная работа № 3

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

Подготовьте шаблон отчета в редакторе MS Word.

Установите лабораторный модуль Lab2A на макетную плату лабора­торной станции NI ELVIS. Внешний вид модуля показан на рис.2.10.

При исследовании характеристик тиристора и управляемого выпря­мителя используется схема, изображенная на рис.2.11

Рис. 2.10. Внешний вид модуля Рис. 2.11. Принципиальная электри-
Lab2A для исследования характери- ческая схема для исследования ха-

стик тиристора и управляемого рактеристик тиристора и управ-
выпрямителя ляемого выпрямителя

Загрузите и запустите программу Lab-2.vi.

После ознакомления с целью работы нажмите кнопку «Начать ра­боту». На экране появится изображение ВП, необходимого для выполне­ния задания 1 (рис.2.12).

Задание 1. Исследование волыпамперной характеристики тиристора

4.1.1. Установите с помощью ползункового регулятора, находящего­ся на передней панели ВП, напряжение источника питания в цепи управ­ляющего электрода Е_унр примерно равным 0,5 В. Нажмите на панели ВП кнопку «Измерение». На графическом индикаторе ВП появится график зависимости анодного тока Ia тиристора от напряжения на аноде U_a. Линия красного цвета соответствует режиму монотонного увеличении анодного напряжения U_a от 0 В до 10 В, а линия синего цвета - режиму монотонного уменьшения анодного напряжения от 10 В до 0 В при неизменном напря­жении управления Е_упр. Отрезки пунктирных линий соответствуют не под­дающимся измерению с помощью данного ВП разрывам на ВАХ в момен­ты переключения тиристора.

Рис. 2.12. Лицевая панель ВП при выполнении задания 1

4.1.2. Постепенно уменьшая напряжение на управляющем электроде
и каждый раз нажимая при этом кнопку «Измерение» для построения
ВАХ, определите и запишите в отчет минимальное напряжение источника
ЭДС управления E_ynp._min, при котором в условиях эксперимента происходит
включение тиристора. Ориентируясь на показания цифровых индикаторов
на передней панели ВП, определите и запишите в отчет результаты изме­
рения тока управления I _упр, и напряжения на управляющем электроде U_ynp,
соответствующих данному режиму работы тиристора.

Скопируйте изображение, полученное на графическом индикаторе на страницу отчета.

4.1.3. Определите величины анодного тока I _а и напряжения на аноде U_a в момент включения тиристора. Для этого, управляя с помощью пол-зункового регулятора Е_а, расположенного на передней панели ВП, поло­жением курсора на графике ВАХ, установите курсор на пологом участке восходящей ветви ВАХ около точки включения. Запишите в отчет показа­ния амперметра I_а.вкл и вольтметра U_a.вкл

4.1.4. Определите остаточное напряжение на тиристоре. Для этого с помощью ползункового регулятора Е_а установите курсор на крутом участке ВАХ в точке, соответствующей анодному току I _а=10 мА. Запишите в отчет показания вольтметра U_a, соответствующие остаточному напряжению U_a.ocm.

4.1.5. Определите ток и напряжение выключения тиристора. Для этого с помощью ползункового регулятора Е_а установите курсор на крутом участке нисходящей ветви ВАХ около точки выключения. Запишите в отчет показа­ния амперметра I _а, соответствующие току выключения I а.выкл- и показания

вольтметра U_a, соответствующие напряжению выключения U _а.выкл.

4.1.6. Постепенно увеличивая напряжение на управляющем электро­де и, нажимая при этом кнопку «Измерение» для построения ВАХ, опре­делите и запишите в отчет напряжение на выходе источника ЭДС управле­ния Е_{упр.тах}, начиная с которого на ВАХ тиристора отсутствует пологий участок. Также определите и запишите в отчет соответствующие этому режиму ток управления I _упр, и напряжение на управляющем электроде U_ynp.

4.1.7. Нажмите на передней панели ВП кнопку «Перейти к зада­нию 2», на экране появится лицевая панель ВП, необходимая для выпол­нения задания 2 (рис.2.13).

Рис. 2.13. Лицевая панель ВП при выполнении задания 2

Задание 2. Получение семейства статических характеристик тиристора

4.2.1. С помощью цифровых элементов управления, расположенных на передней панели ВП, установите полученные при выполнении задания 1 минимальное E_ynp,_min и максимальное Е_упр._тах значения напряжения на вы­ходе источника ЭДС управления. Нажмите на панели ВП кнопку «Изме­рение». На графическом индикаторе ВП появится изображение семейства статических характеристик тиристора, представляющих собой зависимости анодного тока от напряжения на аноде при фиксированных значениях тока управляющего электрода I _упр. Установившиеся при этом значения I _упр ото­бражаются на поле графика в виде таблицы.

4.2.2. Скопируйте изображение семейства статических характери­стик тиристора, полученное на графическом индикаторе, на страницу от­чета. Средствами MS Word для каждой кривой отметьте соответствующие

31

значения тока управления I _упр.

4.2.3. Для каждой полученной характеристики определите анодный ток I а.вкл и напряжение на аноде U _а.вкл в момент включения тиристора. Для этого используйте горизонтальную и вертикальную визирные линии, пе­ремещаемые с помощью соответствующих ползунковых регуляторов «У» и «X», снабженных цифровыми индикаторами для считывания показаний. Полученные результаты запишите в отчет.

4.2.4. Нажмите на передней панели ВП кнопку «Перейти к зада­нию 3», на экране появится лицевая панель ВП, необходимая для выпол­нения задания 3 (рис.2.14).

Рис. 2.14. Лицевая панель ВП при выполнении задания 3

Задание 3. Исследование работы управляемого однополупериодного выпрямителя

4.3.1. При выполнении данного задания используется входной сиг­нал синусоидальной формы. С помощью элементов управления ВП уста­новите следующие параметры входного сигнала: частота примерно 200 Гц, амплитуда примерно 9,0 В. С помощью ползункового регулятора схемы управления (схема управления реализована в LabVIEW программно) уста­новите задержку импульсов управления относительно входного сигнала, соответствующую углу включения тиристора, равному примерно 90 градусов. На верхнем графическом индикаторе можно наблюдать изо­бражение входного сигнала (синий цвет) и импульсов управления (крас­ный цвет), на нижнем - выходное напряжение на нагрузке U_H (синий цвет) и средний уровень этого напряжения U_Hсp. (красный цвет).

Скопируйте изображения обоих графических индикаторов в отчет.

4.3.2. Определите диапазон изменения угла включения тиристора (a_min, a_max), в котором средняя величина напряжения на нагрузке изменяет­ся соответственно от максимального до минимального значения. Для этого с помощью ползункового регулятора схемы управления плавно изменяйте угол включения от 0 до 180 град., контролируя форму напряжения на на­грузке по графическому индикатору, а среднюю величину напряжения по цифровому индикатору U_H._cp. Полученные граничные значения угла вклю­чения и величины среднего напряжения на нагрузке запишите в отчет.

4.3.3. Установите с помощью регулятора схемы управления полу­ченный в предыдущем пункте угол включения a_min, при котором тиристор полностью открыт в течение положительных полуволн входного напряже­ния. С помощью визирной линии графического индикатора «Y» выходного сигнала определите мгновенные значения напряжения на нагрузке, соот­ветствующие моментам включения и_нвкл и выключения и_н._выкл тиристора и максимальное мгновенное напряжение на нагрузке U_H._max. Полученные значения запишите в отчет.

4.3.4. Сравните напряжение Uн.вкл с напряжением U_a.вкл, полученным в п.4.1.3, а напряжение U_н.выкл с напряжением U _а.выкл полученным в п.4.1.5.

4.3.5. Вычислите разность между амплитудой входного сигнала и максимальным мгновенным напряжением на нагрузке AU=U_ex._m - Uн.max Сравните полученное значение с величиной остаточного напряжения ти­ристора U_a.осm, определенное в п.4.1.4.

4.3.6. Выключите ВП, для чего нажмите на панели ВП кнопку «За­вершение работы».

• Какие полупроводниковые приборы называются тиристорами?

• Изобразите структуру динистора.

• Нарисуйте транзисторную схему замещения динистора.

• При каком условии происходит включение динистора?

• Какими способами можно обеспечить выключение динистора?

• Чем отличаются конструкции тиристора от динистора?

• Какие бывают разновидности тиристоров?

• Каковы особенности ВАХ тиристора по сравнению с динистором?

• Существуют ли отличия в способах выключения тиристора и дини­стора?

• В чем состоят особенности конструкции и принципа работы сими-стора?

• Как выглядит ВАХ симистора?

• Каков принцип работы управляемого выпрямителя?

• Насколько точно определены в работе параметры тиристора? От чего может зависеть качество полученных результатов?

33

Дата добавления: 2015-05-06