Лабораторная работа э9

Измерительные реле с двумя воздействующими величинами

Работа включает:

1. Изучение принципов получения и действия статических измерительных реле на микроэлектронной базе

2. Формирование схемы измерительного реле.

3. Расчет элементов схемы измерительных реле.

4. Компьютерное исследование измерительных реле.

Составление предварительного отчета

1. Определение координат особых точек.

2. Ф ормирование схемы измерительного реле.

3. Расчет элементов схемы измерительных реле для реализации граничной линии рис.9.1.

4. Построение граничной линии при изменении значения заданного в табл.Э9.1 элемента. Для нечетных вариантов заданный параметр увеличивается, а для четных вариантов уменьшается в два раза.

Методические указания. Изучить с.42–50 работы [4].

К п.1. В комплексной плоскости Z_р нарисовать заданную граничную линию в масштабе, по рисунку определить значения действительной и мнимой координат особых точек.

К п.2. Нарисовать стандартную принципиальную схему реле сопротивления с заданной граничной линией, состоящую из вторичных преобразователей тока (ПТ) и напряжения (ПН), формирователей особых точек (ФОТ), формирователя импульсов несовпадения (ФИН) и реагирующего органа (РО2) [4]. В схеме ФОТ между инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя включить встречно-параллельно два диода, аналогично рис.4.1 [4].

К п.3. Коэффициент преобразования ПТ задается k_I∙R=1 Ом.

Параметры ФОТ рассчитываются по координатам особых точек с использованием формулы

, R_ос=10 кОм.

Значение резистора R₁ задается равным 100 кОм, остальные элементы рассчитываются в соответствии с координатами особых точек.

Для ФИН и РО2 используются параметры, полученные в лабораторной работе Э8.

К п.4. При изменении параметров схемы рассчитать новые координаты особых точек, построить граничную линию в комплексной плоскости Z_р (на рисунке с заданной характеристикой). Нанести штриховку в области срабатывания. Оценить изменение характеристики.

Работа в лаборатории

1. Собрать схему заданного измерительного реле. На вход реле подключить источники напряжения и тока промышленной частоты, на выход – осциллограф и лампочку-индикатор. Провести настройку расчетных режимов осциллографа. Установить нужные параметры элементов схемы: для TV и ТA установить ненулевые активные сопротивления первичной и вторичной обмоток (для ТА R1=0.1 ом, R2=100 ом, TV R1=1к, R2=1к, при условии, что сопротивление цепи намагничивания (ω∙LM, в обозначениях программы) будет на два порядка больше активных потерь трансформаторов0, для операционных усилителей установить E_п=±15В, для стабилитрона установить U_ст=3В, параметры выходной микросхемы РО2 должны соответствовать параметрам 511 серии. Проверить работоспособность реле: лампочка-индикатор должна зажигаться в области срабатывания.

2. Снять характеристику срабатывания в комплексной плоскости по 4-м точкам.

Установить входные сигналы, соответствующие центру заданной области срабатывания при U_p.ном=100В. Эта точка имеет координаты Z_o=(Z₁-Z₂)/2 _р.м.ч. Увеличивая амплитуду U_p, определить значение, при котором происходить выход из области срабатывания.

Вернуться в исходную точку. Уменьшая амплитуду U_p, определить значение, при котором происходить выход из области срабатывания.

Вернуться в исходную точку. Увеличивая угол _р, определить значение, при котором происходить выход из области срабатывания.

Вернуться в исходную точку. Уменьшая угол _р, определить значение, при котором происходить выход из области срабатывания.

Вычислить Z_,р,с, отметить точки на рисунке с заданной граничной линией, соединить плавной линией.

Снять характеристику срабатывания Z_р.с.(I_р). Установить входные сигналы, соответствующие центру заданной области срабатывания Z_o. Увеличивая амплитуду U_p по направлению максимальной чувствительности, при пяти значениях I_p в диапазоне 0I_p.мах измеряется U_p.с и вычисляется Z_р.с. Ток I_p.мах рассчитывается по формуле I_p.мах=5U_p,ном/Z_у. Построить характеристику Z_р.с.(I_р), определить ток точной работы I_р,т,р, при котором значение Z_р.с отличается от Z_у на 10%.

3. Изменить заданный параметр, повторить п.2.

4. Отсоединить R₁₁ от источника напряжения TV. Остальные элементы схемы устанавливаются первоначальными.

Снять характеристику срабатывания в комплексной плоскости по 4-м точкам, см. п.2. Все комплексные характеристики изображаются на одной плоскости Z_р.

Сделать вывод о влиянии параметров схемы и амплитудных значений входных сигналов на характеристику срабатывания.

Снять зависимость U_p.с.(_р) при I_p.ном=1А. При изменении _р в диапазоне 0360^о с шагом 30^о измеряется U_p.с. Повторить измерения при I_p.ном=5А. Повторить измерения при изменении заданного параметра. Все зависимости представить на одном рисунке. Определить для каждой характеристики _р.м.ч. Сделать вывод о влиянии параметров на _р.м.ч. Построить характеристику срабатывания реле в комплексной плоскости S_р=U_p.сI_pе^jр, Сравнить с характеристикой срабатывания в плоскости Z_р.