§2. Электропривод постоянного тока на транзисторном ключе

Пусть двигатель постоянного тока независимого возбуждения подключен к источнику постоянного тока через транзисторный ключ 2N2222A (рис. 1.30).

Согласно схеме, с генератора Function Generator на базу транзисторного ключа подаются импульсы прямоугольной формы с амплитудой 10 В и частотой 50 Гц.

Скважность импульсов задаётся с помощью параметра Duty Cycle в пределах от 1 до 99 %.

При скважности 75 % три четверти периода транзисторный ключ включен, а одну четверть – выключен.

На обмотку возбуждения подано напряжение 20 В.

Измеряемые величины тока и скорости двигателя подаются на осциллограф.

При включенном транзисторном ключе через якорь двигателя протекает ток от источника 20 В и двигатель разгоняется.

При выключенном транзисторном ключе ток якоря замыкается через диод и незначительно спадает.

Как видно из рис. 1.30, за 25–30 периодов двигатель разгоняется до установившейся скорости. Время разгона или время переходного процесса скорости двигателя равно времени, за которое скорость двигателя достигнет 95 % от установившегося значения.

При изменении скважности изменяется время разгона двигателя.

Глава 4. Решение типовых электротехнических задач в программе Electronics workbench

§1. Расчёт разветвлённой линейной электрической цепи

Пусть задана линейная электрическая цепь, содержащая источники ЭДС и тока (рис. 1.31). Необходимо рассчитать токи в ветвях и напряжения на всех резисторах. Такая задача легко решается в EWB. Собирается схема, состоящая из источников, резисторов и измерительных приборов – амперметров и вольтметров, которые после запуска расчёта покажут искомые токи и напряжения (рис. 1.31).

Рис. 1.31

Рис. 1.32

§2. Расчёт частотных характеристик линейной электрической цепи переменного тока

При расчётах линейных электрических цепей переменного тока, кроме измерений величин токов и напряжений в установившемся режиме, часто представляет интерес исследование амплитудно- и фазочастотных характеристик (АЧХ и ФЧХ). На рис. 1.33 представлена набранная в EWB схема Т-образного фильтра низких частот с подключенным построителем частотных характеристик Bode Plotter. В режиме Magnitude возможно просмотреть АЧХ фильтра, в частности, определить резонансную частоту. В режиме Phase возможно просмотреть ФЧХ фильтра и определить отставание или опережение по фазе выходного сигнала относительно входного. Для несложных однокаскадных фильтров АЧХ и ФЧХ можно рассчитать без применения компьютерных программ, а для расчёта сложных многозвенных комбинированных фильтров применение EWB следует признать полезным и удобным.

Рис. 1.33

§3. Расчёт нелинейной электрической цепи переменного тока

В электротехнике, электромеханике и электроэнергетике широко применяются нелинейные электрические цепи переменного тока. К таким цепям можно отнести управляемые и неуправляемые выпрямители. В EWB собрана схема однофазного мостового выпрямителя с фильтром низких частот на выходе, работающего на активную нагрузку (рис. 1.34). Видно, что выпрямленное напряжение сглаживается.

Рис. 1.34

§4. П- и Т-образные схемы замещения четырёхполюсников

Из курса теоретических основ электротехники известна теория четырёхполюсников. Эта теория находит широкое применение для исследования нелинейных цепей.

Четырёхполюсник можно представить П- и Т-образными схемами замещения. Параметры четырёхполюсника определяются по опытам короткого замыкания и холостого хода (рис. 1.35). В режиме холостого хода к выходу схемы подключено сопротивление 100 МОм, на несколько порядков превышающее сопротивления схемы замещения. В режиме короткого замыкания к выходу схемы подключено сопротивление 0.001 Ом, на несколько порядков меньшее сопротивлений схемы замещения.

Рис. 1.35