Лабораторный стенд предназначен для изучения электротехники и основ электроники в высших и средних специальных учебных заведениях.
Конструктивно стенд состоит из двух частей:
Конструктивно стенд состоит из двух частей:
- корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель, силовой модуль и столешница интегрированного рабочего стола;
- машинного агрегата (спарка), содержащего две электрические машины: асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР56А4У3 (PНОМ=120 Вт, nНОМ=1350 об/мин) и электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения серии ПЛ062УХЛ4 (PНОМ=90 Вт, nНОМ=1500 об/мин). На машинном агрегате установлен оптический датчик скорости.
- блок питания +24 В 0,5 А, +5 В 0,5 А, +12В 0,5 А;
- плата измерителя частоты вращения электродвигателей с разрешающей способностью 1 об/с;
- плата тиристорного управляемого выпрямителя и широтно-импульсного преобразователя;
- автотрансформатор 0,16кВт;
- исследуемый силовой трансформатор 0,1кВт;
- магазина конденсаторов;
- нагрузочные резисторы;
- измерительный комплекс.
На лицевой панели изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых работ. На панели установлены коммутационные гнёзда, индикаторы цифровых приборов, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы.
К органам управления относятся:
- переключатели лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа), который позволяет изменять напряжение в пределах 0..260В с шагом 2 В;
- переключатели блока переменного резистора, позволяющие изменять сопротивление в пределах 0..10 кОм с шагом 10 Ом;
- переключатели блока переменного резистора, позволяющие изменять сопротивление в пределах 0..220 Ом с шагом 22 Ом;
- регуляторы переменных нагрузочных резисторов 0..7 кОм и 0..1,5 кОм;
- тумблеры магазина конденсаторов, которые дают возможность изменять емкость в пределах 0..63 мкФ с шагом 1 мкФ;
- задающий потенциометр однофазного мостового тиристорного управляемого выпрямителя;
- задающий потенциометр широтно - импульсного преобразователя;
- инкрементный энкодер для управления измерительным комплексом (выбор профиля отображения измеряемых сигналов, старт записи измеренных значений в память).
- резисторы ПЭВ-100, представляющие нагрузки в лабораторных работах по исследованию трехфазных и однофазных цепей переменного тока;
- трансформаторы ОСМ1-0,1, катушки индуктивности, дроссели;
- силовой трансформатор ОСМ1-0,25.
Для проведения работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, позволяющих собирать схемы без потери их наглядности.
Измерения производятся с помощью цифрового измерительного комплекса встроенного в стенд и подключаемого к персональному компьютеру через шину USB (опционально). На панели стенда установлено 12 цифровых измерительных приборов классом точности не хуже 1,5, среди них:
- вольтметров 4 шт.;
- амперметров 6 шт.;
- ваттметр 1 шт;
- измеритель скорости 1 шт.
- предел измерения прибора;
- характеристики измеряемой величины (род тока для амперметров и вольтметров, составляющие мощности для ваттметра).
Цифровые приборы содержат встроенную память на 50 измерений, что дает возможность автоматически проводить серию измерений с интервалом от 0,2 с. с сохранением результатов в память приборов.
Проведение лабораторных работ возможно как в ручном режиме, так и в режиме диалога с персональным компьютером.
Программное обеспечение системы измерения позволяет:
- выводить в одних координатных осях до 21 измерительного канала, с индивидуальной настройкой параметров масштаба по вертикали для каждого из каналов и общей для всех каналов настройкой параметров масштаба по горизонтали;
- строить фигуры Лиссажу для двух любых измерительных каналов;
- производить анализ спектра любого из используемых измерительных каналов;
- производить измерение частоты сигнала на любом из используемых каналов;
- вычислять активную, реактивную составляющие мощности, полную мощность, коэффициент мощности;
- сохранять массив данных из буфера для последующего анализа;
- производить экспорт осциллограмм в графические форматы;
- задавать параметры ЦАП. ЦАП позволяет формировать сигналы синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы.
- программа тестирования студента для допуска к лабораторным работам. В процессе тестирования проверяются как теоретические знания, так и знание содержания выполняемой лабораторной работы. В результате тестирования студент получает оценку знаний;
- программное обеспечение измерительной системы;
- комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.
Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:
- Измерение сопротивлений резисторов различными методами.
— Измерение сопротивления косвенным методом (амперметром и вольтметром).
— Измерение сопротивления мостом постоянного тока.
— Измерение сопротивления прибором-омметром. - Исследование схем соединения резисторов.
— Последовательное соединение резисторов.
— Параллельное соединение резисторов.
— Смешанное соединение резисторов. - Определение потери напряжения и мощности в линии электропередач.
— Исследование влияния сопротивления линии электропередачи постоянного тока и нагрузки на величин потери напряжения.
— Исследование режимов работы линии электропередачи переменного тока при изменении коэффициента мощности нагрузки. - Линейные цепи постоянного тока.
- Определение параметров и основных характеристик электродвигателя постоянного тока с независимым/параллельным возбуждением.
— Расчет и построение механических характеристик ДПТ.
— Построение рабочих характеристик электродвигателя. - Определение параметров и основных характеристик генератора постоянного тока с независимым/параллельным возбуждением.
— Построение характеристик холостого хода и внешней характеристики генератора. - Изучение влияния воздушного зазора в сердечнике катушки индуктивности.
- Определение параметров и исследование режимов работы электрической цепи переменного тока с последовательным соединением катушки индуктивности, резистора и конденсатор.
— Определение параметров схемы замещения индуктивной катушки с магнитопроводом.
— Изучение основных режимов работы электрической цепи при последовательном соединении R, L, C. - Исследование разветвленной цепи переменного тока с параллельным соединением активного сопротивления, катушки индуктивности и емкости.
— Изучение основных режимов работы электрической цепи при параллельном соединении R, L, C. - Определение параметров и исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении потребителей звездой.
— Исследование симметричной резистивной нагрузки при наличии нейтрального провода.
— Исследование равномерной нагрузки без нейтрального провода.
— Исследование равномерной нагрузки с нейтральным проводом. - Определение параметров и исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении потребителей в треугольник.
- Определение параметров и основных характеристик однофазного трансформатора.
— Опыта холостого хода и короткого замыкания трансформатора.
— Снятие рабочей характеристики при cosφ=1.
— Изучение влияния характера нагрузки на внешнюю характеристику и к.п.д. трансформатора. - Исследование линейных цепей несинусоидального периодического тока, содержащих катушку индуктивности и конденсатор.
— Изучение методов расчета линейных электрических цепей несинусоидального периодического тока.
— Изучение влияния индуктивного и емкостного элементов на величину тока при несинусоидальном напряжении источника.
— Изучение принципа действия сглаживающих L - фильтров и методов расчета их параметров. - Исследование схемы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
— Изучение схемы прямого пуска асинхронного двигателя.
— Изучение способов снижения пускового тока асинхронного двигателя. - Снятие xарактеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- Снятие характеристик полупроводникового диода и стабилитрона.
- Снятие статических характеристик биполярного транзистора.
- Однокаскадный транзисторный усилитель.
- Исследование однофазных неуправляемых и управляемых выпрямителей.
- Исследование сглаживающих фильтров.
- Феррорезонансные цепи.
Технические характеристики стенда:
| Питание |
3~220/127 В, 50Гц |
|
Потребляемая мощность, кВт не более |
0.8 |
|
Габаритные размеры стенда: |
|
|
Ширина, мм |
1310 |
|
Высота, мм |
1460 |
|
Глубина, мм |
600 |
|
Вес оборудования, кг., не более |
80 |
Технические характеристики МПСО:
| Количество гальванически развязанных АЦП |
4 шт. |
|
|
Количество каналов в одном АЦП |
7 шт. |
|
|
Частота дискретизации АЦП |
31 кГц |
|
| Диапазон измеряемых напряжений | ||
| От | ±0,5 В | |
| До | ±550 В | |
| Диапазон измеряемых токов | ||
| От | ±4 мА | |
| До | ±3 А | |
|
Точность измерений, до |
1,5% |
|
Комплектность оборудования "Основы электротехники и электроники с МПСО М1" модификации НТЦ-01.01.3:
- лабораторный стенд;
- машинный агрегат;
- программное обеспечение;
- паспорт;
- комплект перемычек.
