laborator cs1 lucas nuelle

Cuprins

Descrierea panoului echipamentului de laborator .............................................................pag 1

Teorie ................................................................................................................................pag 3

Redresoare monoalternanta...............................................................................................pag 7

Efectul de redresare al unui circuit necomandat....................................................pag 8Efectul de redresare al unui circuit comandat......................................................pag 13Investigarea efectului unei diode de fuga (de nul).................................................pag 19

Redresoare monofazate in punte ......................................................................................pag 23

Efectul de redresare al unui circuit necomandat...................................................pag 25Efectul de redresare al unui circuit complet comandat.........................................pag 31Efectul de redresare al uni circuit semicomandat, simetric...................................pag 39Efectul de redresare al unui circuit semicomandat, asimetric...............................pag 48

Redresoare trifazate in punte (redresoare cu sase pulsuri)..............................................pag 57Efectul de redresare al unui circuit necomandat..................................................pag 58Efectul de redresare al unui circuit complet comandat........................................pag 63Efectul de redresare al unui circuit semi-comandat ............................................pag 71

Convertoare de putere de curent alternativ.....................................................................pag 79

Pag 2

Descrierea panoului

Pag 3

Teorie

Convertoarele statice cu comutatie de la retea sunt utilizate in toate domeniile industriale si de asemenea in aplicatiile electrocasnice. Surse de tensiune, incalzitoare electrice, sisteme de iluminat, sisteme de actionare electrica, sisteme de alimentare cu energie etc., sunt exemple tipice care arata utilizarea convertoarelor statice pe scara larga. In functie de valorile nominale ale tensiunii si puterii, convertoarele statice cu comutatie de la retea sunt utilizate cu alimentare in monofazat sau trifazat. Are de asemenea importanta daca se doreste modificarea amplitudinii tensiunii monofazate sau trifazate sau este necesara generarea unei tensiuni continue variabile. Lucrul de baza este ca se realizeaza conversia energiei electrice dintr-o forma in alta si se modifica valoarea ei. Pentru a face aceasta, este important ca, in functie de necesitati, energia sa poata fi transmisa de la retea spre convertor sau de la convertor spre retea. Urmatoarele forme de conversie sunt posibile (Fig. 2)

Fig.2 Tipuri de baza de convertoare

Numele convertoare cu comutatie de la retea descrie tipul comutatiei. Comutatia este trecerea curentului de pe un dispozitiv semiconductor (dioda, tiristor sau tranzistor de putere) pe altul. In cazul convertoarelor cu comutatie de la retea, comutatia este in functie de tensiunea de retea. Pentru scopuri practice, elementele ( dispozitivele semiconductore de putere) utilizate intr-un convertor pot fi oricare din urmatoarele:

-Diode de putere-Tiristoare

alte dispozitive semiconductoare importante sunt:

Tranzistoare de putere Triace IGBT GTO

pag 4

Urmatoarele circuite cu comutatie de la retea au semnificatie fundamentala si caracteristicile lor pot fi examinate usor utilizand diode si tiristoare:

Fig. 3 Redresor monofazat monoalternanta ( M1)

Fig. 4 Redresor monofazat bialternanta ( in punte) (B2)

Fig. 5 Redresor cu sase pulsuri (trifazat in punte) (B6)

pag 5

Fig.6 convertor de putere de curent alternativ ( variator de tensiune alternativa) (W1)

Fig. 7 Variator de tensiune trifazat (W3)

circuitele B2, B6, W1 si W3 din figurile 4, 5, 6 si 7 pot fi complet comandate sau semicomandate.

Pentru un regim sinusoidal, componentele puterii sunt, conform standardului DIN 40110, urmatoarele:

Puterea aparenta: S=U*I

Puterea activa, sau reala: P=U*I*cosφ

Puterea reactiva: Q =U*I*sinφ

Din aceste expresii se poate scrie relatia de lagatura intre puterea aparenta, reala si reactiva:

S=U*I= In cazul laboratorului de convertoare, trebuie incluse definitii aditionale datorita formelor de unda nesinusoidale pentru curent si tensiune.

Pag 6

Doar armonica fundamentala a curentului contribuie la puterea activa:

P=

Puterea reactiva este o combinatie de putere reactiva pe fundamentala, care este data de relatia urmatoare:

si puterea reactiva deformanta ( datorata armonicilor superioare):

Puterea aparenta pe fundamentala este calculata utilizand ecuatia urmatoare:

In concluzie, puterea aparenta totala poate fi calculata cu urmatoarea formula:

S=U*I=

Componentele puterii sunt sunt laturile a trei triunghiuri dreptunghice, care pentru claritate pot fi aranjate intr-un cub ( reprezentare vectoriala).

Fig. 8 Componenetele puterii a unui convertor cu comutatie de la retea

pag 7

Capitol

Redresoare monofazate monoalternanta

Introducere

Redresoarele monoalternanta sunt utilizate in special pentru aplicatii de putere redusa, ca electrocasnice ca si incarcatoare de baterie simple si surse de tensiune. Pentru aceste scopuri, convertorul utilizat este sau unul necomandat ( M1U ) sau comandat ( M1C). In majoritatea cazurilor convertorul este conectat direct la retea.

Exercitii individuale

Efectul de redresare al unui circuit necomandat

inregistrati formele de unda ale tensinii de intrare, tensiunii si curentului de iesire pentru sarcina rezistiva

calculati valoarea medie a tensiunii de iesire calculati puterea activa( reala) inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire cu sarcina

rezistiv- inductiva.

Efectul de redresare al unui circuit comandat

inregistrati formele de unda ale tensinii de intrare, tensiunii si curentului de iesire pentru sarcina rezistiva

inregistrati formele de unda ale tensinii de intrare, tensiunii si curentului de iesire pentru sarcina rezistiv-inductiva

inregistrati caracteristica de control investigati efectul unui circuit de suprimare a supratensiunilor ( circuit RC serie)

Investigati efectul unei diode de fuga

- inregistrati formele de unda ale tensinii de intrare, tensiunii de iesire, curentului de intrare, curentului de iesire pentru sarcina rezistiv-inductiva- inregistrati caracteristica de control.

pag 8. Lucrarea nr. 1


Obiective:

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca formele de unda caracteristice unui redresor monofazat monoalternanata Recunoasca ca o bobina de netezire (de filtrare) are ca efect extinderea perioadei de conductie si produce tensiuni negative pe sarcina recunoasca ca puterea activa consumata este jumatate din putere consumata in cazul in care

sarcina ar fi conectata direct la retea.

Exercitii

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii de iesire si curentului de iesire cu o

sarcina rezistiva calculati valoarea medie a tensiunii de la iesire

- calculati puterea activa - inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire pentru

sarcina rezistiv- inductiva

Asamblati circuitul din figura 1.3. si conectati ca sarcina o rezistenta de 270 Ohm. Conectati transformatorul de izolare. Puneti comutatorul unitatii universale de control pe pozitia RS232 si conectati convertorul la PC, deschizand programul PHACON. In program selectati modul de control “Single-phase/multipulse”. Inainte de inceperea masuratorilor, procesul trebuie calibrat cu ajutorul PC-ului.

Nota:

Exercitiul poate fi efectuat si fara PC, utilizand potentiometrul integrat in unitatea de control. Modul de operare pentru unitatea de control trebuie sa fie 1 PHASE CONTROL. Fara PC, nu este posibil sa afisati puterea, valorile medii, etc.

Pentru a inregistra formele de unda pe un osciloscop, setati osciloscopul astfel:CH1: 1 V/div, CH2: 0.2 V/div Timebase: 1ms/div, Trigger: Mains supply

Selectati urmatoarele domenii pentru amplificatoarele diferentiale:

Canal de masura Marimea masurata DomeniuA tensiune iesire 150VB tensiune intrare 150VC curent intrare 2.5 VD curent iesire 2.5 V

pag 9Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire pentru sarcina rezistiva

Inregistrati formele de unda ale urmatoarelor variabile, in functie de unghiul de comanda, pe o durata de doua perioade (720 grade) Tensiunea de intrare

tensiunea de iesire curentul de iesire

valoarea medie a tensiuni de iesire

Fig. 1.1 Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor monoalternanta necomandat cu sarcina rezistiva.

Analizati formele de unda ale tensiunii si curentului de iesire:

Calculati valoarea medie a tensiunii de iesire

Calculati valoarea medie a tensiunii de iesire si comparati rezultatul cu valoarea masurata

Um2= ___________

Valoarea medie masurata a tensiunii de iesire este:

Um2=______________

pag 10 Calculati puterea activa consumataCalculati puterea activa consumata fara redresare. Comparati resultatul cu valoarea masurata.

Puterea activa consumata ( puterea reala) fara redresare este:

P1 = ...................................

Intrucat puterea se transmite intre retea si sarcina doar pe alternanta pozitiva, puterea convertita este jumatate din puterea ce se obtine dac asarcina este conectata direct la retea:

P1 = ...................................

Puterea activa masurata este:

P1 = ....................................

nregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire pentru sarcina rezistiv-inductiva

Inregistrati formele de unda ale urmatoarelor variabile, in functie de unghiul de comanda, pe o durata de doua perioade ( 720 grade) Tensiunea de intrare



Fig. 1.2. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor monoalternanta cu sarcina rezistiv-inductiva

pag 11Determinati perioada (intervalul) de conductie si comparati rezultatul cu masuratorile facute in experimentul 1 :

Determinati valoarea medie a tensiunii de iesire, Um2, si explicati de ce aceasta valoare este mai mica cu o sarcina rezistiv-inductiva in comparatie cu o sarcina rezistiva:

pag 12

Schema pt lucrarea nr 1.

pag 13

LUCRAREA NR.2

Efectul de redresare al unui circuit comandat

Obiective:

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca formele de unda caracteristice unui redresor monofazat monoalternanata comandat

-Recunoasca ca o bobina de netezire (de filtrare) are ca efect extinderea perioadei de conductie si produce tensiuni negative pe sarcina

recunoasca ca valoarea medie a tensiunii de iesire si astfel si puterea activa consumata poate fi modificata continuu.

Aprecieze necesitatea utilizarii unui circuit de suprimare a supratensiunilor pentru tiristor.

Exercitii

inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii de iesire si curentului de iesire cu o

sarcina rezistiva inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire pentru

sarcina rezistiv- inductiva inregistrati caracteristica de control- investigati circuitul de suprimare a supratensiunilor care pot sa apara la blocarea tiristorului la sarcina rezistiv-inductiva.


Nota:





pag 14

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire cu sarcina rezistiva.

Inregistrati variabilele urmatoare, in functie de unghiul de comanda, pentru o durata de 2 perioade ( alfa = 90, R = 270 Ohm)

tensiunea de intrare tensiunea de iesire curentul de intrare valoarea medie a tensiunii de iesire

Fig. 1.4. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor comandat cu sarcina rezistiva.

Analizati formele de unda ale tensiunii si curentului de iesire

pag 15

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire cu sarcina rezistiv-inductiva.

Inregistrati variabilele urmatoare, in functie de unghiul de comanda, pentru o durata de 2 perioade ( alfa = 90, R = 270 Ohm, L = 1.2 H)

tensiunea de intrare tensiunea de iesire curentul de intrare valoarea medie a tensiunii de iesire

Fig1.5. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor comandat cu sarcina rezistiv- inductiva.

Analizati formele de unda ale tensiunii si curentului:

pag 16

Inregistrati caracteristicile de control:

Desenati valoarea medie a tensiunii de iesire si puterea activa consumata, in functie de unghiul de comanda:

Fig. 1.6. Caracteristica de control si puterea activa consumata pentru un redresor comandat cu sarcina rezistiva.

Ce poate fi spus despre domeniul de ajustare a valorii medii a tensiunii de iesire?

Investigati efectul conectarii unui circuit de suprimare a supratensiunilor pe tiristor

In primul rand, evaluati procesul de comutatie (trecerea tiristorului in starea blocat), cu referire la Fig. 1.4 si Fig. 1.5

Cum justificati raspunsul de mai sus:

pag 17

Conectati redresorul ca in Fig.1.8 cu circuitul RC (circuitul este conectat cu linie intrerupta ). Inregistrati urmatoarele variabile, in functie de unghiul de comanda, pentru durata de doua perioade ( alfa = 90 grd, R = 270 Ohm, L = 1.2 H)

Fig. 1.7 Formele de unda pentru un redresor comandat cu sarcina rezistiv-inductiva si circuit RC serie

Interpretati rezultatul:

pag 18

Schema pt lucrarea nr 2

pag 19LUCRAREA NR. 3Investigati efectul unei diode de fuga.

Obiective:

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca formele de unda caracteristice unui redresor monofazat monoalternanata comandat, cu

dioda de fuga Recunoasca ca o bobina de fuga limiteaza intervalul de conductie a tiristorului si previne

aparitia tensiunii negative pe sarcina recunoasca ca valoarea medie a tensiunii de iesire cu sarcina rezistiv-inductiva este aceeasi ca

valoarea medie pentru sarcina rezistiva.- recunoasca faptul ca, caracteristicile de control ale circuitelor care includ o dioda de fuga nu sunt dependente de raportul intre rezistenta si inductivitate.

Exercitii

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii de iesire si curentului de iesire cu o sarcina rezistiv-inductiva

inregistrati caracteristicile de control


Nota:





pag 20

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si formele de unda ale curentului de intrare si de iesire pentru sarcina rezistiv-inductiva

Inregistrati formele de unda ale urmatoarelor variabile, in functie de unghiul de comanda, pe o durata de doua perioade ( 720 grade) . Alfa = 90 grd, R = 270 Ohm, L = 1.2 H. Tensiunea de intrare



Fig. 1.1 Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor monoalternanta comandat, cu dioda de fuga, alfa = 90 grd, R = 270 Ohm, L = 1.2 H..

Analizati formele de unda ale curentului de intrare si curentului de iesire. In plus, comparati forma de unda a tensiunii cu forma de unda din figura 1.5.

pag 21

Inregistrati caracteristica de control

Desenati forma de unda a valorii medii a tensiunii de la iesire in functie de unghiul de comanda:

Fig. 1.10 Caracteristica de control a redresorului monoalternanta comandat, cu dioda de fuga

Comparati forma de unda cu cea din figura 1.6

pag 22

schema pt lucrarea nr 3

pag 23

4.Redresoare in punte

Introducere

Redresoarele in punte utilizate sunt redresorul necomandat, redresorul comnplet comandat si redresorul semicomandat. Ele pot sa functioneze cu alimentare de la retea.

In Europa, redresoarele in punte sunt cunoscute uneori sub numele din tabelul de mai jos.

Abreviere tipul circuitului

B2U redresor necomandatB2HK semi-comandat/ simetric B2HZ semi-comandat/ asimetricB2C complet comandat

In acest grup de lucrari vor fi investigate efectul de redreasare, controlabilitatea tensiunii de iesire si peterea ceruta ( necesara) pentru aceste circuite de baza.

De asemenea va fi analizat efectul unei bobine de netezire (de filtrare) in circuitul de curent continuu.



Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare (AC), tensiunii si curentului de iesire (DC) Calculati valoarea medie a tensiunii de iesire Calculati componentele puterii:

- Puterea aparenta - Puterea activa ( reala) - Puterea reactiva

- Puterea reactiva pe armonica fundamentala

Efectul de redresare al unui circuit complet comandat

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii de iesire si curentului de iesire inregistrati caracteristica de control

- calculati componentele puterii: puterea aparenta puterea activa ( reala) puterea reactiva puterea reactiva pe armonica fundamentala

pag 24

Efectul de redresare a unui circuit semi-controlat, simetric Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii de iesire si curentului de iesire inregistrati caracteristica de control


Efectul de redresare a unui circuit semi-controlat, asimetric Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii de iesire si curentului de iesire inregistrati caracteristica de control


Pag 25

Lucrarea nr. 5Efectul de redresare al unui circuit necomandat ( punte de diode)

Obiective:

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca efectul de redresare a unei redresor in punte cu diode recunoasca ca datorita efectului bobinei de netezire, curentul de la iesire nu mai are o forma

sinusoidala. Recunoasca ca daca bobina de netezire este de valoare mare curentul de la intrare are forma

dreptunghiulara recunoasca ca puterea reactiva este zero.

Exercitii

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii de iesire si curentului de iesire calculati valoarea medie a tensiunii de la iesire

- calculati componentele puterii: puterea aparenta puterea activa ( reala) puterea reactiva

puterea reactiva pe armonica fundamentala


Nota:





pag 26Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire:

Inregistrati formele de unda ale urmatoarelor variabile, ca functii de unghiul de comanda, pe o durata de doua perioade ( 720 grade) Tensiunea de intrare tensiunea de iesire armonica fundamentala ( prima armonica) a curentului

curentul de iesire valoarea medie a tensiuni de iesire

Sarcina: Initial R = 270 Ohm, apoi R = 270 Ohm, L = 1.2 H

Fig. 2.1 Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor necomandat in punte cu sarcina rezistiva.

Pag. 27

Fig. 2.2. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor necomandat in punte cu sarcina rezistiv-inductiva.

Comparati formele de unda ale curentului de iesire (DC), curentului de intrare si armonica fundamentala a curentului de intrare pt fig. 2.1. si fig. 2.2.

Calculati valoarea medie a tensiunii de la iesire

Calculati valoarea medie a tensiunii de la iesire si comparati rezultatul cu valoarea masurata

Um2 =.......................Valoarea medie masurata a tensiunii de la iesire este:

Um2 =.......................

Calculati componentele puterii

Calculati puterea activa consumata (pentru sarcina rezistiva) si comparati rezultatul cu valoarea masurata.

pag 28

Puterea activa consumata ( puterea reala) fara redresare este:

P1 = ...................................

Intrucat fiecare alternanta a tensiunii de alimentare este activa, puterea convertita este:

P1 = ...................................

Puterea activa masurata este:

P1 = ....................................

Comparati rezultatul cu masuratorile obtinute pentru redresorul monoalternanta ( fig. 1.2)

Explicati de ce, pentru o sarcina rezistiva, puterea reactiva pentru armonica fundamentala Q1_1 este 0 Var.

Afisati diagrama vectoriala a componentelor de putere pentru sarcina rezistiva si rezistiv-inductiva.

Nota:Programul PC Phacon este necesar pentru a efectua acest exercitiu

Fig.2.3. Componentele puterii pentru un redresor necomandat in punte cu sracina rezistiva

pag 29

Fig2.4 Componentele puterii pentru un redresor necomandat in punte cu sarcina rezistiv-inductiva

Evaluati rezultatele.

Sarcina rezistiva ( Fig 2.1 si 2.3)

Sarcina rezistiv- inductiva ( fig 2.2. si 2.4.)

pag 30 SCHEMA

Pag 31

Lucrarea nr.6

Efectul de redresare al unui circuit complet comandat (punte complet comandata)

Obiective:

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca comanda in faza a unui redresor in punte complet comandat. recunoasca faptul ca pentru sarcina rezistiv-inductiva se produc supratensiuni tranzitorii

negative. Recunoasca faptul ca controlabilitatea tensiunii este functie de sarcina convertorului. recunoasca ca forma de unda a curentului de la iesire distorsionata la o forma de unda

dreptunghiulara, daca exista o inductivitate de valoare mare in sarcina. aprecieze generarea

Exercitii

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii de iesire si curentului de iesire inregistrati caracteristica de control.



Nota:





Pag 32Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire:

Desenati formele de unda ale urmatoarelor variabile, ca functii de unghiul de comanda, pe o durata de doua perioade ( 720 grade) Tensiunea de intrare tensiunea de iesire

curentul de intrare curnetul de iesire

Unghiul de comanda: alfa = 90 grade. Sarcina: Initial R = 270 Ohm, apoi R = 270 Ohm, L = 1.2 H.

Fig. 2.6. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor complet comandat in punte cu sarcina rezistiva.

Pag.33

Fig. 2.7 Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor complet comandat in punte cu sarcina rezistiv-inductiva.

Comparati efectul de redresare pentru fig 2.6 si 2.7 in legatura cu intervalul de conductie si forma de unda a tensiunii de la iesire.

Ce mod de operare este posibil pentru acest tip de convertor cand tensiunea de la iesire este negativa?

Inregistrati caracteristicile de controlDesenati tensiunea de iesire, puterea activa, puterea reactiva pe fundamentala functie de unghiul de comanda alfa.

Fig.2.8. Caracteristicile de control ( sarcina rezistiva)

pag. 34.

Fig.2.9. Caracteristicile de control pentru sarcina rezistiv-inductiva

Comparati resultatele pentru cele doua tipuri de sarcina. Stabiliti domeniul de control posibil.

Ce raspuns de tensiune este posibil cu o inductanta cu valoare infinita ( energia stocata in circuitul de sarcina).

Calculati componenetele puterii

puterea aparenta puterea reala puterea reactiva puterea reactiva pe armonica fundamentala

Desenati diagrama vectoriala care arata componentele puterii

Nota:

Pentru aceasta parte a exercitiului este necesar programul PC PHACON

pag 35

Fig.2.10 Componentele puterii pentru un redresor in punte complet comandat ( sarcina rezistiva)

Fig.2.10 Componentele puterii pentru un redresor in punte complet comandat ( sarcina rezistiv-inductiva)

Explicati de ce este produsa putere reactiva pentru sarcina rezistiva si pentru rezistiv-inductiva. Pentru a face aceasta, desenati tensiunea de la intrare si armonica fundamentala a curentului de la intrare ca functie de unghiul de comanda:

pag. 36

Fig. 2.12 Defazajul armonicii fundamentale pentru sarcina rezistiva


Fig. 2.13 Defazajul armonicii fundamentale pentru sarcina rezistiva-inductiva


pag.37

Desenati diagrama vectoriala care arata componentele puterii, raportate la puterea activa (reala).

Fig. 2.14 Componentele puterii – reprezentare raportata la puterea P ( sarcina rezistiva).

Fig. 2.15 Componentele puterii – reprezentare raportata la puterea P ( sarcina rezistiv-inductiva).

Evaluati circuitele, referitor la necesiatile de putere reactiva

pag 38 SCHEMA LUCRARE NR.

Pag 39

Lucrarea nr.7

Efectul de redresare al unui circuit semicomandat (punte semicomandata), simetric

Obiective:

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca formele de unda la comanda in faza a unui redresor in punte complet semicomandat. recunoasca faptul ca pentru sarcina rezistiv-inductiva NU AVEM portiuni in care tensiunea de

sarcina este negativa Recunoasca faptul ca controlabilitatea tensiunii nu depinde de sarcina convertorului. Recunoasca faptul ca puterea reactiva ceruta de la retea este mai mica ca la convertorul in punte

complet comandat.

Exercitii




Nota:





Pag. 40 Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire:

Desenati formele de unda ale urmatoarelor variabile, ca functii de unghiul de comanda, pe o durata de doua perioade ( 720 grade)

-Tensiunea de intrare tensiunea de iesire

curentul de intrare curnetul de iesire armonica fundamentala a curentului de intrare


Fig. 2.17 Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor in punte semi-comandat, simetric, cu sarcina rezistiva.

Fig. 2.18. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor in punte semi-comandat, simetric, cu sarcina rezistiv-inductiva.

Pag 41Comparati rezultatele cu cele de la un convertor in punte complet comandat.

Explicati de ce curentul de iesire nu are portiuni in care este zero iar curentul de la intrare are.

pag 42

Inregistrati caracteristicile de control

Desenati tensiunea de iesire, puterea activa si puterea reactiva pe fundamentala functie de unghiul de comanda alfa.

Fig. 2.19 Caracteristica de control ale unui circuit in punte semicomandat asimetric ( sarcina rezistiva)

Fig. 2.20 Caracteristicile de control ale unui circuit in punte semicomandat asimetric ( sarcina rezistiv-inductiva)

pag. 43

Comparati rezultatele cu cele de la convertorul in punte complet comandat.

Sarcina rezistiva:

Sarcina rezistiv-inductiva:

Calculati componenetele puterii


Desenati diagrama vectoriala care arata componentele puterii.

Nota:

Pentru aceasta parte a exercitiului este necesar programul PC PHACON

Fig. 2.21. Componenetele puterii pentru un convertor in punte complet comandat, simetric (sarcina rezistiva)

pag 44

Fig. 2.22. Componenetele puterii pentru un convertor in punte complet comandat, simetric (sarcina rezistiv-inductiva)

Explicati de ce este prezenta puterea reactiva. Pentru a face aceasta, desenati formele de unda ale tensiunii de intrare si armonica fundamentala a curentului.

Fig. 2.23. Defazajul armonicii fundamentale a curentului ( sarcina rezistiva)

Determinati defazajul si evaluati rezultatul:

pag 45

Fig. 2.24 Defazajul intre armonica fundamentala a curentului si tensiunea de intrare pentru sarcina rezistiv-inductiva.

Determinati defazajul si evaluati rezultatul

Desenati diagrama vectoriala care arata componentele puterii, raportate la puterea activa

Fig. 2. 25. Componentele puterii, raporatate la puterea activa ( sarcina rezistiva)

Pag.46

Fig. 2. 26. Componentele puterii, raporatate la puterea activa ( sarcina rezistiv-inductiva)

Evaluati circuitele ( sarcina rezistiva si sarcina rezistiv- inductiva), in legatura necesarul de putere reactiva.

pag 47

SCHEMA pt lucrarea nr.7

Pag 48

Lucrarea nr.8

Efectul de redresare al unui circuit semicomandat (punte semicomandata), asimetric

Obiective:

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca formele de unda la comanda in faza a unui redresor in punte complet semicomandat. recunoasca faptul ca pentru sarcina rezistiv-inductiva NU AVEM portiuni in care tensiunea de

sarcina este negativa Recunoasca faptul ca controlabilitatea tensiunii nu depinde de sarcina convertorului. Analizeze incarcarea asimetrica a tiristoarelor, in comparatie cu incarcarea simetrica care se

obtine in cazul circuitului semicomandat, simetric .

Exercitii




Nota:





pag 49

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, tensiunii si curentului de iesire:

Desenati formele de unda ale urmatoarelor variabile, ca functii de unghiul de comanda, pe o durata de doua perioade ( 720 grade) Tensiunea de intrare tensiunea de iesire

curentul de intrare curnetul de iesire armonica fundamentala a curentului de intrare


Fig. 2.28 Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor in punte semi-comandat, asimetric, cu sarcina rezistiva.

Pag 50

Fig. 2.29. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor in punte semi-comandat, asimetric, cu sarcina rezistiv-inductiva.

Comparati resultatele cu cele de la redresorul in punte semicomandat, simetric.

Pag 51


Desenati formele de unda ale tensiunii de iesire, puterii active si puterii reactive pe fundamentala functie de unghiul de comanda alfa.

Fig. 2.30 Caracteristica de control ( sarcina rezistiva)

Fig. 2.31 Caracteristica de control (sarcina rezistiv- inductiva)

Pag 52

Comparati caracteristicile ( cea obtinuta pentru sarcina rezistiva cu cea obtinuta pentru sarcina rezistiv-inductiva)



Desenati diagrama vectoriala care arata componenetele puterii.

Nota:Este nevoie de softul PHACON

Fig. 2.32 Componentele puterii pentru un redresor semicomandat, asimetric, cu sarcina rezistiva

pag 53

Fig 2.33 Componentele puterii pentru un redresor semicomandat asimetric cu sarcina rezistiv-inductiva

Explicati de ce exista putere reactiva de comanda. Pentru a face aceasta, desenati formele de unda ale tensiunii de intrare si armonicii fundamentale a curentului de intrare.

Fig. 2. 34 Defazajul intre armonica fundamentala a curentului si tensiunea sinusoidala de la intrare pentru sarcina rezistiva


pag 54

Fig. 2.35. Defazajul intre armonica fundamentala a curentului de intrare si tensiunea de intrare pentru sarcina rezistiv- inductiva


Pag 55Schema pt lucrarea nr

pag 56

pag 57

Redresoare cu sase pulsuri ( redresoare trifazate in punte)

Introducere

Redresoarele in punte cu sase pulsuri pot fi necomandate, comandate sau semicomandate. Ele pot sa functioneze cu alimentare directa la reteaua trifazata.

Principalele circuite sunt:

Abreviare Tipul circuituluiB6U necomandatB6CH semi-comandat B6C complet comandat

In acest capitol vor fi investigate efectul de redresare, controlabilitatea tensiunii de la iesire si cerintele de putere pentru aceste circuite de baza. De asemenea, va fi analizat efectul pe care il are introducerea unei bobine de filtrare ( de netezire) in circuitul de curent continuu ( la iesire).



inregistrarea formelor de unda calculul valorii medii a tensine de la iesire calculul componentelor puterii


Efectul de redresare al unui circuit complet comandat

inregistrarea formelor de unda inregistrare caracteristicilor de control calculul componentelor puterii


Efectul de redresare al unui circuit semicomandat

inregistrarea formelor de unda inregistrarea caracteristicilor de control calculul componentelor puterii


pag 58Lucrarea nr.

Efectul de redresare pentru un circuit necomandat ( punte trifazata cu diode)

Obiective:

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca formele de unda caracteristice redresorului in punte cu sase pulsuri (punte trifazata cu

diode) recunoasca faptul ca pentru sarcina rezistiv-inductiva efectul de filtrare este foarte puternic. Recunoasca faptul ca daca in sarcina exista o inductivitate de valoare mare, curentul de intrare

este distorsionat la o forma de unda dreptunghiulara. recunoasca ca nu apare putere reaciva pe armonica fundamentala

Exercitii

Inregistrati formele de unda calculati valoarea medie a tensiunii de iesire


Asamblati circuitul din figura 3.5. si conectati ca sarcina o rezistenta de 270 Ohm. Conectati transformatorul de izolare. Puneti comutatorul unitatii universale de control pe pozitia RS232 si conectati convertorul la PC, deschizand programul PHACON. In program selectati modul de control “Three phase”. Inainte de inceperea masuratorilor, procesul trebuie calibrat cu ajutorul PC-ului.

Nota:





pag 59 Ilustrarea efectului de redresare

Inregistrati formele de unda ale tensiunii de intrare, curentului de intrare, tensiunii de iesire, curentului de iesire, valorii medii a tensiunii de iesire, armonicii fundamentale a curentului de intrare.

Inregistrati formele de unda pentru sarcina rezistiva (Rs = 270 Ohm) si rezistiv-inductiva (Rs = 270 Ohm, L = 1.2 H).

Fig. 3.1. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor trifazat cu sarcina rezistiva

Fig. 3.2. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor trifazat cu sarcina rezistiv-inductiva

pag 60Comparati forma de unda a tensiunii de la iesire cu cea de la lucrarea care se refera la redresorul in punte necomandat (punte de dioda monofazata)

Deteminati perioada de conductie a diodelelor pentru sarcina rezistiva si rezistiv inductiva

Comparati formele de unda ale curentului de intrare si de iesire, pentru sarcina rezistiv-inductiva

Ce concluzii pot fi trase din formele de unda ale curentului de intrare si armonicii fundamentale a curentului de intrare.

Calculati valoarea medie a tensiunii de la iesireComparati valoarea calculata cu valoarea masurata.Um2 = ___________Valoarea medie masurata pentru tensiunea de la iesireUm2 = ____________


puterea aparenta puterea activa puterea reactiva puterea reactiva pe armonica fundamentala

Desenati diagrama vectoriala care arata componenetele puterii pentru ambele sarcini.

pag 61

Nota:Este necesar softul PHACON

Fig. 3.3 Componentele puterii pentru sarcina rezistiva R= 270 Ohm

Fig. 3.4 Componentele puterii pentru sarcina rezistiva-inductiva R= 270 Ohm, L = 1.2 H

Comparati diagramele vectoriale din fig. 3.3. si 3.4.

pag 62

schema pt lucrarea nr.

pag 63Efectul de redresare la un circuit complet comandat

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: cunoasca formele de unda caracteristice redresorului in punte cu sase pulsuri complet

comandat(punte trifazata cu tiristoare) recunoasca faptul ca pentru sarcina rezistiv-inductiva tensiunea de la iesire poate avea portiuni

in care este negativa . Recunoasca faptul ca daca in sarcina exista o inductivitate de valoare mare, curentul de intrare

este distorsionat la o forma de unda dreptunghiulara. recunoasca ca nu apare putere reactiva pe armonica fundamentala

Exercitii

Inregistrati formele de unda inregistrati caracteristicile de control



Nota:





pag 64


Inregistrati formele de unda pentru sarcina rezistiva (Rs = 270 Ohm) si rezistiv-inductiva (Rs = 270 Ohm, L = 1.2 H).

Fig. 3.6. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor trifazat cu sarcina rezistiva ( R=270 Ohm), la un unghi de comanda de 30 de grade

Fig. 3.7. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor trifazat complet comandat cu sarcina rezistiva la un unghi de comanda alfa = 60 grade

pag 65

Fig. 3.8 Formele de unda ale curentului si tensiunii de sarcina pentru un redresor complet comandatcare alimenteaza o sarcina rezistiv- inductiva ( R = 270 Ohm, L = 1.2 H), alfa = 30 grd

Fig. 3.9 Formele de unda ale curentului si tensiunii de sarcina pentru un redresor complet comandatcare alimenteaza o sarcina rezistiv- inductiva ( R = 270 Ohm, L = 1.2 H), alfa = 60 grd

pag 66

Comparati rezultatele din punct de vedere al intermitentei curentului si tensiunii

Comparati relatia de faza intre fundamentala curentului si tensiunea de la intrare la acelasi unghi de comanda, dar in conditii de sarcina diferite:

Desenati formele de unda ale tensiunii de iesire si curentului de iesire pentru sarcina rezistiv inductiva R = 270 Ohm, L = 0.3 H , unghi de comanda alfa = 90 grd.

Fig. 3.10 Formele de unda ale curentului si tensiunii de iesire pentru un redresor complet comandat . R = 270 Ohm, L = 0.3 H, alfa = 90 grd

Evaluati forma de unda a tensiunii de la iesire.

pag 67


Desenati caracteristica de control pentru o sarcina rezistiva ( R = 270 Ohm) si rezistiv- inductiva ( R= 270 Ohm si L = 1.2 H)

fig. 3.11. Caracteristicile de control, sarcina rezistiva ( R = 270 Ohm)

fig. 3.12 Caracteristicile de control, sarcina rezistiv-inductiva ( R = 270 Ohm, L = 1.2 H)

pag 68

Comparati caracteristicile de control



Desenati diaframa vectoriala care arata componentele puterii raportate la puterea activa si comparati rezultatele.

Nota:

Necesar softul PHACON.

Fig. 3.13. Componentele puterii, unghi de comanda alfa = 30 grd, sarcina rezistiva R= 270 Ohm

pag 69

Fig. 3.14. Componentele puterii, unghi de comanda alfa = 30 grd, sarcina rezistiv-inductiva R= 270 Ohm, L = 1.2 H

Comparati componentele puterii

pag 70Schema pt lucrarea nr.

Pag 71 Lucrare nr. 9

Efectul de redresare la un circuit semicomandat

La sfarsitul acestei lucrari, studentii trebuie sa fie capabili sa: recunoasca efectul de redresare al unui circuit semicomandat in punte trifazata. recunoasca nivelul redus al puterii reactive a circuitului. Aprecieze ca acest tip de circuit nu poate functiona ca invertor. recunoasca ca amplitudinea tensiunii de iesire este mai mare comparativ cu circuitul complet

comandat, daca unghiul de comanda este acelasi.

Exercitii

Inregistrati formele de unda inregistrati caracteristicile de control



Nota:





Pag 72


Inregistrati formele de unda pentru sarcina rezistiv-inductiva (R = 270 Ohm, L = 1.2 H), la un unghi de comanda de 30 grd.

Fig. 3.16. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor trifazat semicomandat cu sarcina rezistiv-inductiva ( R=270 Ohm, L = 1.2 H), la un unghi de comanda de 30 de grade.

Evaluati forma de unda a tensiunii si variatia tensiunii.

Pag 73Inregistrati formele de unda pentru o sarcina rezistiv-inductiva ( R = 270 Ohm, L = 1.2 H) la un unghi de comanda de 60 grade, apoi la 90 grade)

Fig. 3.17. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor trifazat semicomandat cu sarcina rezistiv- inductiva, R = 270 Ohm, L = 1.2 H, alfa = 60 grade.

Fig. 3.18. Formele de unda ale curentului si tensiunii pentru un redresor trifazat semicomandat cu sarcina rezistiv- inductiva, R = 270 Ohm, L = 1.2 H, alfa = 90 grade.

Pag 74 Determinati durata de conductie a diodelor, notata delta. De asemenea, descrieti forma de unda a curentului de la iesire si de intrare.

Inregistrati carcateristicile de control

Desenati caracteristicile de control cu o sarcina rezistiva ( R= 270 Ohm) si o sarcina rezistiv-inductiva ( R = 270 Ohm, L = 1.2 H).

Fig. 3. 19. Caracteristicile de control, sarcina rezistiva ( R = 270 Ohm)

pag. 75

Fig. 3.20. Carcateristicile de control, sarcina rezistiv-inductiva ( R = 270 Ohm, L = 1.2 H)

Comparati caracteristicile de control 1. Una cu cealalta2. cu un circuit complet comandat



Desenati diagrama vectoriala care arata componentele puterii reportate la puterea activa

Nota:

Este necesar softul PHACON

pag 76

Fig. 3.21. Componentele puterii, la un unghi de comanda de 30 de grade, pentru sarcina rezistiva ( R = 270 Ohm)

Fig. 3.22 Componentele puterii, la un unghi de comanda de 30 grade, sarcina rezistiv- inductiva ( R = 270 Ohm, L = 1.2 H)

Comparati componenetele puterii cu un circuit complat comandat

pag 77Schema pt lucrarea nr.

Pag 78

pag 79capitol nou (contine o singura lucrare)

Convertoare de putere de curent alternativ ( lucrarea se refera la un variator de tensiune alternativa)

Introducere

Convertoarele de putere de curent alternativ sunt circuite complet comandate pentru controlul continuu al tensiunii alternative aplicate sarcinii. De exemplu, controland valoarea efectiva a tensinii, se poate modifica stralucirea filamentului unei lampi (dimmer) sau puterea unei aplicatii electrocasnice. In aceste tipuri de convertoare se utilizeaza tiristoare conectate in antiparalel sau triace.

In acest laborator va fi utilizat un circuit de baza pentru a investiga controlabilitatea tensiunii alterna tive si a componenetelor puterii. Va fi investigat effectul consumatorilor inductivi asupra formei de unda a curentului alternativ.


Modificarea valoarii efective a tensiunii de iesire

Afisati formele de unda ale tensiunii de intrare si iesire si ale curentului inregistrati caracteristicile de control calculati componentele puterii

puterea aparenta puterea reala puterea reactiva armonica fundamentala a puterii reactive.

Exercitii:

Asamblati circuitul din figura 4.7. . si conectati ca sarcina o rezistenta de 270 Ohm. Conectati transformatorul de izolare. Puneti comutatorul unitatii universale de control pe pozitia RS232 si conectati convertorul la PC, deschizand programul PHACON. In program selectati modul de control “Single-phase/multipulse”. Inainte de inceperea masuratorilor, procesul trebuie calibrat cu ajutorul PC-ului.

Nota:



pag 80Selectati urmatoarele domenii pentru amplificatoarele diferentiale:


Natura valorii efective pentru o tensiune alternativa.

Afisati formele de unda ale tensiunii de intrare si iesire si ale curentului de intrare

Desenati urmatoarele variabile functie de unghiul de comanda pentru o durata de doua perioade (720 de grade).

tensiunea de intrare tensiuneade iesire curentul de intrare armonica fundamentala a curentului de intrare

unghiul de comanda: alfa = 90 grade, sarcina: R = 270 Ohm, L = 1.2 H

Fig. 4.1 Convertor de putere de curent alternativ, sarcina rezistiva, alfa = 90 grd

pag 81

fig. 4.2. Convertor de putere de curent alternativ, sarcina rezistiv-inductiva, unghi de comanda 90

Comparati formele de unda ale tensiunii si curentului:

Tensiunea de iesire:

Curentul de iesire

Armonica fundamentala a curentului:

pag 82


Desenati valoarea efectiva a tensiunii de iesire, puterea activa consumata si puterea reactiva pe armonica fundamentala functie de unghiul de comanda cu o sarcina rezistiva ( R = 270 Ohm) si rezistiv- inductiva ( R = 270 Ohm, L = 1.2 H).

Fig. 4.3 Caracteristile de control (R = 270 Ohm)

Fig. 4.4 Caracteristicile de control ( R = 270 Ohm, L = 0.3 H)

pag 83 Comparati controlabilitatea si puterea reactiva. Domeniul de control (comanda) pentru cele doua cazuri

Puterea reactiva

Cu o sarcina rezistiv- inductiva conectata, incercati sa controlati convertorul de putere de curent alternativ in domeniul de la 0 grade le 20 grade. Comentati rezultatul:



desenati diagrama vectoriala care arata componenetele puterii

Nota:Este necesar softul PHACON pentru acest exercitiu

pag 84

Fig. 4.5. Componentele puterii ( R= 270 Ohm, alfa = 90 grd)

Fig. 4.6. Componentele puterii ( R= 270 Ohm, L = 0.3 H, alfa = 90 grd )

Comparati rezultatele. Explicati valoarea ridicata a puterii reactive:

pag 85

schema pt lucrarea nr.

laborator cs1 lucas nuelle

Documents