Учебный прибор по электротехнике

 

Изобретение относится к учебным приборам и обеспечивает демонстрацию фазового регулирования выходного напряжения тиристорных выпрямителей . Целью изобретения является расширение дидактических возможностей. Прибор содержит неподвижное основание с нанесенным на нем синусоидальным графиком, подвижную пластину со светофильтром, прямоугольными окнами и цветовыми пятнами, упругие шторки , закрепленные на подвижной пластине , и верхнюю панель с графическим рисунком вьшрямителя, продольными фигурньми вырезами и прямоугольным окт ном. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 G 0 В 23/18..I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4180657/40-1 2 (22) 12 ° 01.87 (46) 07.01.89. Бюл. № 1 (72) Ю.M. Любченко и Ю.Т. Березкин (53) 381.136.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1359796, кл. G 09 В 23/18, 1986. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ (57) Изобретение относится к учебным приборам и обеспечивает демонстрацию фазового регулирования выходно„„Я0„„1449994 А1

ro напряжения тиристорных выпрямителей. Белью изобретения является расширение дидактических воэможностей.

Прибор содержит неподвижное основание с нанесенным на нем синусоидальным графиком, подвижную пластину со светофильтром, прямоугольными окнами и цветовыми пятнами, упругие шторки, закрепленные на подвижной пластине, и верхнюю панель с графическим рисунком выпрямителя, продольными фигурными вырезами и прямоугольным ок-о ном. 1 э.п. ф-лы, 4 ил.

1449994

Изобретение относится к учебным приборам по электротехнике и может быть использовано в учебном процессе при изучении принципа фазового ре5 гулирования в управляемых однофазных выпрямителях в учебных дисциплинах по электротехнике, промышленной электронике, силовой преобразовательной технике, электроснабжению и других, читаемых в профессионально-технических училищах, средних и высших технических учебных заведениях.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей за счет демонстрации фазового регулирования выходного напряжения тиристорного выпрямителя, а также демонстрации падения напряжения на тиристоре.

На фиг. 1 и 2 представлена кон- 20 струкция прибора" на фига 3 и 4 сборные детали прибора.

Учебный прибор состоит из верхней панели 1, неподвижного основания

2, подвижной панели 3, дополнитель- 25 ной пластины 4 и упругих прямоугольных шторок 5.

В верхней панели 1 выполнены прямоугольное окно 6 и продольные вырезы 7 шкалы управляющих импульсов, фи- 30 гурные вырезы по форме. полуволн 810 синусоиды, вырез 11 по форме кривой регулировочной характеристики.

На лицевой стороне верхней панели 1 нанесены оси временных диаграмм 1 214 напряжений на аноде-катоде тиристора, выпрямленного. выходного напряжения (на сопротивлении нагрузки) и регулировочной характеристики соответственно.

На лицевой стороне неподвижного основания 2 нанесены синусоидальные графики напряжений U@<> 15 и Ug 16 вторичных обмоток а и Ь трансформатора и фоновая окраска 17 по форме полуволн синусоиды. В подвижной панели .3 выполнены прямоугольные окна

18 и 19, нанесены метки, имитирующие управляющие импульсы ?О и 21, фоновая окраска 22 по форме прямоугольников, вертикальная риска 23. В окне

18 закреплен светофильтр 24 с меткой индикации угла a. и нанесена разметка для установочных мест 25 шторок 5.

В дополнительной пластине 4 вы- 55

И полнены вертикальные вырезы 2о и нанесена фоновая окраска:. 27 и 28 по форме прямоугольников. Шторка 5 с левой стороны имеет установочное место для закрепления шторки на подвижной панели. Амплитуды полуволн 8 и 10 отверстий равны между собой, а амплитуды полуволны 9 отверстия в два раза больше амплитуд полуволн 8 и 10 отверстий. При наложении панелей основания и подвижной панели совпадают окна 6 и 18 и временные диаграммы 15 и 16 синусоид„ вырез 7 шкалы управляющих импульсов H управляющие импульсы 20 и 21, отверстия 9 и фоновая окраска 22, вертикальная ось диаграммы 14 и риска 23.

Цвет линии синусоидального графика 15 совпадает с цветом управляющих импульсов 20, фоновой окраски 17, 22 и. 27, а цвет синусоидального графика 16 совпадает с цветом управляющих импульсов 21, фоновой окраски 28.

Порядок сборки прибора показан на фиг. 3 и 4. Дополнительная пластина

4 крепится к оборотной стороне верхней панели 1 таким образом, чтобы прорези 26 совпадали с началом полуволн на диаграмме 13. Упругие прямо- угольные шторки 5 своими установочными местами крепятся к подвижной панели 3 на разметки 25. При сборке прибора правые стороны шторок 5 вводят в прорези 26 дополнительной пластины 4, накладывая лицевую сто— рону панели 3 на оборотную сторону панели 1,, затем закрепляют между собой панели 1 и 2.

Пример l. Преподаватель указывает на схему управляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой, изображенную на панели (фиг. 1) Аноды тиристоров VS1 "и VS2 присоединены к выводам вторичной обмотки и трансформатора 29, а управляющие электроды связаны с системой 30 управления (СУ), Система управления формирует управляющие импульсы U, и и обеспечивает их фазовый сдвиг относительно напряжений Б и

U . Угол задержки, отсчитываемый от момента нулевого значения напряжений U<с, или U z (соответствующего смене полярности напряжения с отрицательной на положительную)i называется углом управления Ы . Тиристор отпирается при наличии положительного напряжения на аноде и управляющего импульса на управляющем электроде.

При a = 0 совмещается перемещением панели.2 крайняя левая метка ин1449994 дикации угла с началом координат временных диаграмм 1 5 и 1 6 напряжений. Импульс на открытие тиристора поступает в момеит смены отрицатель5 ной полярности напряжения на аноде на положительную. Тиристор VSI открывается. Падение напряжения на тиристоре VSI (окраска 27) равно нулю, что видно из диаграммы -12 . IO напряжения.для тиристора VSI.

Выходным напряжением является напряжение обмотки, которое прикладывается к сопротивлению нагрузки (указывается на диаграмме 13) В этот 15 полупериод тиристор VS2 (окраска 28) закрыт. Через полупериод от момента включения тиристора VSI (окраска 27) полярности напряжения на тиристорах меняются на противоположные. Тирис- lp тор VSI (окраска 28) закрывается, так как к его аноду-катоду прикладывается обратное напряжение, равное сумме напряжений на обмотках. В этот же момент на управляющий электрод тирис- 25 тора VS2 (окраска 28) подается импульс, тиристор открывается и напряжение U прикладывается к выходу выпрямителя.

Среднее значение выходного напря- 30 жения Ц,1 определяется как

Н

Ц = -„Цat

C(35 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ди под кривой выпрямленного напряже40 ния, то при угле ol= 0 напряжение U максимально и равно Цд,, что иллюстрируется регулировочной характеристикой U = й(;().

При угле Ы= 90 (преподаватель

45 перемещением подвижной панели устанавливает крайнюю левую метку индикации угла d в точку ы t =(7/2) тиристор VSI (окраска 27) на интервале

0 — !/2 закрыт. К тиристору VSI (окраска 27) прикладывается прямое на50 пряжение U .Как видно из диаграммы, выходное напряжение U g выпрямителя на этом интервале равно нулю. В момент cut = Il/2 от СУ 30 поступает импульс V, на открытие тиристора

VS1 (окраска 27) . Тиристор VSI (окраска 27) открывается, падение напряжения на тиристоре равно нулю (диаТак как ) U

Через четверть периода после подачи импульса на тиристор VSI (окраска 27) полярность напряжений на тиристорах меняется. Тиристор Ч$1 (окраска 27) закрывается, а так как на тиристор VS2 (окраска 28) управляющий импульс еще не подан, то закрыт и тиристор VS2 (окраска 28), Напряжение U< на интервале Г-З н/2 равно нулю (диаграмма 13), В момент ы t = Зя/2 импульсом

Ц„ открывается тиристор VS2 (oxpacКа ?8) и выходное напряжение скачком возрастает до напряжения U < . Обратным закрывающим напряжением на гиристоре VSI (окраска 27) в интервале и -ЗК/2 является напряжение обмотки а, в момент vt = 3h/2 в результате открытия тиристора VS2 обратное напряжение скачком возрастает до суммарного напряжения обмоток а и Ь (диаграмма 13).

Как видно из диаграммы выходного напряжения, при угле g .†. 90 напряжение U -, è U > подключается к выходу только на четверть периода, по-., этому среднее значение выходного напряжения U уменьшается (преподаватель указывает на регулировочную диаграмму 14), 1. Учебный прибор по электротехнике, содержащий неподвижное основание с выполненными на нем разными цветами синусоидальными графиками, размещенную на нем подвижную пластину с прямоугольным окном со светофильтром с нанесенными на нем цветными вертикальными метками, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширен. я дидактических возможностей за счет демонстрации. фазового регулирования выходного напряжения тиристорного выпрямителя, оно содержит верхнюю панель с прямоугольным окном, продольными и фигурными вырезами, прямоугольные шторки из упругого материала, количество которых совпадает с количеством фигурных вырезов, и дополнительно тонально окрашенную пластину с вертикальными вырезами, при этом прямоугольные окна подвижной пластины и верхней панели размещены над синусоидальными

5 14499 графиками, фигурные вырезы в верхней панели выполнены в виде положительных полуволн синусоиды, а дополнительная пластина закреплена на задней

5 стороне верхней панели под фигурнымп вырезами, при этом вертикальные вырезы дополнительной пластины совпадают с началом полуволн, прямоуголь,ные шторки закреплены левым краем на

1 ,подвижной пластине с возможностью введения правого края в вертикальные вырезы дополнительной пластины, при

1 этом тональная окраска дополнитель ной пластины совпадает с цветом по- 1б ложительных полуволн синусоидальных графиков, а на подвижной пластине против продольных вырезов верхней панели нанесены цветные метки, совпадающие по вертикали с метками на эо светофильтре, а по цвету — с цветом положительной части синусоидальных графиков.

94

2. Прибор по п. 1, о тл ич аюшийся тем, что, с целью демонстрации падения напряжения на тиристоре, на неподвижном основании и подвижной пластине нанесены тональные пятна одинакового цвета, в верхней панели выполнены дополнительные фигурные вырезы, а в подвижной пластине — дополнительные прямоугольные окна, при этом дополнительные фигурные вырезы выполнены в виде синусоиды, верхняя полуволна которой по высоте совпадает с высотой синусоидального графика, а нижняя в два раза превышает ее, ширина тональных пятен и ширина дополнительных прямоугольных окон равны длине полуволны синусоидальных графиков, причем форма тональных пятен на неподвижном основании имеет вид отрицательных полуволн синуаоиды, а на подвижной пластине — вид прямоугольников, ! 449994

1449994

Составитель В. Тюркин

Техред А. Кравчук

Корректор В. Гирняк

Редактор В. Данко

Заказ 6969/49 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4