Министерство образования Украины

Приазовский государственный технический университет

Кафедра автоматизации электроэнергетических систем и электропривода

Методическое руководство

К выполнению лабораторной работы №1

По курсу “Теоретические основы электротехники”

Стенд УИЛС – 1

“Технические и методические возможности стенда”

Мариуполь 2003

Методическое руководство содержит описание технических и методических возможностей стенда УИЛС – 1, приводятся рекомендации по организации выполнения работ на этом стенде на основании технического паспорта стенда и паспорта на комбинированный цифровой прибор Щ 4300. Руководство предназначено для студентов электротехнических специальностей очной и заочной форм обучения, изучающих курс “Теоретические основы электротехники”.

Утверждено на заседании кафедры

АЭС и ЭП

Протокол № 1 от 28.08.03 .

Составил Доц. В.В.Леонов

Ответственный за выпуск доц. М.Д.Дьяченко

Оглавление

1. Стенд УИЛС – 1.

2. Прибор комбинированный цифровой щ 4300.

3. Вопросы к защите лабораторной работы №1.

1. Стенд уилс-1

1.1. Общие сведения

Стенд УИЛС-1 ориентирован, прежде всего, на студентов, начинающих изучение электротехники. В основу его конструкции положен принцип физического моделирования электрических цепей в сочетании с системным подходом при формировании технико-экономических характеристик. К от­личительным особенностям стенда относятся простота обращения с его блоками и элементами, наглядность при сборке цепей и соответствующая легкость контроля, прямой контакт студента с реальными элементами, "студентоустойчивостъ" отдельных узлов, безопасность работы на стенде, ограниченный набор стандартных универсальных приборов, необходимых для выполнения всего лабораторного практикума.

Стенд включает в себя пульт, набор элементов и соединительных проводов и специальный лабораторный стол. Общие габаритные размеры, мм-ширина 1500, глубина 600, высота 1200. Стенд питается от сети трехфаз­ного напряжения 380/220 V либо 220/127 V частотой 50 Hz. Потребляе­мая мощность – не более 300 V-А.

Пульт состоит из источников энергии, электронного ключа, наборного поля и регулируемых пассивных элементов. Источники энергии и электронный ключ (рис. 1.1) расположены в левой части пульта в трех находящихся один под другим съемных блоках.

БЛОК ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ содержит источник регулируемого стабилизированного напряжения (ИР) (0...25) V, ток до 0,8 А и источник нерегулируемого напряжения (ИН) 20 V. ток до 0,8 А. На лицевой панели блока находятся (слева направо) : 9 - выход ИР; 10 и 11 - тумблер и контрольная лампа питания; 14 - выход ИН; 15 и 17 - вольтметр и амперметр, контролирующие выход ИР; 16 - ручка регулировки напряжения ИР.

Оба источника снабжены электронной защитой, отключающей источники при превышении током значения 0,8 А. При этом загорается сигнальная лампочка 12 (отключение ИН) либо 18 (отключение ИР). После устранения причин перегрузки источников следует нажать кнопку 13 либо 19 соответственно только по разрешению преподавателя.

ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ применяется при анализе переходных процессов. Он представляет собой замыкающий 22 и размыкающий 23 полупроводниковые контакта, переключаемые каждый период либо внешним источником напряжения (5. ..15) V, (5...1000) Hz,

Рис 1.1 Лицевые панели блоков питания стенда

либо внутренним с частотой 50 Hz. В первом случае напряжение от внешнего источника подается на вход 25, а тумблер 24 ставится в положение "Внеш.". Во втором случае необходимо только установить тумблер 24 в положение "Внутр.". На лицевой панели расположены тумблер питания электронного ключа 21 и соответствующая сигнальная лампа 20.

БЛОК ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ представляет собой регулируемый стабилизированный источник, обеспечивающий напряжение (5...25) V и ток до 0,8 А. при частоте (0,1...8,0) кHz. На лицевой панели слева направо расположены: 5 и 6 - тумблер и контрольная лампа питания; 6 и 7 -кнопка и контрольная лампа электронной защита блока; 26 - переключатель выбора формы кривой напряжения; 27 и 28 - ручки ступенчатого и плавного изменения частоты; 29 - ручка плавного изменения напряжения; 31 в 30 - вольтметр и амперметр, контролирующие выход блока; 32 - выход. Включение блока в работу после срабатывания защиты осуществляется кнопкой 6, преподавателем или учебным мастером.

БЛОК ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 50 Hz - трехфазный источник с независимыми фазами, напряжения которых регулируются ступенчато от 0 до 40 V через 1 V, Допустимый ток - до 0,8 А. Питание на блок подается и контролируется соответственно тумблером 37 и лампой 4. Напряжение на выход 35 фазы А подается тумблером 1 и контролируется лампой 33. Напряжение регулируется с помощью переключателей 36 и 34. Включение блока после срабатывания защиты и контроль

за ее работой осуществляется кнопкой 2, преподавателем и лампой 3. Аналогично осуществляется управление фазами B и C. Звездочками отмечены начала фаз.

НАБОРНОЕ ПОЛЕ (рис. 1.2,а), расположенное в центре пульта, представляет собой панель с 67 парами гнезд (например, пары I, 2, 3 и др.), предназначенными для подключения элементов исследуемых цепей. Гнезда соединены между собой электрически, образуя узлы (например, гнезда 4, 5, 6, 7 либо 8, 9, 10). Они рассчитаны на четырехмиллиметровые штекера, подпружиненные, что обеспечивает надежное электрическое соединение и механическое крепление. Конструкция наборного поля позволяет быстро и с минимальным количеством собрать, используя заданные элементы и соединительные перемычки, исследуемую цепь, внешний вид которой аналогичен принципиальной схеме (рис. 1.2,6). Такая наглядность при сборке цепей играет исключительно важную роль, особенно на начальной стадии изучения электротехники.

б

Рис. 1.2. Электрическая цепь на наборном поле (а) и ее схема (б)

Справа от наборного поля в трех съемных блоках находятся регулируемые пассивные элементы.

БЛОК ПЕРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ позволяет получить на выходе R 4 сопротивление в диапазоне 1...999 Ω со ступенью регулирования 1Ω.

Допустимая мощность рассеивания – 5 W.

БЛОК ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ обеспечивает на выходе С4 изменение емкости от 0,01 до 9,99 mF со ступенью регулирования 0,01 mF.

БЛОК ПЕРЕМЕННОЙ ИНДУКТИВНОСТИ позволяет получить на выходе L 4 индуктивность в диапазоне 0,1...99,9 mH со ступенью регулирования 0,1mH и при допустимом токе до 0,2 А.

К выходам R1 - R3 , С/- СЗ, L1 - L3 блоков должны быть подключены элементы согласно табл. 1.1 (параметры этих элементов в стен­дах, выпускаемых заводом, могут отличаться).

В комплект стенда входят элементы наборного поля, соединительные провода и перемычки. Элементы выполнены в виде небольших (60 * 55 * 25) mm легко разбираемых прозрачных пластмассовых корпусов, внутрь которых впаяны стандартные элементы (резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и т.д.) или специально изготовленные (например, катушки). Каждый элемент имеет два четырехмиллиметровых штекера, с помощью ко­торых он может быть установлен на наборном поле. По условиям тепло­обмена мощность, выделяемая в элементе, не должна превышать 4 W. За­вод-изготовитель стендов поставляет комплект из 20 элементов. По же­ланию заказчика это количество может быть увеличено. Для выполнения лабораторного практикума необходим комплект, состоящий из элементов, приведенных в табл. 1.1.

Набор соединительных проводов предназначен для подключения к наборному полю источников энергии, регулируемых пассивных элементов, приборов и т.д. Перемычки, например 12 – 17 (см. Рис. 1,2 а), используются для соединения гнезд одной пары.

Имеющиеся в стенде измерительные приборы 15, 17,30 и 31 (см. рис. 1.1) предназначены только для контроля работы источников. При выполнении экспериментов, по мнению авторов стенда, студенты должны использовать набор многопредельных приборов класса не ниже 1,5, вы­пускаемых промышленностью. Набор может состоять из различных прибо­ров, однако рекомендуемый минимум включает ампервольтметр постоянно­го и переменного токов типа Щ431З, Щ4300, осциллограф типа С1-68, частотомер типа Ф5043, измеритель разности фаз типа Ф2-16 или образцовый резистор.

Приборы, требующие питания, подключаются к розеткам, расположенным в углублении на задней стороне пульта.

Таблица 1.1.