НТЦ-01.06.2. Теоретические основы электротехники с МПСО

Лабораторный стенд предназначен для изучения основ электротехники в высших и средних специальных учебных заведениях.

Данный стенд является модификацией стенда “Теоретические основы электротехники” (НТЦ-06.000).

Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:

1. Линейные цепи постоянного тока.
   Объект исследования: разветвленная цепь постоянного тока с двумя источниками ЭДС.
   В лабораторной работе экспериментально проверяются законы Ома и Кирхгофа, применяется метод узловых потенциалов для расчета электрической цепи.
2. Активный двухполюсник постоянного тока.
   Объект исследования: активный двухполюсник постоянного тока.
   В лабораторной работе производится расчет и экспериментальная проверка расчета электрической цепи методом эквивалентного генератора, исследуются различные режимы работы активного двухполюсника, влияние соотношения внутреннего сопротивления активного двухполюсника и нагрузки на передачу мощности нагрузке.
3. Пассивный двухполюсник в цепи переменного тока.
   Объект исследования: пассивные двухполюсники переменного тока (активное сопротивление, индуктивность, емкость).
   В лабораторной работе исследуется влияние характера пассивного двухполюсника переменного тока на соотношение полной и активной мощностей.
4. Резонансные явления в линейных цепях синусоидального тока.
   Объект исследования: электрические цепи переменного тока с последовательно (резонанс напряжений) и параллельно (резонанс токов) включенными индуктивным и емкостным элементами.
   В лабораторной работе исследуются явления резонанса напряжений и токов.
5. Трехфазная цепь, соединенная по схеме звезда.
   Объект исследования: трехфазная цепь переменного тока при соединении нагрузок в звезду.
   Исследуются симметричная (во всех фазах включена активная нагрузка сопротивлением 110 Ом мощностью 100 Вт), равномерная (в различные фазы включены активная, активно-индуктивная и активно-емкостная нагрузки сопротивлением 250 Ом) и неравномерная нагрузки (создается из равномерной при уменьшении сопротивления активной нагрузки) при питании от сети с нулевым проводом и без него.
6. Трехфазная цепь, соединенная по схеме треугольник.
   Объект исследования: трехфазная цепь переменного тока при соединении нагрузок в треугольник.
   Исследуются нагрузки аналогичные лабораторной работе 5.
7. Индуктивно-связанные цепи.
   Объект исследования: Электрическая цепь, содержащая индуктивно связанные элементы.
   В лабораторной работе исследуются катушки индуктивности с индуктивной связью при встречном и согласном включении.
8. Линейные цепи периодического несинусоидального тока.
   Объект исследования: электрическая цепь переменного тока, содержащая элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой (диод).
   В лабораторной работе исследуется влияние нелинейного элемента на форму тока и напряжения.
9. Переходные процессы в линейных цепях постоянного тока.
   Электрическая цепь, содержащая индуктивные и емкостные элементы,  подключенная к источнику прямоугольного импульсного  напряжения.
   В лабораторной работе исследуются переходные процессы тока и напряжения при единичном воздействии на электрическую цепь, содержащую индуктивность и емкость.
10. Цепи с нелинейными резистивными сопротивлениями.
    Объект исследования: электрическая цепь, содержащая элементы с нелинейной вольтамперной характеристикой (диод, стабилитрон, варистор).
    В лабораторной работе снимаются вольтамперные характеристики нелинейных резистивных элементов.
11. Феррорезонансные цепи.
    Объект исследования: феррорезонансная цепь.
    В лабораторной работе исследуется явление феррорезонанса.

Конструктивный состав оборудования:

Конструктивно стенд состоит из двух частей:

• корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель и столешница интегрированного рабочего стола;
• дополнительного силового модуля.

В корпусе стенда размещены:

• плата генератора синусоидального сигнала;
• лабораторный автотрансформатор 0,16кВт;
• катушки индуктивности с замкнутым магнитопроводом, с воздушным зазором в магнитопроводе и без магнитопровода;
• 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, стрелочные щитовые приборы, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы.

К органам управления относятся:

• переключатель лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа), который позволяет изменять напряжение в пределах 0..220В с шагом 2 В;
• переключатель  блока переменного резистора, позволяющий изменять сопротивление в пределах 0..1 кОм с шагом 100 Ом;
• тумблеры магазина конденсаторов, который дает возможность изменять емкость в пределах 0..17 мкФ с шагом 0,1 мкФ.

В дополнительном модуле установлены:

• резисторы ПЭВ-100, представляющие нагрузки в лабораторных работах по исследованию трехфазных и однофазных цепей переменного тока;
• трансформаторы ОСМ1-0,1, катушки индуктивности, дроссели;
• конденсаторы МБГО, представляющие магазин конденсаторов.

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. Проведение лабораторных работ осуществляется в режиме диалога с персональным компьютером.

К лабораторному стенду прилагается программное и методическое обеспечение:

• 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 измерительного комплекса;
• комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.

Программное обеспечение МПСО 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

Технические характеристики оборудования:

Технические характеристики стенда:

Технические характеристики МПСО:

Технические характеристики ПК:

Комплектность оборудования “Теоретические основы электротехники с МПСО” модификации НТЦ-06.200:

• лабораторный стенд “Теоретические основы электротехники с МПСО” НТЦ-06.200;
• дополнителный силовой модуль;
• программное обеспечение;
• методические указания;
• паспорт;
• комплект перемычек;
• персональный компьютер.