Jednofázový měnič střídavého napětí

Podobné dokumenty
Neřízené diodové usměrňovače

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Autoři textu: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. Ing.

Pulsní měnič pracující v prvním kvadrantu, step-down

Střídavé měniče. Přednášky výkonová elektronika

Zadané hodnoty: R L L = 0,1 H. U = 24 V f = 50 Hz

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Měření hodinového úhlu transformátoru (Distribuce elektrické energie - BDEE)

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

2. STŘÍDAVÉ JEDNOFÁZOVÉ OBVODY

13 Měření na sériovém rezonančním obvodu

Základy elektrotechniky

Fázorové diagramy pro ideální rezistor, skutečná cívka, ideální cívka, skutečný kondenzátor, ideální kondenzátor.

Digital Control of Electric Drives. Vektorové řízení asynchronních motorů. České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická

Laboratorní úloha č. 2 Vzájemná induktivní vazba dvou kruhových vzduchových cívek - Faradayův indukční zákon. Max Šauer

MS - polovodičové měniče POLOVODIČOVÉ MĚNIČE

Měření závislosti indukčnosti cívky (Distribuce elektrické energie - BDEE)

6. Viskoelasticita materiálů

Klopný obvod typu D, dělička dvěma, Johnsonův kruhový čítač

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava. (Návod do měření)

Základy elektrotechniky

Statické měniče v elektrických pohonech Pulsní měniče Jsou to stejnosměrné měniče, mění stejnosměrné napětí. Účel: změna velikosti střední hodnoty

VÝPOČET JEDNOFÁZOVÉHO TRANSFORMÁTORU

6 Měření transformátoru naprázdno

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 8. TRANSFORMÁTORY

Ele 1 asynchronní stroje, rozdělení, princip činnosti, trojfázový a jednofázový asynchronní motor

A B C. 3-F TRAFO dává z každé fáze stejný výkon, takže každá cívka je dimenzovaná na P sv = 630/3 = 210 kva = VA

Výkon střídavého proudu, účiník

5. POLOVODIČOVÉ MĚNIČE

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úlohač.5 Název: Měření osciloskopem. Pracoval: Lukáš Ledvina

1 ELEKTRICKÉ STROJE - ZÁKLADNÍ POJMY. 1.1 Vytvoření točivého magnetického pole

Ovládaní svítidel pomocí klasické elektroinstalace Laboratorní cvičení (Předmět - MPSD)

3. Změřte závislost proudu a výkonu na velikosti kapacity zařazené do sériového RLC obvodu.

Fyzikální praktikum II

Jednofázové a třífázové polovodičové spínací přístroje

Základy elektrotechniky

Laboratorní úloha. MĚŘENÍ NA MECHATRONICKÉM SYSTÉMU S ASYNCHRONNÍM MOTOREM NAPÁJENÝM Z MĚNIČE KMITOČTU Zadání:

Vítězslav Stýskala, Jan Dudek. Určeno pro studenty komb. formy FBI předmětu / 06 Elektrotechnika

Jednofázové a třífázové polovodičové spínací přístroje

i β i α ERP struktury s asynchronními motory

4.3. GONIOMETRICKÉ ROVNICE A NEROVNICE

Harmonický ustálený stav pokyny k měření Laboratorní cvičení č. 1

Základy elektrotechniky

Základy elektrotechniky

Výukové texty. pro předmět. Automatické řízení výrobní techniky (KKS/ARVT) na téma

1 Zdroj napětí náhradní obvod

Digitální učební materiál

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_355

Praktikum II Elektřina a magnetismus

Učební osnova předmětu ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ. studijního oboru M/01 ELEKTROTECHNIKA (silnoproud)

1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem

Fyzikální praktikum...

3. Kmitočtové charakteristiky

Míra vjemu flikru: flikr (blikání): pocit nestálého zrakového vnímání vyvolaný světelným podnětem, jehož jas nebo spektrální rozložení kolísá v čase

Studijní opory předmětu Elektrotechnika

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_02_Jednofázové, třífázové a řízené usměrňovače Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing.

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2) Přednáška 1

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jiří Kozlík dne:

VY_32_INOVACE_EM_1.06_měření činného, zdánlivého a jalového výkonu v jednofázové soustavě

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

Návrh a realizace regulace otáček jednofázového motoru

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Rezistor je součástka kmitočtově nezávislá, to znamená, že se chová stejně v obvodu AC i DC proudu (platí pro ideální rezistor).

Korekční křivka měřícího transformátoru proudu

Energetická bilance elektrických strojů

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

9 Měření na jednofázovém transformátoru při různé činné zátěži

7 Měření transformátoru nakrátko

Automatický spouštěč motoru hvězda- trojuhelník Laboratorní cvičení (Předmět - MPSD)

1.1. Základní pojmy 1.2. Jednoduché obvody se střídavým proudem

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

2.6. Vedení pro střídavý proud

6. ÚČINKY A MEZE HARMONICKÝCH

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického proudu

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Přenos pasivního dvojbranu RC

Automatizační technika Měření č. 6- Analogové snímače

2 Teoretický úvod 3. 4 Schéma zapojení Měření třemi wattmetry (Aronovo zapojení) Tabulka hodnot pro měření dvěmi wattmetry...

princip činnosti synchronních motorů (generátoru), paralelní provoz synchronních generátorů, kompenzace sítě synchronním generátorem,

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Cvičení 11. B1B14ZEL1 / Základy elektrotechnického inženýrství

Fyzikální praktikum...

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEI VUT BRNO

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma. Tvorba grafické vizualizace principu měření otáček a úhlové rychlosti

ZÁKLADY POLOVODIČOVÉ TECHNIKY. Doc.Ing.Václav Vrána,CSc. 03/2008

Merkur perfekt Challenge Studijní materiály

Asynchronní stroje. Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB TUO. Ing. Tomáš Mlčák, Ph.D. Katedra elektrotechniky.

Měření vlastností střídavého zesilovače

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického napětí

MĚŘENÍ JALOVÉHO VÝKONU

Pedagogická fakulta v Ústí nad Labem Fyzikální praktikum k elektronice 2 Číslo úlohy : 1

Elektrotechnika SOUBOR PŘÍPRAV PRO 3. R. OBORU M/01 Strojírenství

FRECON FREG až VA

1 JEDNOFÁZOVÝ INDUKČNÍ MOTOR

MĚŘENÍ VA CHARAKTERISTIK POLOVODIČOVÝCH DIOD

Účinky měničů na elektrickou síť

Finální zpráva MĚŘENÍ PARAMETRŮ KOMPRESOROVÉ JEDNOTKY NAPÁJENÉ Z REGULÁTORU FA ERAM SPOL S R.O. doc. Ing. Stanislav Mišák, Ph.D. Strana 1 (celkem 15)

Základy elektrotechniky

Základy elektrotechniky

Transkript:

FAKLA ELEKOECHNIKY A KOMNIKAČNÍCH ECHNOLOGIÍ VYSOKÉ ČENÍ ECHNICKÉ V BNĚ Jednofázový měnič střídavého napětí BVEL Autoři textu: doc. Dr. Ing. Miroslav Patočka Ing. Petr Procházka, Ph.D červen 213 epower Inovace výuky elektroenergetiky a silnoproudé elektrotechniky formou e-learningu a rozšíření prakticky orientované výuky OP VK CZ.1.7/2.2./15.158

Laboratorní úloha č. 3 Jednofázový měnič střídavého napětí Střídavé měniče napětí se chovají odlišně, jsou-latíženy různými typy zátěží. Výstupní napětí i proud mají totiž zcela jiné průběhy v případě -zátěže, L-zátěže, L-zátěže a asynchronního motoru. omu odpovídají i různé řídicí charakteristiky. Řídicí charakteristika pro odporovoátěž V této kapitole budeme určovat řídicí charakteristiku pro případ ryze odporové zátěže. Označení veličin je dinováno na Obr.1. t Obr.1: Střídavý měnič napětí s odporovoátěží. Označení napětí a proudů. Činný výkon na lineárním odporu je určen vztahem 2 Pč. (1) o je důvod, proč nás zajímá ektivní hodnota výstupního napětí (t) měniče. Řídicí charakteristikou tedy rozumíme závislost ektivní hodnoty výstupního napětí na řídicím úhlu. Z Obr.2 plyne, že řídicí úhel je měřen od průchodu vstupního harmonického napětí nulou do okamžikapálení triaku. Úhel stejného významu byl u řízených usměrňovačů značen rovněž symbolem. Řídicí charakteristikou je tedy funkční závislost = f( ). a Obr.2: Střídavý měnič napětí. Průběhy napětí a proudu na odporové zátěži.

Efektivní hodnotu výstupního napětí lze určit pomocí Obr.2. Druhá mocnina v diniční rovnici (2) ektivní hodnoty maže znaménko integrované funkce. Proto je možno určovat ektivní hodnotu pouze na půlperiodě: / 2 1 2 2 2 2 1 2 u ( t)dt u ( t)dt sin d a, pro. (2) S využitím známé identity 1 sin 2 1 cos 2 (3) 2 lze rovnici (2) snadno integrovat. Výsledkem je řídicí charakteristika střídavého měniče napětí ve tvaru a 1 1 1 sin 2,max 1 sin 2, pro. (4) 2 2 2 Zdůrazněme, že tato řídicí charakteristika platí pouze pro odporovoátěž. V grafické podobě je charakteristika zachycena na Obr.6.3.1-3. Měnič je plně otevřen při nulovém řídicím úhlu.,max Obr. 3: Řídicí charakteristika střídavého měniče napětí v případě odporové zátěže. Řídicí charakteristika pro induktivní zátěž V této kapitole budeme určovat řídicí charakteristiku pro případ ryze induktivní zátěže. Podobně jako u odporové zátěže, i v tomto případě nás bude zajímat ektivní hodnota výstupního napětí (t) měniče. Z Obr. 1 plyne, že řídicí úhel je opět měřen od průchodu vstupního harmonického napětí nulou do okamžikapálení triaku. Na obrázku a) je zachycena situace při řídicím úhlu = 17, na obrázku b) při úhlu = 93, který je úmyslně nepatrně větší než 9. Vidíme, že v limitním případě, blížíme-li se shora k hodnotě = 9, zúží se mezera v napětí právě na nulu, tj. mezera zanikne. V tomto stavu je měnič plně otevřen, na zátěži je největší možné napětí (harmonické). o je velký rozdíl oproti odporové zátěži, u které dochází k plnému otevření měniče až při poklesu řídicího úhlu na hodnotu =. Efektivní hodnotu výstupního napětí lze určit pomocí Obr.4. Díky druhé mocnině v diniční rovnici ektivní hodnoty, která maže znaménko integrované funkce a díky kvadrantové symetrii napětí, lze ektivní hodnotu určovat pouze v samotném druhém kvadrantu: / 2 1 2 4 2 2 2 ( )d ( )d sin 2 u t t u t t d a, pro 9. (5) / 4

a =17 a) a =93 Obr.4: Střídavý měnič napětí. Průběhy napětí a proudu na induktivní zátěži. b) S využitím známé identity 1 sin 2 1 cos 2 (6) 2 lze rovnici (5) snadno integrovat. Výsledkem je řídicí charakteristika střídavého měniče napětí ve tvaru a 1 1 21 sin 2,max 21 sin 2, pro 9. (7) 2 2 2 Zdůrazněme, že tato řídicí charakteristika platí pouze pro induktivní zátěž. V grafické podobě je charakteristika zachycena na Obr.5. Měnič je plně otevřen při řídicích úhlech ležících v intervalu 9. Oproti odporové zátěži je tedy oblast regulovatelnostúžena na interval 9 (což není z funkčního hlediska na závadu).

plné otevření,max L Obr.5: Řídicí charakteristika střídavého měniče 9 napětí v případě induktivní a odporové zátěže. Řídicí charakteristika pro L-zátěž Z Obr.6 plyne, že řídicí úhel je opět měřen od průchodu vstupního harmonického napětí nulou do okamžikapálení triaku. Na obrázku a) je zachycena situace při řídicím úhlu 13, na obrázku b) při úhlu, který je úmyslně nepatrně větší než, kde by byl přirozený fázový posuv L-zátěže, pokud by byla napájena harmonickým napětím. a) b) Obr.6: Střídavý měnič napětí. Průběhy napětí a proudu na L-zátěži.

Přirozený fázový úhel L-zátěže má velikost L arctg arctg nebo 1 arctg arctg, (8a, b) L jsou-li prvky, L zapojeny v zátěži sériově nebo paralelně. Z obrázku b) je vidět, že v limitním případě, blíží-li se řídicí úhel shora k hodnotě =, zúží se mezera v napětí právě na nulu, tj. mezera zanikne. V tomto stavu je měnič plně otevřen, na zátěži je největší možné napětí (čistě harmonické). Měnič zůstává plně otevřen při řídicích úhlech ležících v intervalu. Oproti odporové zátěži je tedy oblast regulovatelnostúžena na interval. var řídicí charakteristiky se mění v závislosti na časové konstantě = L/ konkrétní zátěže, proto by byl výpočet charakteristiky značně složitý. Charakteristika však vždy leží v oblasti mezi charakteristikami pro čistě odporovou a čistě induktivní zátěž. V grafické podobě je řídicí charakteristika zachycena na Obr.7. plné otevření,max L L 9 Obr.7: Řídicí charakteristika střídavého měniče napětí v případě L-zátěže. Průběhy napětí a proudů pro různé typy zátěže Na Obr.8 jsonázorněny průběhy napětí a proudů pro -zátěž, L-zátěž, L-zátěž, pro asynchronní motor, který je reprezentován sériově zapojenou Lu i -zátěží. Indukované napětí u i (t) v modelu stroje má harmonický průběh (který však není ve fázi ani se svorkovým fázovým napětím ani s fázovým proudem motoru). Průběhy na všech čtyřech zátěžích jsou úmyslně kresleny při stejném řídicím úhlu 13, aby je bylo možno vzájemně porovnat. Průběhy na L-zátěži a na asynchronním motoru se liší především v časovém intervalu, kdy neteče zátěží proud: V případě L-zátěže je napětí nulové, v případě motoru se na svorkách stroje objeví jeho vlastní vnitřní harmonické indukované napětí u i (t). Neteče-li proud, vyšrafovanou část tohoto harmonického napětí lze pozorovat osciloskopem. Pro motor je užitečná pouze samotná 1. harmonická z celkového výsledného kostrbatého napětí (t). Pouze tato 1. harmonická vytváří užitečný moment na hřídeli stroje. Všechny vyšší harmonické jsou neužitečné, protože generují pulsační parazitní momenty a zvyšují hysterezní i vířivé ztráty v železe stroje. V případě motoru je tedy nutno považovat za řídicí charakteristikávislost 1. harmonické napětí (t) na řídicím úhlu, tj.,1h = f( ). uto charakteristiku však nelze odvodit teoreticky, protože je složitě závislá na vlastnostech konkrétního stroje.

-zátěž L-zátěž L-zátěž Lu i -zátěž u i Obr.8: Střídavý měnič napětí. Průběhy napětí a proudu na různých typech zátěže. Zadání 1. Pro zátěž změřte řídicí charakteristiky měniče z = f(), I z = f(). Pomocí osciloskopu sledujte a nakreslete průběhy okamžitých hodnot proudátěží a napětí na zátěži. 2. Pro zátěž L změřte řídicí charakteristiky měniče z =f (). Pomocí osciloskopu sledujte a nakreslete průběhy okamžitých hodnot proudátěží a napětí na zátěži.

Obr.9: Zapojení laboratorní úlohy.