목차
1. 실험 목적
2. 관련 이론
가. 사이리스터 단상브리지
나. 두 개의 사이리스터와 두 개의 다이오드를 갖는 브리지 정류기
다. 정류기와 인버터 모드
3. 실험 요약
4. 실험 순서
가. 수동부하에 공급하는 위상 제어브리지
나. 두 개의 사이리스터와 두 개의 다이오드를 갖는 단상브리지
다. 정류기와 인버터 모드
5. 검토 및 결론
2. 관련 이론
가. 사이리스터 단상브리지
나. 두 개의 사이리스터와 두 개의 다이오드를 갖는 브리지 정류기
다. 정류기와 인버터 모드
3. 실험 요약
4. 실험 순서
가. 수동부하에 공급하는 위상 제어브리지
나. 두 개의 사이리스터와 두 개의 다이오드를 갖는 단상브리지
다. 정류기와 인버터 모드
5. 검토 및 결론
본문내용
ODE I~
DC SOURCE MIN
오실로스코프
채널-1감도 5V/DIV.(DC coupled)
채널-2감도 2V/DIV.(DC coupled)
시간설정 5 ms/DIV
트리거 LINE
그림 8-9 전압전류파형(α = 45°)
■ 9. Power Supply에서 전압조절단자는 0에 설정하고 주 전원스위치가 I(ON)의 위치에 두도록 한다. 전압조절단자는 90(%)가 되게 설정한다.
사이리스터점호 유니트에서 FIRING ANGLE을 45°에 설정한다. 그림 8-9에 전압 전류파형을 그리고, 표 8-1을 완성하시오.
부하
출력전압
(V)
출력전류
(A)
출력
= ×
(W)
도통각
(Degree)
(a) 저항부하
(b) 유도부하
표 8-1 제어정류회로의 측정값( α = 45°)
Power Supply에 전압조절단자는 0 에 맞추고, 주 전원스위치는 O(OFF)에 둔다.
■ 10. 부하를 유도부하로 바꾼다.
Power Supply에서 주 전원스위치를 I(ON)에 둔다. 전압조절단자는 100(%)로 한다. 전압과 전류파형을 그림 8-9에 그린다.
표 8-1의 두 번째 열을 완성한다.
Power Supply에서 전압조절단자를 0 에 둔다. 주 전원스위치는 O(OFF)에 둔다.
이 정류회로와 실험 1에 보여진 전파정류회로와의 차이점은 무엇인가?
유도부하가 이 정류회로에서 미치는 영향은 무엇인가?
■ 11. 그림 8-10에 보여진 바와 같이 Power Supply에 주 전원스위치를 I(ON)에 둔다. 전압 조절단자는 90(%)로 한다.
그림 8-10 환류다이오드를 갖는 사이리스터브리지
표 8-2를 완성하시오.
부하
출력전압
(V)
출력전류
(A)
출력
= ×
(W)
유도부하
표 8-2 환류다이오드를 갖는 제어브리지의 파형
회로의 동작에 미치는 환류다이오드의 효과는?
Power Supply에 전압조절단자를 0에 두고 주 전원 스위치는 O(OFF)에 둔다.
나. 두 개의 사이리스터와 두 개의 다이오드를 갖는 단상브리지
■ 12. 그림 8-11를 구성한다.
LINE
VOLTAGE
I1 ac (A)
I2 dc (A)
i1 (A)
E1dc (V)
e1 (V)
R+L
120
2.5
2.5
10
150
300
60Ω, 0.2H
220
1.5
1.5
5
300
600
220Ω, 0.8H
그림 8-11 혼합브리지 제어정류회로
Power Supply상에서 주 전원스위치를 I(ON)에 둔다. 전압조절단자는 90(%)에 둔다. 점호각을 변화시키고 파형을 관찰한다. 점호각을 45°에 설정하고 표 8-3을 완성하시오.
접 속
출력전압
(V)
출력전류
(A)
출력
= ×
(W)
공통교류선의 두 사이리스터
표 8-3 두 개의 사이리스터와 다이오드를 갖는 브리지정류기의 파형( α = 45°)
그림 8-8과 8-10의 사이리스터 브리지에서 얻어진 파형과 이 브리지의 전압파형을 비교하시오.
Power Supply에 전압은 0 에 두고, 주 전원스위치는 O(OFF)에 둔다.
다. 정류기와 인버터 모드
■ 13. 그림 8-12회로를 완성한다.
LINE
VOLTAGE
I1 dc (A)
i1 (A)
E1dc (V)
e1 (V)
L
120
2.5
10
150
300
0.2H (3A dc max)
220
1.5
5
300
600
0.8H (1.5A dc max)
그림 8- 제어브리지의 정류기와 인버터 모드
■ 14. 사이리스터의 점호유니트에서 DC SOURCE를 MAX에 맞춘다.
Tandem Rheostats에서 전압조절단자는 중앙위치에 둔다. Power Supply에서는 전압조절단자는 0에 맞춘다. 주 전원스위치는 I(ON)에 둔다. 4극 농형유도전동기는 돌아가기 시작해야 한다.
Power Supply상에서 전압조절단자는 90(%)로 설정한다.
전동기-발전기 세트의 발전기 단자에서 Tandem Rheostats를 전압을 표 8-4의 값을 얻도록 조정한다.
교류전압
(Vac)
능동부하전압
(V)
120
100
220
200
240
200
표 8-4 능동부하전압
점호각을 변화시키고 파형 상에 영향을 관찰하고 능동부하에 전달되는 전류의 영향을 관찰한다. 점호각이 0°까지 줄어 들었을 때, 전류의 변화는 어떻게 일어나는가?
■ 15. 사이리스터 점호유니트에서 점호각을 0°로 조정한다. 표 8-5의 전류값을 얻기 위해서 Tandem Rheostats를 조정한다.
교류전압
(Vac)
전류
(A)
120
1.0
220
0.5
240
0.5
표 8-5 부하에 전달되는 전류
표 8-6의 각 점호값에 대해서 사이리스터 점호유니트를 주어진 점호각이 되도록 조정한다. 그런다음 Tandem Rheostats를 표 8-5에 보여준 전류 이 얻어지도록 조정한다. 오실로스코프 파형등을 관찰한다. 이론적인 출력전압을 계산하고, 측정전압()를 기록한다. 가역직류전원에 전달된 전력을 계산한다.
점호각
이 론 전 압
(V)
측 정 전 압
(V)
전 력
(W)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
표 8-6 브리지 정류기/인버터에 대한 데이터
■ 16. 조절단자를 틀어 Tandem Rheostats를 중앙위치로 한다. 그래서 직류전동기/발전기의 계자전류는 0이다. Power Supply상에 전압조절단자는 0 에 두고 주 전원스위치와 24-V교류전원스위치는 O(오프)에 둔다.
점호각 의 범위가 얼마일 때 정류기로 동작하고, 또 인버터로 동작하는 점호각의 범위는? 설명하시오.
■ 17. 그림 8-13에서 점호각대 출력전압 을 그리시오. 같은 그림에 이론적 관계인 를 그리시오. 여기서, 는 공급전압이다. 두 파형을 비교하시오.
그림 8-16 단상브리지에 대한 전달함수
■ 18. Enclosure/Power Supply의 로커스위치를 O(OFF)로 하고, 모든 리드선과 케이블을 제거한다.
5. 검토 및 결론
① 정류기모드에서 동작되는 브리지에 의해 전달되는 유효전력은 어떤 방향인가?
정류모드에서는 교류전류를 직류전류로 바꾸는 것이었다. 이상적 정류기는 전력소모를 하지 않기 때문에 전원에서 공급된 유효전력은 부하에서 흡수되어야 한다. 따라서 유효전력의 방향은 전원에서 부하방향이다.
DC SOURCE MIN
오실로스코프
채널-1감도 5V/DIV.(DC coupled)
채널-2감도 2V/DIV.(DC coupled)
시간설정 5 ms/DIV
트리거 LINE
그림 8-9 전압전류파형(α = 45°)
■ 9. Power Supply에서 전압조절단자는 0에 설정하고 주 전원스위치가 I(ON)의 위치에 두도록 한다. 전압조절단자는 90(%)가 되게 설정한다.
사이리스터점호 유니트에서 FIRING ANGLE을 45°에 설정한다. 그림 8-9에 전압 전류파형을 그리고, 표 8-1을 완성하시오.
부하
출력전압
(V)
출력전류
(A)
출력
= ×
(W)
도통각
(Degree)
(a) 저항부하
(b) 유도부하
표 8-1 제어정류회로의 측정값( α = 45°)
Power Supply에 전압조절단자는 0 에 맞추고, 주 전원스위치는 O(OFF)에 둔다.
■ 10. 부하를 유도부하로 바꾼다.
Power Supply에서 주 전원스위치를 I(ON)에 둔다. 전압조절단자는 100(%)로 한다. 전압과 전류파형을 그림 8-9에 그린다.
표 8-1의 두 번째 열을 완성한다.
Power Supply에서 전압조절단자를 0 에 둔다. 주 전원스위치는 O(OFF)에 둔다.
이 정류회로와 실험 1에 보여진 전파정류회로와의 차이점은 무엇인가?
유도부하가 이 정류회로에서 미치는 영향은 무엇인가?
■ 11. 그림 8-10에 보여진 바와 같이 Power Supply에 주 전원스위치를 I(ON)에 둔다. 전압 조절단자는 90(%)로 한다.
그림 8-10 환류다이오드를 갖는 사이리스터브리지
표 8-2를 완성하시오.
부하
출력전압
(V)
출력전류
(A)
출력
= ×
(W)
유도부하
표 8-2 환류다이오드를 갖는 제어브리지의 파형
회로의 동작에 미치는 환류다이오드의 효과는?
Power Supply에 전압조절단자를 0에 두고 주 전원 스위치는 O(OFF)에 둔다.
나. 두 개의 사이리스터와 두 개의 다이오드를 갖는 단상브리지
■ 12. 그림 8-11를 구성한다.
LINE
VOLTAGE
I1 ac (A)
I2 dc (A)
i1 (A)
E1dc (V)
e1 (V)
R+L
120
2.5
2.5
10
150
300
60Ω, 0.2H
220
1.5
1.5
5
300
600
220Ω, 0.8H
그림 8-11 혼합브리지 제어정류회로
Power Supply상에서 주 전원스위치를 I(ON)에 둔다. 전압조절단자는 90(%)에 둔다. 점호각을 변화시키고 파형을 관찰한다. 점호각을 45°에 설정하고 표 8-3을 완성하시오.
접 속
출력전압
(V)
출력전류
(A)
출력
= ×
(W)
공통교류선의 두 사이리스터
표 8-3 두 개의 사이리스터와 다이오드를 갖는 브리지정류기의 파형( α = 45°)
그림 8-8과 8-10의 사이리스터 브리지에서 얻어진 파형과 이 브리지의 전압파형을 비교하시오.
Power Supply에 전압은 0 에 두고, 주 전원스위치는 O(OFF)에 둔다.
다. 정류기와 인버터 모드
■ 13. 그림 8-12회로를 완성한다.
LINE
VOLTAGE
I1 dc (A)
i1 (A)
E1dc (V)
e1 (V)
L
120
2.5
10
150
300
0.2H (3A dc max)
220
1.5
5
300
600
0.8H (1.5A dc max)
그림 8- 제어브리지의 정류기와 인버터 모드
■ 14. 사이리스터의 점호유니트에서 DC SOURCE를 MAX에 맞춘다.
Tandem Rheostats에서 전압조절단자는 중앙위치에 둔다. Power Supply에서는 전압조절단자는 0에 맞춘다. 주 전원스위치는 I(ON)에 둔다. 4극 농형유도전동기는 돌아가기 시작해야 한다.
Power Supply상에서 전압조절단자는 90(%)로 설정한다.
전동기-발전기 세트의 발전기 단자에서 Tandem Rheostats를 전압을 표 8-4의 값을 얻도록 조정한다.
교류전압
(Vac)
능동부하전압
(V)
120
100
220
200
240
200
표 8-4 능동부하전압
점호각을 변화시키고 파형 상에 영향을 관찰하고 능동부하에 전달되는 전류의 영향을 관찰한다. 점호각이 0°까지 줄어 들었을 때, 전류의 변화는 어떻게 일어나는가?
■ 15. 사이리스터 점호유니트에서 점호각을 0°로 조정한다. 표 8-5의 전류값을 얻기 위해서 Tandem Rheostats를 조정한다.
교류전압
(Vac)
전류
(A)
120
1.0
220
0.5
240
0.5
표 8-5 부하에 전달되는 전류
표 8-6의 각 점호값에 대해서 사이리스터 점호유니트를 주어진 점호각이 되도록 조정한다. 그런다음 Tandem Rheostats를 표 8-5에 보여준 전류 이 얻어지도록 조정한다. 오실로스코프 파형등을 관찰한다. 이론적인 출력전압을 계산하고, 측정전압()를 기록한다. 가역직류전원에 전달된 전력을 계산한다.
점호각
이 론 전 압
(V)
측 정 전 압
(V)
전 력
(W)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
표 8-6 브리지 정류기/인버터에 대한 데이터
■ 16. 조절단자를 틀어 Tandem Rheostats를 중앙위치로 한다. 그래서 직류전동기/발전기의 계자전류는 0이다. Power Supply상에 전압조절단자는 0 에 두고 주 전원스위치와 24-V교류전원스위치는 O(오프)에 둔다.
점호각 의 범위가 얼마일 때 정류기로 동작하고, 또 인버터로 동작하는 점호각의 범위는? 설명하시오.
■ 17. 그림 8-13에서 점호각대 출력전압 을 그리시오. 같은 그림에 이론적 관계인 를 그리시오. 여기서, 는 공급전압이다. 두 파형을 비교하시오.
그림 8-16 단상브리지에 대한 전달함수
■ 18. Enclosure/Power Supply의 로커스위치를 O(OFF)로 하고, 모든 리드선과 케이블을 제거한다.
5. 검토 및 결론
① 정류기모드에서 동작되는 브리지에 의해 전달되는 유효전력은 어떤 방향인가?
정류모드에서는 교류전류를 직류전류로 바꾸는 것이었다. 이상적 정류기는 전력소모를 하지 않기 때문에 전원에서 공급된 유효전력은 부하에서 흡수되어야 한다. 따라서 유효전력의 방향은 전원에서 부하방향이다.
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