pobierz - Zakład Wysokich Napięć i Kompatybilności

LABORATORIUM APARATÓW I URZĄDZEŃ WYSOKONAPIĘCIOWYCH
POLITECHNIKA WARSZAWSKA
INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI TEORETYCZNEJ I SYSTEMÓW INFORMACYJNO-POMIAROWYCH
ZAKŁAD WYSOKICH NAPIĘĆ I KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ
BADANIE ROZKŁADU NAPIĘCIA NA PROSTOWNIKU WN.
Wstęp
Obecnie w technice wysokich napięć napięcie stałe otrzymuje się przez prostowanie
napięcia
przemiennego
wytwarzanego
przez
transformatory
wysokiego
napięcia.
W zależności od wymaganej wartości napięcia stałego i dostępnej wartości napięcia
przemiennego stosowane są różne układy prostownicze: jednopołówkowe, dwupołówkowe,
układy podwajające napięcie lub generatory kaskadowe (Greinachera).
We wszystkich tego typu urządzeniach stosuje się obecnie prostowniki suche,
składające się z szeregowego połączenia wielu krzemowych diod prostowniczych. Ilość
stosowanych
diod
prostowniczych
zależy
od
typu
diod.
Przede
wszystkim
od
wytrzymywanego przez diody napięcia zaporowego i dopuszczalnej średniej wartości prądu
diodowego. Zasadą jest, że sumaryczne napięcie zaporowe prostownika musi być dwa razy
większe od maksymalnej wartości napięcia transformatora stosowanego w układzie.
n Uz ≥ 2 Um
n – ilość diod w szeregowym połączeniu,
Uz – napięcie zaporowe jednej diody,
Um – wartość maksymalna napięcia transformatora
Przy dużej ilości diod prostowniczych problemem staje się zapewnienie liniowego
rozkładu napięcia wzdłuż stosu prostownika w możliwie szerokim zakresie częstotliwości.
Dla wymuszenia liniowego rozkładu napięcia stosuje się równolegle z diodami
prostowniczymi rezystory wymuszające liniowy rozkład napięcia dla składowej stałej
i niskich częstotliwości oraz kondensatory wymuszające liniowy rozkład dla wysokich
częstotliwości. Wartość pojemności szeregowych kondensatorów sterujących rozkładem
powinna być na tyle wielka, aby pojemności doziemne nie zniekształcały liniowego rozkładu
wymuszonego przez elementy sterujące.
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zbadanie rozkładu napięcia wzdłuż stosu prostowniczego
składającego się z dziewięciu prostowników o napięciu zaporowym 75kV każdy. Równolegle
z każdym prostownikiem dołączone są kondensatory sterujące o pojemności 4700pF.
W badanym prostowniku nie stosuje się rezystorów sterujących.
Sposób przeprowadzenia pomiarów
Do stosu prostowniczego przykładane jest napięcie sinusoidalne z generatora
funkcyjnego o amplitudzie około 20V i częstotliwości w zakresie 50Hz – 500kHz. Napięcie
z generatora jest mniejsze od napięcia progowego stosu prostowniczego i diody nie
przewodzą pozostając w stanie zaporowym dla obu połówek napięcia.
Rozkład napięcia określa się na poszczególnych stopniach prostownika używając
gołego przewodu miedzianego, którego pojemność jest znacznie mniejsza od pojemności
koncentrycznego
kabla
pomiarowego
i
nie
powoduje
odkształcenia
rozkładu
pojemnościowego.
Napięcie odczytuje się z oscyloskopu jako Upp na kolejnych dziewięciu członach
prostownika względem jego uziemionego końca.
Opracowanie wyników
Na podstawie pomiarów wykreślić w jednym układzie współrzędnych krzywe rozkładu
napięcia wzdłuż badanego stosu prostowniczego dla wszystkich badanych częstotliwości.
Ocenić liniowość rozkładu napięcia na poszczególnych elementach prostownika.
Określić przyczyny nierównomiernego rozkładu napięcia dla niższych częstotliwości.