Методические указания по организации самостоятельной работы студентов

Подготовку к выполнению работы следует начать с самостоятельного изучения соответствующих разделов учебников [1, 2, 3].

Преобразователем напряжения называют устройство, преобразующее постоянное низковольтное напряжение U_он в постоянное высоковольтное напряжение U_ов. Идея преобразования постоянного напряжения состоит в периодическом подключении этого источника к обмотке трансформатора, в которой возникает ЭДС самоиндукции в соответствии с равенством

 

U₁ =-L(dі₁/dt) = - L1(Δі₁/Δt)

 

(рис.6.1а, б). Трансформатор TV можно выполнить повышающим, тогда U₂>U₁ и после выпрямления (или умножения) напряжения U₂ вырабатывается U_ов.

В технике различают инверторы и конверторы. Инвертор – это преобразователь постоянного напряжения в переменное. Конвертор преобразует низковольтное постоянное напряжение в высоковольтное; таким образом, конвертор содержит в себе инвертор.

 

Рисунок 4.1 - Принцип преобразования напряжения

 

Первые ПН были механического действия (вибрационные или вращательные) Но затем они были вытеснены полупроводниковыми, в которых ключевыми элементами являются транзисторы и тиристоры.

Следует иметь в виду, что разработано огромное количество транзисторных и тиристорных ПН. Но все они могут быть отнесены к двум группам: автоуправляемые и с независимым (внешним) возбуждением. Важно учесть, что тиристорные ПН могут быть только с независимым возбуждением.

Широкое распространение получили тиристорные ПН, запускаемые внешним генератором импульсов. На рис.4.2.а, б, г, д, приведены основные схемы преобразователей.

Необходимо знать характерные особенности данных устройств. Между анодами тиристоров включен конденсатор С₀ . Его назначение - обеспечить надежное отключение неработающего тиристора. Под действием импульсов запуска тиристоров происходит периодический перезаряд С₀ , в результате чего при включении VS2 напряжение на С₀ (с плюсом слева) будет направлено навстречу плюсу источника U_он , и тиристор VS1 отключится , так как напряжение на его аноде на мгновение станет равным нулю. Далее этот процесс будет периодически повторяться.

Включение обратных диодов VD1 и VD2 в схеме рис.4.2 повышает КПД преобразователя, так как ЭДС дросселя L₁ создает дополнительные импульсы тока в коллекторных обмотках TV.

Рисунок 4.2 - Тиристорные ПН

Основной недостаток данных схем ПН - пилообразный характер напряжения U_в, который затрудняет работу схемы выпрямления. Использование двух резонансных контуров, которые подключаются к R_н тиристорами, обеспечивает получение практически гармонического напряжения (рис.4.2д).

Подготовку к выполнению лабораторной работы следует завершить предварительным ознакомлением с лабораторным макетом и измерительной аппаратурой.

Методика исследования ТПН включает снятие нагрузочных характеристик, зависимости КПД от частоты управления тиритсторами, осциллографические исследования.

Следует подготовить бланк отчета, занести в него схему ПН и структурную схему лабораторной установки.