3 Описание лабораторного стенда
Для проведения лабораторных работ по разделу «Электромеханика» используется моноблок «Электромеханика», электромашинный агрегат и цифровой фототахометр.
Внешний вид лицевой панели моноблока представлен на рисунке 3.1. На ней изображены мнемосхемы исследуемых устройств – однофазного трансформатора, трехфазного асинхронного двигателя, двигателя постоянного тока и генератора постоянного тока, установлены коммутационные устройства (выключатели и переключатели), цифровые амперметры и вольтметр, гнезда для подключения соединительных проводов и измерительных приборов.
Рисунок 3.1 – Лицевая панель моноблока «Электромеханика»
В верхней торцевой части корпуса установлены автоматический выключатель QF1 с током срабатывания 4А для ввода в моноблок однофазного напряжения 220 В, разъемы «ДПТ» для подключения нагрузочного генератора и «ДПТ/АД» для подключения исследуемого двигателя, плавкий предохранитель.
Цифровые измерительные приборы
Измерительная часть стенда, содержащая цифровые измерительные приборы (5 амперметров и 1 вольтметр), позволяет измерять параметры постоянного или переменного тока с помощью цифровых амперметров, встроенных по месту применения. Отдельно расположенный цифровой вольтметр (клеммы Х11 и Х12) имеет режим измерения переменного напряжения и режим измерения постоянного напряжения. Переключение режима работы прибора осуществляется с помощью тумблера SA6.
Цифровые амперметры и вольтметр построены на микроконтроллере типа ATMEGA 8535 и предназначены для измерения постоянных и переменных токов и напряжений в стенде. В режиме измерения переменного тока или напряжения исключается постоянная составляющая сигнала и измеряется среднеквадратическое значение переменной составляющей сигнала. В режиме измерения постоянного тока измеряется среднее арифметическое значение входного тока или напряжения.
Диапазон измерений амперметра от 0 … 3 А. Точность показаний амперметра зависит от диапазона измерений следующим образом:
Таблица 3.1
Диапазон |
Цена младшего разряда |
Погрешность |
0…100 мА |
1 мА |
1%±1 ед. мл. р. |
100…1000 мА |
1 мА |
1%±3 ед. мл. р. |
1500 …3000 мА |
10 мА |
1%±1 ед. мл. р. |
Диапазон измерений вольтметра 0…300 В. Точность показаний вольтметра зависит от диапазона измерений следующим образом:
Таблица 3.2
Диапазон |
Цена младшего разряда |
Погрешность |
0…20 В |
0,1 В |
1%±2 ед. мл. р |
20…300 В |
1 В |
1%±2 ед. мл. р |
Измеритель мощности
Предназначен для измерения параметров электрической цепи:
действующего значения напряжения (True RMS) в диапазоне 0…300 В;
действующего значения тока (True RMS) в диапазоне 0…0,2 А и 2А;
активной мощности в диапазоне 0…9 Вт;
реактивной мощности в диапазоне 0…9 ВАр;
полной мощности в диапазоне 0…9 ВА;
частоты в диапазоне 5…400 Гц;
cos
;угла сдвига фаз между током и напряжением .
На рисунке 3.2 представлена лицевая панель прибора.
Рисунок 3.2 – Измеритель мощности
Прибор содержит:
клеммы подачи входного измеряемого сигнала (генератора) L1 и N и клеммы подключения потребителя (нагрузки) L2 и N. Шунт для измерения тока нагрузки подключен между клеммами L1 и L2;
индикатор жидкокристаллический четырехстрочный для вывода информации;
выключатель «SA5» для выбора диапазона измерения тока;
кнопка «P/Q/S» изменения вывода информации в третьей строке индикатора, соответственно, активной, реактивной и полной мощности;
кнопка «f/cos / » изменения вывода информации в четвертой строке индикатора, соответственно, частоты, косинуса и угла сдвига фаз между током и напряжением.
Последовательность подключения прибора и выполнения измерений:
– подключить внешние цепи измерения;
– включить тумблер «Сеть»;
– выбирая кнопками «P/Q/S» и «f/cos / » считать требуемые показания физических величин (для изменения вывода требуемого параметра в третьей и четвертой строках индикатора кнопки необходимо нажать на 1..2 секунды).
Примечание:
1. При одновременном нажатии и удержании в течение 1…2 секунд кнопок «P/Q/S» и «f/cos / » измеритель переходит в режим измерения параметров постоянного тока. Повторное нажатие этих кнопок возвращает в режим измерения переменного тока.
2. Изменение схемы соединения подключения прибора и лабораторной установки выполнять при выключенном питании прибора. В противном случае возможны изменения показаний прибора, а также возникновение нарушений в работе индикатора прибора.
Однофазный трансформатор
На рабочем поле «Однофазный трансформатор» изображена мнемосхема исследуемого в лабораторной работе трансформатора. В качестве исследуемого однофазного трансформатора использован трансформатор типа BVEI 481 1119 с номинальным первичным напряжением 230 В, имеющий две вторичные обмотки, включенные параллельно. Каждая обмотка имеет номинальное напряжение 12 В и номинальную мощность 5,0 ВА. Добавочное регулируемое сопротивление Rд, включенное в первичную цепь служит для проведения опыта короткого замыкания трансформатора. Величина сопротивления нагрузки Rн трансформатора изменяется с помощью переключателя SA2. Для проведения опыта короткого замыкания трансформатора, в цепь первичной обмотки включается добавочное сопротивление Rд, величина которого изменяется переключателем RP1. Подача электропитания на трансформатор осуществляется выключателем SА1.
Рисунок 3.3 – Рабочее поле однофазного трансформатора
BVEI 481 1119
На рисунке 3.4 изображен внешний вид исследуемого трансформатора.
Рисунок 3.4 – Внешний вид трансформатора
Особенности данного трансформатора:
• Мощность – до 15,0 ВА
• Трансформаторы температурного класса 70°C/B не имеют
встроенного предохранителя от токов короткого замыкания
• Стандартные модели в корпусе типа "K"
• Обязательное тестирование всех моделей на соответствие
стандартам ENEC 10, VDE, и UL.
• Cтабильность параметров в широком диапазоне температур
• Высокий уровень надежности и долгий срок службы
• Высокая электрическая прочность
• Негорючий материал корпуса и заливного компаунда
Защита трансформаторов от токов короткого замыкания возможна при помощи встроенного предохранителя с плавкой вставкой согласно IEC 127 или внешнего предохранителя вторичной обмотки c использованием PTC-элемента.