Стенд "Электротехника и основы электроники" НТЦ-01.01
Стенд "Электротехника и основы электроники" НТЦ-01.01 предназначен для проведения лабораторных работ по электротехнике и основам электроники в высших и средних специальных учебных заведениях.
Конструктивно стенд состоит из двух частей:
- корпуса, в который установлено электрооборудование, электронные платы, лицевая панель, силовой модуль и столешница интегрированного рабочего стола;
- машинного агрегата (спарка), содержащего две электрические машины: асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения. На машинном агрегате установлен оптический датчик скорости.
Имеет два варианта исполнения: стендовое либо настольное.
В корпусе стенда размещены:
- блок питания +24 В (ток 0,5 А), +5 В (ток 0,5 А);
- плата резистивного моста с дополнительным регулируемым источником ЭДС;
- плата секундомера с разрешающей способностью 0,1 с;
- плата транзисторного реле времени с времязадающей RC-цепью;
- плата транзисторных усилителей;
- плата измерителя частоты вращения электродвигателей с разрешающей способностью 1 об/с;
- плата тиристорного управляемого выпрямителя и широтно-импульсного преобразователя;
- автотрансформатор 0,16 кВт;
- резисторы, представляющие нагрузки в лабораторных работах по исследованию трехфазных и однофазных цепей переменного тока;
- трансформаторы, катушки индуктивности, дроссели;
- конденсаторы, представляющие магазин конденсаторов;
- силовой трансформатор.
На лицевой панели изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели стенда, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых работ. На панели установлены коммутационные гнёзда, стрелочные щитовые приборы, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы.
К органам управления относятся:
- переключатели лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа), которые позволяют изменять напряжение в пределах 0..50 В с шагом 1 В;
- переключатели блока переменного резистора, которые позволяют изменять сопротивление в пределах 0..10 кОм с шагом 10 Ом;
- тумблеры магазина конденсаторов, которые дают возможность изменять емкость в пределах 0..12,7 мкФ с шагом 0,1 мкФ;
- задающий потенциометр однофазного мостового тиристорного управляемого выпрямителя;
- задающий потенциометр широтно-импульсного преобразователя;
- задающий переключатель дополнительного источника ЭДС, который позволяет изменять ЭДС в пределах 0..10 В с шагом 1 В;
- задающий потенциометр реле времени.
Для проведения лабораторной работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, которые позволяют представить схему в наглядном виде.
На панели стенда установлено 9 щитовых измерительных приборов, среди них:
- амперметр переменного тока (предел измерения 1/0,1А, класс точности 2,5) – 1 шт.;
- амперметр переменного тока (предел измерения 0,5/0,1А, класс точности 2,5) – 1 шт.;
- амперметр постоянного тока (предел измерения 2,5/250 мА, класс точности 1,5) – 1 шт.;
- амперметр постоянного тока (предел измерения 25мА/2,5А, класс точности 1,5) – 1 шт.;
- вольтметр переменного напряжения (предел измерения 50 В, класс точности 2,5) – 2 шт.;
- вольтметр переменного напряжения (предел измерения 50/250 В, класс точности 2,5) – 1 шт.;
- вольтметр постоянного тока (предел измерения 5/50/250 В, класс точности 1,5) – 1 шт.;
- ваттметр переменного тока (предел измерения 10/100 Вт, класс точности 2,5) – 1 шт.
К стенду прилагается:
- 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;
- комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.
Комплектность
- учебный лабораторный стенд – 1 шт.;
- сопроводительные материалы в электронном виде – 1 шт.;
- паспорт – 1 шт.;
- комплект перемычек – 1 комплект.
Перечень выполняемых работ
- Исследование режимов работы и методов расчета линейных цепей постоянного тока с одним источником питания.
Объект исследования: резистивный мост.
На практике проводится экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа, метода эквивалентного генератора. - Исследование режимов работы и методов расчета линейных цепей постоянного тока с двумя источниками питания.
Объект исследования: резистивный мост, в одно из плеч которого включен регулируемый источник ЭДС 0..10 В. На практике проводится экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа, метода контурных токов. - Исследование режимов работы и методов расчета нелинейных цепей постоянного тока.
Объект исследования: стабилитрон, параметрический стабилизатор напряжения.
В лабораторной работе снимаются внешние и нагрузочные характеристики стабилизатора в целом и вольт-амперная характеристика стабилитрона в отдельности. - Определение параметров и исследование режимов работы электрической цепи переменного тока с последовательным соединением катушки индуктивности, резистора и конденсатора.
Объект исследования: электрическая цепь, содержащая последовательно включенные индуктивность, емкость и активное сопротивление.
В лабораторной работе определяются параметры схемы замещения катушки индуктивности, исследуются резонансные явления. - Исследование режимов работы линии электропередачи переменного тока при изменении коэффициента мощности нагрузки.
Объект исследования: модель линии электропередачи, нагруженной на активно-индуктивную нагрузку.
В лабораторной работе производится расчет компенсирующего конденсатора и производится эксперимент компенсации реактивной мощности. - Определение параметров и исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении потребителей в звезду.
Объект исследования: трехфазная цепь переменного тока при соединении нагрузок в звезду. Исследуются симметричная (во всех фазах включена активная нагрузка), равномерная (в различные фазы включены активная, активно-индуктивная и активно-емкостная нагрузки) и неравномерная нагрузки (создается из равномерной при уменьшении сопротивления активной нагрузки, изменением емкостной нагрузки) при питании от сети с нулевым проводом и без него. - Определение параметров и исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении потребителей в треугольник.
Объект исследования: трехфазная цепь переменного тока при соединении нагрузок в треугольник. Исследуются те же нагрузки, что и в лабораторной работе №6. - Исследование линейных цепей несинусоидального периодического тока, содержащих катушку и конденсатор.
Объект исследования: цепь с мостовым тиристорным управляемым выпрямителем в качестве источника питания.
В лабораторной работе проводится гармонический анализ тока и напряжения в цепи с управляемым выпрямителем, нагруженным на активно-индуктивную нагрузку. - Определение параметров схемы замещения катушки индуктивности с замкнутым магнитопроводом и при наличии воздушного зазора.
Объект исследования: катушки индуктивности с замкнутым магнитопроводом и зазором в магнитопроводе.
В лабораторной работе определяются параметры схем замещения указанных катушек, снимаются их вольт-амперные характеристики. - Определение параметров и основных характеристик однофазного трансформатора.
В лабораторной работе определяются параметры схемы замещения трансформатора, исследуются различные режимы его работы. - Исследование асинхронного трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
В лабораторной работе снимаются механические и электромеханические характеристики двигателя. В качестве механической нагрузки асинхронного двигателя используется двигатель постоянного тока независимого возбуждения в режиме динамического торможения. - Определение параметров и основных характеристик электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
В лабораторной работе снимаются механические и электромеханические (как естественные, так и искусственные – реостатные) характеристики электродвигателя. В качестве механической нагрузки двигателя постоянного тока используется асинхронный электродвигатель в режиме динамического торможения. - Определение параметров и основных характеристик генератора постоянного тока с независимым возбуждением.
В лабораторной работе снимаются внешние, регулировочные и нагрузочные характеристики генератора. Ток возбуждения генератора изменяется с помощью управляемого выпрямителя, нагрузка создается широтно-импульсным преобразователем. - Исследование процесса зарядки конденсатора от источника постоянного напряжения при ограничении тока с помощью резистора.
Объект исследования: процесс зарядки конденсатора от источника постоянного напряжения при ограничении тока с помощью резистора.
В лабораторной работе имеется возможность менять величину токоограничивающего резистора. - Исследование схемы управления трехфазным короткозамкнутым двигателем.
Объект исследования: типовая схема пуска асинхронного двигателя при различных схемах соединения обмоток статора (звезда, треугольник, переключение со звезды на треугольник) - Однокаскадный транзисторный усилитель.
Объект исследования: однокаскадный транзисторный усилитель.
В лабораторной работе исследуется влияние смещения рабочей точки транзистора на форму выходного сигнала, измеряются коэффициенты усиления при отключенном и включенном шунтирующем конденсаторе в эмиттерной цепи. - Исследование двухкаскадных усилителей с непосредственной связью.
Объект исследования: двухкаскадный усилитель с непосредственной связью.
Производится оценка соотношений входных и выходных внутренних сопротивлений усилителей с общим эмиттером и общим коллектором. - Исследование параметров транзисторного реле времени с времязадающей RC-цепью.
Объект исследования: транзисторное реле времени с времязадающей RC-цепью.
В лабораторной работе снимается временная характеристика реле времени, определяется относительная погрешность выдержки времени. - Исследование генератора синусоидальных колебаний.
Объект исследования: генератор синусоидальных колебаний с фазосдвигающей RC-цепью.
В лабораторной работе исследуются условия возбуждения колебаний, влияние смещения транзисторов на устойчивость работы генератора и на форму выходного сигнала. - Исследование работы широтно-импульсного преобразователя напряжений (ШИП).
Объект исследования: широтно-импульсный преобразователь.
В лабораторной работе снимается зависимость выходного напряжения от задающего напряжения. - Исследование работы триггера Шмидта и цифровых счетчиков в интегральном исполнении.
Объект исследования: триггер Шмидта и цифровой двоичный четырехразрядный счетчик.
В лабораторной работе исследуется гистерезис при переключении триггера Шмидта, строится таблица состояний двоичного счетчика.
Дополнительное оборудование
Необходимое дополнительное оборудование:
- Осциллограф.
