4 Лабораторний практикум

Лабораторна робота № 4.1

ВИВЧЕННЯ СТЕНДУ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ МАГНІТНОГО ПІДСИЛЮВАЧА

4.1.1 Призначення стенду

Лабораторний стенд призначений для дослідження вольт-амперних характеристик магнітного підсилювача при різних способах його включення.

На підставі схеми стенду необхідно скласти спрощені схеми, відповідні виконуваному дослідженню, і викреслити їх згідно вимогам ЄСКД.

4.1.2 Описання конструкції стенду

Стенд виконаний у вигляді блоку, який має вбудовані джерела живлення, контрольно-вимірювальні прилади і магнітний підсилювач. Включення стенду в мережу живлення ~ 220В виконується за допомогою шнура живлення і тумблера, встановленого на лицьовій панелі. Сигналізація включеного стану здійснюється за допомогою лампочки розжарювання.

Всі необхідні органи управління та гнізда для підключення осцилографа або тестера встановлені в полі принципової схеми, показаної на лицьовій панелі стенду (рис. 4.1).

Рисунок 4.1 – Принципова схема стенду

4.1.3 Описання принципової схеми

Стенд містить трансформатор Тр1, що живить робочі обмотки магнітного підсилювача МП.

Для регулювання живлячої напруги передбачений перемикач S2. Низькоомний резистор R1 і гнізда Х2 призначені для пристроїв спостереження форми струму в робочих обмотках МП. Резистор R2 або лампочки Н1 і Н2 утворюють навантаження робочої обмотки. Тумблер S3 служить для включення ланцюга зворотного зв'язку. Напрям струму зворотному зв'язку змінюється за допомогою тумблера S6.

Живлення управляючої обмотки здійснюється через регулювальник R3 і перемикач полярності S9 від окремого блоку живлення ланцюга управління БПУ, тумблер S8 дозволяє розімкнути цей ланцюг.

Додаткове підмагнічування постійним струмом може виконуватися від блоку живлення підмагнічування БПП через регулювальник R4 і перемикач полярності S11. Тумблер S10 дозволяє розімкнути ланцюг струму підмагнічування.

Вимір струмів в ланцюгах здійснюється за допомогою приладів РА1, PA2 і РАЗ.

4.1.4 Техніка безпеки

До виконання робіт в лабораторії можна приступати лише після вивчення інструкції по техніці безпеки. Забороняється відвертати ковпачок запобіжника, який знаходиться під напругою мережі. При підключенні зовнішніх приладів не можна застосовувати оголені дроти і дроти з порушеною ізоляцією. Включати стенд при використанні зовнішніх з'єднань дозволяється лише після перевірки схеми викладачем.

4.1.5 Порядок виконання роботи

1. Вивчити інструкцію по правилах техніки безпеки.

2. Вивчити принципову схему стенду.

3. Накреслити спрощену схему випробування магнітного підсилювача зворотних зв'язків і підмагнічування від блоку БПП.

4. Зробити пробне включення стенду.

4.1.6 Контрольні питання: правила роботи на стенді; призначення тумблерів S3, S4, S6, S7; спостереження форми струму в ланцюзі робочої обмотки.

Лабораторна робота № 4.2

ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДРОСЕЛЯ НАСИЧЕННЯ

Мета роботи – вивчити принцип роботи і дослідити характеристики простого магнітного підсилювача, виконаного у вигляді дроселя насичення.

4.2.1 Короткі теоретичні відомості

Магнітний підсилювач МП – статичний електромагнітний пристрій, що є керованою індуктивністю (рис 2.1).

Рисунок 4.2.1 – Схема магнітного підсилювача (а) і характеристика його магнітного стану (б) при підмагнічуванні

На сердечник, виконаний з магнітно-м'якого матеріалу, намотані дві обмотки. Перша (робоча) обмотка з числом витків ω_р підключена через опір навантаження R_н до джерела живлячої змінної напруги U. Через другу (управляючу) обмотку з числом витків ω_у пропускають постійний струм управління I_у, який утворює напруженість магнітного поля Н_у та індукцію В_у управляючого підмагнічування. Зміна підмагнічування міняє магнітну проникність µ сердечника та індуктивність L_р робочої обмотки, яка є [1]:

, (4.2.1)

де S – перетин сердечника; ℓ – середня довжина силової лінії.

При зміні індуктивності L_р змінюватиметься струм I_р в колі робочої обмотки:

(4.2.2)

Тут прийнято, що опір обмоток малий і навантаження чисто активне. Таким чином, змінюючи постійне підмагнічування I_у, можна змінити напругу на навантаженні:

U_н = I_p · R_н. (4.2.3)

При збільшенні постійного підмагнічування згідно кривої намагнічування (рис. 4.2.1,б) зменшується магнітна проникність сердечника µ= dВ/dH. При цьому відповідно до (4.2.1) зменшується індуктивність обмотки L_р. Згідно (4.2.2) збільшується струм I_р в навантаженні. Залежність цього струму від струму управління буде (рис. 4.2.2, а):

. (4.2.4)

Рисунок 4.2.2 – Характеристика магнітного підсилювача: 1 – характеристика вхід-вихід; 2 – напруга на робочій обмотці

Статична характеристика вхід-вихід має початковий струм холостого ходу I₀ не рівний нулю, а також вона нечутлива до полярності струму управління, що є недоліками простого МП. Коефіцієнтами підсилення МП по струму К_i, та напрузі К_u називають співвідношення [1, 2]:

; , (4.2.5)

тут I₀, U₀ – відповідно струм і напруга навантаження в режимі холостого ходу; U_н, U_у – напруги на навантаженні та на управляючій обмотці.

Один з недоліків МП – низька швидкодія через велику постійну часу ланцюга управління.

4.2.2 Порядок виконання роботи

1. Підготувати стенд до досліджень, для чого тумблером S3 відключити зворотний зв'язок. Тумблери S5, S10 вимкнути. Тумблер S8 включити, а перемикач S9 поставити в положення «+». Клавішний перемикач S2 включити в положення 3. Перемикачем S4 підключити як навантаження МП резистор R2. Включити стенд. Якщо струм навантаження по приладу РА1 великий, зменшите його регулювальником RЗ.

2. Напругу U_н на навантаженні виміряти вольтметром, що підключається до гнізд X1. Напругу на робочій обмотці U_р виміряти, користуючись зовнішнім приладом, включеним між правими контактами гнізд X1 і Х2, величину струму I_р – по приладу РА1.

3. Змінюючи струм управління по приладу РА2 за допомогою регулювальника RЗ, виміряти струм робочої обмотки I_р, напругу на навантаженні U_н і на робочій обмотці U_р. При вимірах слід користуватися вказівками, викладеними в п. 2. Результати вимірів занести в таблицю.

Таблиця 4.2.1 – Результати вимірів

Iу
Iр
Uн
Uр

4. Зняти другу частину характеристики МП, для чого змінити напрям струму I_у в обмотці управління, перемкнувши полярність тумблером S9 в положення «–». Повторити виміри і заповнити таблицю по п. 3.

5. Підключити тумблером S4 як навантаження МП лампочку розжарювання Н1. Змінюючи регулювальником R3 струм управління, спостерігати зміну яскравості свічення лампочки Н1. Вказати в таблиці. 4.2.1 в яких ділянках струму управління яскравість свічення найбільша і мінімальна.

6. Включити тумблер S5. Спостерігати одночасне свічення двох ламп Н1 і Н2. Повторити досліди по п. 5. Повернути тумблери S4 і S5 у вихідний стан.

7. Встановити клавішний перемикач в положення 4, збільшуючи напругу живлення. Повторити виміри по пп. 3, 4.

8. Замкнути тумблер S10. Встановити якесь значення струму підмагнічування по приладу РА1. Повторити виміри по пп. 3, 4.

4.2.3 Зміст звіту

1. Спрощена схема проведення експерименту.

2. Таблиці виду таблиці 4.2.1 виміряних даних, графік залежності, графіки зміни напруги U_н і U_p.

3. Розрахунок коефіцієнта підсилення по струму за формулою (4.2.5).

4. Осцилограми зміни струму навантаження.

5. Графіки характеристик МП.

4.2.4 Контрольні питання: принцип дії та призначення дроселя насичення; пояснення виведення формули (4.2.2); характеристика зміни індуктивності робочої обмотки; переваги і недоліки магнітного підсилювача; чи змінюється фаза струму навантаження при регулюванні? Чи можливе підключення навантаження паралельно робочій обмотці? Чи може змінюватися індуктивність реактора в схемі перетворювача в процесі роботи?

Лабораторна робота № 4.3

ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНІТНОГО ПІДСИЛЮВАЧА ІЗ ЗВОРОТНИМ ЗВ'ЯЗКОМ

Мета роботи – вивчити принцип дії зовнішнього зворотного зв'язку і його вплив на характеристики нереверсивного магнітного підсилювача.

4.3.1 Короткі теоретичні відомості

Для створення зовнішнього зворотного зв'язку ЗЗ в магнітному підсилювачі весь робочий струм, або його частина, після випрямлення подається на спеціальну обмотку зворотного зв'язку, що має число витків ω_ос (рис. 4.3.1).

Рисунок 4.3.1 – Схема нереверсивного магнітного підсилювача з зовнішнім зворотним зв'язком

На схемі змінна напруга живлення U прикладена через опір навантаження R_н до робочої обмотки МП, що має число витків ω_р. Обмотка зворотного зв'язку з числом витків ω_ос включена через випрямляючий міст на діодах V1, V2, V3, V4 послідовно з навантаженням R_н.

При цьому змінний струм робочої обмотки I_р випрямляється і проходить через обмотку зворотного зв'язку у формі постійного струму. Обмотка зворотного зв'язку включається так, щоб посилювати (при позитивному) або ослабляти (при негативному ЗЗ) дію обмотки управління, що має число витків ω_у. Тоді для сердечників з ідеальною кривою намагнічування можна записати рівняння дії сумарних ампер-витків [2]:

, (4.3.1)

де I_у – струм обмотки управління; I_рв – випрямлене значення робочого струму.

Тут знак «+» відповідає позитивному зворотному зв'язку, знак «–» – негативному ЗЗ. Якщо прийняти, що I_рв = αI_р, де α – постійний коефіцієнт, то (4.3.1) можна представити у вигляді:

.

Звідси слідує вираз, що описує вплив ЗЗ:

(4.3.2)

Тут знак «–» відповідає позитивному ЗЗ, а знак «+» – негативному ЗЗ. Коефіцієнт зворотного зв'язку:

. (4.3.3)

Коефіцієнт підсилення по струму магнітного підсилювача на підставі (4.3.2) буде:

. (4.3.4)

На рисунку 4.3.2 показана статична характеристика ідеального МП, побудована з урахуванням струму холостого ходу I₀ робочої обмотки.

Рисунок 4.3.2 – Статична характеристика ідеального магнітного підсилювача з позитивним зворотним зв'язком

З рисунку видно, що позитивний ЗЗ підсилює дію прямого управляючого струму і, навпаки, знижує його дію при зміні напряму.

4.3.2. Порядок виконання роботи

1. Підготувати стенд для виконання роботи. Для цього клавішний перемикач S2 встановити в положення 3. Тумблером S3 включити ланцюг ЗЗ. Тумблер S6 встановити в положення «+», що відповідає позитивному зворотному зв'язку. Тумблер S10 вимкнути, розриваючи ланцюг можливого підмагнічування МП від блоку живлення ланцюга підмагнічування БПП. Тумблер S8 включити. Тумблер S5 вимкнути. Встановити прямий напрям управляючого струму, виставивши перемикач S9 в положення «+». Перемикачем S4 підключити як навантаження МП резистор R2. Включити стенд. Якщо сила струму I_р навантаження, яке показує прилад PA1, велика, необхідно понизити її до мінімуму регулювальником струму управління R3.

2. Для спостереження форми струму в робочій обмотці до гнізд Х2 слід підключити осцилограф, а для виміру напруги U_н на навантаженні до гнізд Х1 – вольтметр.

3. Змінюючи регулювальником R3 струм управління I_у, що реєструється приладом РА2, вимірювати струм I_р в робочій обмотці по приладу PA1 і напругу U_н по зовнішньому вольтметру. Результати вимірів записати в таблицю.

Таблиця 4.3.1 – Результати вимірів

Iу
Iр
Uн

4. Змінити полярність включення обмотки ЗЗ, перемкнувши тумблер S6 в положення «–». Повторити дослідження МП за програмою, викладеною в п. 3.

5. Вимкнути тумблер S3. Повторити виміри за програмою п. 3 при К_ос = 0.

6. Включити тумблером S4 навантаження МП у вигляді лампочки H1. Включити тумблером S3 зворотний зв'язок. Змінюючи струм управління, спостерігати зміну свічення лампочки.

7. Виміряти інерційність МП низькочастотним осцилографом. Для цього в режимі повільної розгортки тумблером S8 включати струм управління, коли промінь осцилографа буде знаходитись в центрі екрану. Зарисувати вид перехідного процесу на виході МП. Знаючи швидкість розгортки променю осцилографа, обчислити час перехідного процесу та оцінити інерційність МП. Вимкнути прилади і стенд МП.

4.3.3 Зміст звіту

1. Мета роботи.

2. Принципова схема спрощеної установки.

3. Результати вимірів у вигляді таблиці 3.1 по пп. 3 – 5.

4. Графіки характеристик, побудовані за результатами вимірів.

5. Осцилограми струмів МП.

6. Оцінка інерційності МП.

4.3.4 Контрольні питання: види зворотного зв'язку в МП; характеристика МП зі зворотним зв'язком та її побудова; використання ЗЗ; інерційність МП; робота вимірювальної схеми.

Лабораторна робота № 4.4

ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК БЕЗКОНТАКТНОГО МАГНІТНОГО РЕЛЕ

Мета роботи – вивчити принцип дії безконтактного магнітного реле і його характеристики.

4.4.1 Короткі теоретичні відомості

Як показує практика, пошкодження та відмови в роботі промислових систем автоматики і телемеханіки часто викликаються порушеннями комутуючих контактів в результаті електричної ерозії, окислення або зносу. Це пояснює тенденцію, що посилюється, до заміни контактних пристроїв безконтактними, які забезпечують вищу надійність роботи.

У безконтактних реле БР зміна вихідної величини здійснюється не розривом електричного ланцюга, а зміною характеристики елемента цього ланцюга під впливом управляючого сигналу (рис 4.4.1) [1, 3].

Рисунок 4.4.1 – Схема включення безконтактного реле

Тут опір навантаження Z_н включений в ланцюг живлячої напруги послідовно з опором БР між точками а–а. Цей опір Z_аа повинен значно змінюватися під впливом управляючого сигналу U_упр. Якщо Z_аа<< Z_н, то струм в ланцюзі визначається опором навантаження, і можна вважати, що БР включене. Якщо Z_аа>> Z_н, то БР вимкнене. БР можуть виконуватися на магнітних підсилювачах з глибоким позитивним зворотним зв'язком, гістерезисних реле та інших пристроях. При побудові БР можна використовувати два режими роботи (рис. 4.4.2).

Рисунок 4.4.2 – Релейний (а) і ключовий (б) режими роботи БР

У ключовому режимі (рис. 4.4.2, а) можуть застосовуватися пропорційні підсилювачі з обмеженням характеристики типу «насичення». Проте при цьому може бути потрібна чимала величина управляючого сигналу U2.

Розглянемо роботу дросельного або однотактного магнітного підсилювача з глибоким зовнішнім позитивним зворотним зв'язком ПЗЗ. Такий магнітний підсилювач забезпечуватиме релейний режим роботи і реалізовуватиме безконтактне магнітне реле БМР (рис. 4.4.3).

Рисунок 4.4.3 – Схема безконтактного магнітного реле

На схемі надані позначення, прийняті на загальній схемі стенду. Число витків і позначення на схемі робочої та управляючої обмоток прийняте відповідно у виді ω_р і ω_у, а для декількох обмоток зворотного зв'язку – у виді ω_ос. Тумблер S7 застосовується для збільшення числа витків обмотки зворотного зв'язку. При цьому контакти S7.1 мають бути замкнуті, а контакти S7.2 – розімкнені. Для спрощення прийнято, що дросельний МП працює на активне навантаження R2. Характеристика такого підсилювача показана на рис. 4.4.4.

Рисунок 4.4.4 – Побудова характеристики магнітного підсилювача в релейному режимі (а) та підсумкова характеристика БМР (б)

З рисунку виходить, що різниця струмів управління I_Уср і I_Уот, відповідних спрацьовуванню і відключенню БМР, не дорівнює нулю. Ширина петлі релейної характеристики:

. (4.4.1)

Тут I_нм визначає максимальне значення струму навантаження, а коефіцієнт зворотного зв'язку:

. (4.4.2)

Значення цього коефіцієнту визначає нахил ліній зворотного зв'язку:

.

При побудові характеристики БМР на підставі характеристики вихідного МП і ліній зворотного зв'язку (рис. 4.4.4, а) використовують точки їх пересічення. Наприклад, для струму управління I₁ точкою пересічення буде точка n, а результуючою точкою характеристики ВМР – точка m.

4.4.2 Порядок виконання роботи

1. Підготувати стенд для виконання роботи. Для цього клавішний перемикач S2 встановити в положення 2. Тумблером S3 включити зворотний зв'язок. Тумблером S4 включити активне навантаження R2. Тумблер S6 поставити в положення «+». Тумблером S7 підключити додаткові обмотки зворотного зв'язку. Тумблер S8 включити, а тумблер S9 поставити в положення «+». Тумблер S10 вимкнути.

2. Включити стенд. Якщо сила струму I_н навантаження визначувана по приладу PA1 велика, понизити її регулювальником RЗ. Не слід залишати стенд в режимі великого струму навантаження.

3. Для спостереження форми струму підключити до гнізд Х2 осцилограф. Для виміру напруги U_н на навантаженні до гнізд Х1 підключити вольтметр.

4. Змінюючи струм управління I_у регулювальником RЗ і визначаючи його значення по приладу РА2, вимірювати струм навантаження по приладу PA1 і напругу на навантаженні. Результати вимірів записати в таблицю.

Таблиця 4.4.1 – Результати вимірів

Iу
Iн
Uн

Визначити мінімальне і максимальне значення струму навантаження.

5. Змінити полярність включення обмотки зворотного зв'язку тумблером S6. Повторити експерименти за програмою, приведеною в п. 4.

6. За допомогою тумблера S4 включити навантаження у вигляді лампочки розжарювання H1. Повторити експерименти по пп. 4, 5. Спостерігати зміну яскравості свічення Н1.

7. Вимірювати осцилографом інерційність БМР. Для цього в режимі повільної розгортки тумблером S8 включати струм управління в мить, коли промінь знаходиться в центрі екрану трубки. Знаючи швидкість розгортки, визначити час перехідного процесу.

8. Вимкнути стенд.

4.4.3 Зміст звіту

1. Мета роботи.

2. Принципова схема установки випробування БМР.

3. Результати вимірів у вигляді таблиці 4.1 та графіків характеристик БМР.

4. Оцінка ширини петлі характеристики БМР, описуваною формулою (4.1).

5. Оцінка інерційності БМР.

4.4.4 Контрольні питання: фізика роботи і види БМР; побудова характеристики БМР; характеристики і параметри БМР; переваги і недоліки БМР; сфери можливого застосування БМР.

Лабораторна робота № 4.5

ДОСЛІДЖЕННЯ ФУНКЦІОНУВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО РЕЛЕ

Мета роботи – ознайомитися з будовою та принципом дії електромагнітного реле, засобами прискорення та сповільнення спрацьовування електромагнітних механізмів постійного струму.

4.5.1 Короткі теоретичні відомості

Реле представляє пристрій, який перетворює повільну зміну вхідної величини у стрибкоподібну зміну вихідної величини. Залежність має вигляд приведений на рисунку 4.5.1.

На рисунку 4.5.2 наведена конструкція реле з нейтральною Г-подібною електромагнітною системою. Реле складається з ярма 2, до якого прикріплені нерухоме осердя 4 та рухомий якір 3. На осерді розташовується обмотка 1.

Рисунок 4.5.1 – Характеристика реле

Рисунок 4.5.2 – Спрощена конструкція електромагнітного реле: 1- обмотка; 2- ярмо; 3-якір; 4- осердя

Також до ярма 2 прикріплена контактна група, яка складається з замикаючих, розмикаючих або перемикаючих контактів (умовно не позначена). З іншого боку на елементи контактної групи дії пристрій, прикріплений до якоря 3. Можливі варіанти виконання контактних груп наведені на рисунку 4.5.3.

Рисунок 4.5.3 – Схематичне зображення пересувних механізмів реле:

а – траверсного типу; б – важільного типу;

в – об’єднаного з якорем; г – зі штовхачем

При протіканні струму в обмотці виникає магніторушійна сила, яка створює магнітний потік, що замикається крізь повітряний просвіт і обумовлює переміщення якоря. При переміщенні якір натискає на контактну групу, що призводить до перемикання відповідних контактів. Контакти реле використовуються для комутації різних електричних кіл.

Основні параметри електромагнітного реле:

• параметр спрацьовування – мінімальна величина вхідної енергії, при якій вникає стрибкоподібна зміна у вихідному колі (як правило це момент комутації контактів). Розрізняють параметр зворушення, що відповідає початку рушення рухомої частини (якорю) та параметр повного спрацьовування, що відповідає моменту закінчення руху якорю. Для стабільного функціонування реле потрібно, щоб вхідний параметр був більше параметру спрацьовування. (коефіцієнт запасу при спрацьовуванні).

• параметр відпускання – максимальна величина вхідної енергії, при якій вникає зворотна стрибкоподібна зміна у вихідному колі (як правило це момент розмикання контактів). Розрізняють параметр зворушення, що відповідає початку рушення рухомої частини (якорю) та параметр повного відпускання, що відповідає моменту закінчення руху якорю. Для стабільного функціонування реле потрібно, щоб вхідний параметр був менше параметру відпускання (коефіцієнт запасу при відпусканні).

• час спрацьовування – час з моменту подачі вхідної величини до повного спрацьовування реле. Складається з часу зворушення та часу пересування якорю

• час відпускання – час з моменту подачі вхідної величини, що призводить до зворотного перемикання, до повного відпускання реле. Складається з часу зворушення та часу пересування якорю .

Фактично вхідною величиною для реле можна вважати напругу живлення обмотки. Номінальні напруги для живлення обмоток реле на постійному струмі (основні): 6, 12, 24. 36, 48, 60, 72, 96, 110, 440.

З точки зору теорії електричних кіл, обмотка реле являє собою схему заміщення, яка складається з послідовно з’єднаних індуктивності (індуктивність обмотки) та активного опору (опір проводу). Таким чином, при вмиканні та вимиканні реле мають місце перехідні процеси, що в деяких випадках визначають швидкодію релейних пристроїв.

Для зміни временних параметрів спрацьовування реле зазвичай використовуються два схемних рішення, зображених на рисунку 4.5.4.

а б

Рисунок 4.5.4 – Схеми для зміни временних характеристик реле:

а – з прискоренням; б – з уповільненням

Перше схема (рис. 4.5.4,а) використовується для прискорення спрацьовування реле за рахунок використання конденсатору, що прискорює. Конденсатор виконує роль кола, що диференціює, та прискорює прикладення напруги до обмотки. Друга схема (рис. 4.5.4,б) використовується для уповільнення відпускання реле. Конденсатор виконує роль накопичувача енергії, яка підтримує реле у ввімкненому стані при розмиканні кола обмотки. Чим більше ємність конденсатору, тим більше часу він буде підтримувати ввімкнений стан.

Рисунок 4.5.5 – Схема стенду для дослідження временних параметрів реле

4.5.2 Порядок виконання роботи

1. Підготувати робоче місце та необхідне обладнання для досліджень. В роботі застосовується лабораторний стенд та вимірювач часових інтервалів (лічильник-секундомір електронний шкільний – ССЭШ). Перевести лічильник у режим секундоміру відповідним перемикачем на лицьовій панелі. Рахування часу буде виконуватися під час замкнутого стану контактів лічильника. Підключити за допомогою проводів відповідні клеми лічильника до клем стенду 1 та 2. Перевірити, що всі перемикачі стенду розташовані в позиціях, передбачених схемою на рисунку 4.5.5. Підключити стенд до мережі живлення.

2. Ввімкнути стенд тумблером «Сеть». Ввімкнути лічильник тумблером «Сеть». За допомогою потенціометру R1 та вольтметру PV встановити напругу, вказану викладачем.

3. Замкнути перемикач S1, зафіксувати час спрацьовування реле, що буде відображений на лічильнику. Розімкнути S1, нажати кнопку «Сброс» на лічильнику. Повторити вимірювання 5 разів.

4. Замкнути перемикач S3. Повторити вимірювання по п.3.

5. Розімкнути перемикач S3. замкнути перемикач S4. Підключити за допомогою проводів відповідні клеми лічильника до клем стенду 3 та 4. Замкнути перемикач S1. Натиснути кнопку «Сброс» лічильника. Розімкнути перемикач S1. Зафіксувати час відпускання реле, що буде відображений на лічильнику. Повторити вимірювання 5 разів.

6. Повторити п.5. з замкненим перемикачем S5.

7. По закінченню роботи вимкнути стенд та лічильник. Навести порядок на робочому місці.

7. За результатами вимірювань обчислити середньоарифметичні значення часу спрацьовування та відпускання, зробити висновок про вплив елементів схеми на відповідний час.

4.5.3 Зміст звіту

1. Назва та мета роботи.

2. Схема стенду для дослідження реле.

3. Таблиця експериментальних та розрахункових даних.

4. Висновок по отриманим результатам.

4.5.4 Контрольні питання: улаштування та принцип дії електромагнітного реле; області застосування електромагнітного реле; основні довідникові параметри реле; методика проведення експерименту при вимірюванні; основні типи сучасних електромагнітних реле.

Лабораторна робота № 4.6

ДОСЛІДЖЕННЯ ФУНКЦІОНУВАННЯ ГЕНЕРАТОРА, ЩО ВИКОНАНИЙ НА ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ РЕЛЕ

Мета роботи – ознайомитися з принципом дії генератора на двох електромагнітних реле, отримати навички побудови временних діаграм перемикання елементів.

4.6.1 Короткі теоретичні відомості

Для управління роботою різноманітних пристроїв в системах зв’язку, телемеханіки, сигналізації, автоблокування застосовують генератори імпульсів, які виконані на електромагнітних реле.

Схема генератора, виконаного на двох електромагнітних реле приведена на рисунку 4.6.1.

Рисунок 4.6.1 — Схема генератор на двох реле

При замиканні перемикача S реле K1 спрацьовує та замикає свій нормально-розімкнутий контакт K1.1, що підключений в коло обмотки реле К2. Це призводить до спрацьовування реле К2, яке розмикає свій нормально-замкнутий контакт К2.1, що підключений до кола обмотки реле К1. Розмикання К2.1 призводить до відпускання реле К1 та розмикання його контакту К1.1. В свою чергу розмикання К1.1 спричиняє відпускання реле К2 та замикання К2.1. Реле К1 знову спрацьовує та цикл повторюється. До вільних контактів К1 або К2 можна підключити навантаження, яке буде споживати імпульсну напругу. При цьому слід зазначити, що можна отримати симетричний або несиметричний генератор, якщо впливати на час ввімкненого стану реле.

Временні діаграми роботи генератора на двох реле зображені на рисунку 4.6.2.

Рисунок 4.6.2 – Временні діаграми роботи генератора на двох реле

Схема для виконання лабораторної роботи приведена на рисунку 4.6.3.

Рисунок 4.6.3 – Схема для виконання лабораторної роботи

4.6.2 Порядок виконання роботи

1. Підготувати робоче місце та необхідне обладнання для досліджень. В роботі застосовується панель з закріпленими двома реле, джерело живлення постійного струму, сигнальна лампа, конденсатори, осцилограф, з’єднувальні проводи. Вимірювання часових інтервалів виконується осцилографом.

2. Зібрати схему генератора на двох реле. При цьому встановити однакові конденсатори паралельно обмоткам реле. Після перевірки викладачем зібраної схеми та отримання дозволу, увімкнути джерело живлення кнопкою «Сеть».

3. За допомогою осцилографу виміряти тривалість імпульсу та паузи на сигнальній лампі. Записати результати вимірювань.

4. Вимкнути джерело живлення кнопкою «Сеть». Зачекати 30 секунд. Замінити один з конденсаторів, що підключені до обмотки реле. Ввімкнути джерело живлення. Повторити вимірювання по п.3.

5. По закінченню роботи вимкнути обладнання та розібрати схему. Навести порядок на робочому місці.

4.6.3 Зміст звіту

1. Назва та мета роботи.

2. Схема для дослідження генератора на реле, временні діаграми перемикання генератору.

3. Значення експериментальних даних.

4. Висновок по отриманим результатам.

4.6.4 Контрольні питання: функції елементів схеми; принцип дії генератора на реле; пояснення щодо временних діаграм перемикання; методика проведення експерименту при вимірюванні временних параметрів генератора; відомості про пульс-пару та її застосування.