Электротехника и основы электроники с МПСО

1. Исследование режимов работы и методов расчета линейных цепей постоянного тока с одним источником питания. Объект исследования: резистивный мост. На практике проводится экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа, метода эквивалентного генератора.
2. Исследование режимов работы и методов расчета линейных цепей постоянного тока с двумя источниками питания. Объект исследования: резистивный мост, в одно из плеч которого включен регулируемый источник ЭДС 0..10В. На практике проводится экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа, метода контурных токов.
3. Исследование режимов работы и методов расчета нелинейных цепей постоянного тока. Объект исследования: стабилитрон, параметрический стабилизатор напряжения. В лабораторной работе снимаются внешние и нагрузочные характеристики стабилизатора в целом и вольтамперная характеристика  стабилитрона в отдельности.Определение параметров и исследование режимов работы электрической цепи переменного тока с последовательным соединением катушки индуктивности, резистора и конденсатора. Объект исследования: электрическая цепь, содержащая последовательно включенные индуктивность (IМАКС=0,8 А, LНОМ=0,25 Гн), емкость (магазин конденсаторов 1..63 мкФ) и активное сопротивление (ПЭВ-50 RНОМ=47 Ом). В лабораторной работе определяются параметры схемы замещения катушки индуктивности, исследуются резонансные явления.
4. Исследование режимов работы линии электропередачи переменного тока при изменении коэффициента мощности нагрузки. Объект исследования: модель линии электропередачи нагруженная на аткивно-индуктивную нагрузку. В лабораторной работе производится расчет компенсирующего конденсатора и производится эксперимент компенсации реактивной мощности.
5. Определение параметров и исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении потребителей в звезду. Объект исследования: трехфазная цепь переменного тока при соединении нагрузок в звезду. Исследуются симметричная (во всех фазах включена активная нагрузка сопротивлением 110 Ом мощностью 200 Вт), равномерная (в различные фазы включены активная, активно-индуктивная и активно-емкостная нагрузки полным сопротивлением 250 Ом) и неравномерная нагрузки (создается из равномерной при уменьшении сопротивления активной нагрузки, изменением емкостной нагрузки в пределах 1..63 мкФ) при питании от сети с нулевым проводом и без него.
6. Определение параметров и исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении потребителей в треугольник. Объект исследования: трехфазная цепь переменного тока при соединении нагрузок в треугольник. Исследуются те же нагрузки, что  и в лабораторной работе 6.
7. Исследование линейных цепей несинусоидального периодического тока, содержащих катушку и конденсатор. Объект исследования:Цепь с мостовым тиристорным управляемым выпрямителем в качестве источника питания. В лабораторной работе проводится гармонический анализ тока и напряжения в цепи с управляемым выпрямителем, нагруженным на активно-индуктивную нагрузку.
8. Определение параметров схемы замещения катушки индуктивности с замкнутым магнитопроводом и при наличии воздушного зазора. Объект исследования: катушки индуктивности с замкнутым магнитопроводом и с зазором в магнитопроводе. В лабораторной работе определяются параметры схем замещения указанных катушек, снимаются их вольтамперные характеристики.
9. Определение параметров и основных характеристик однофазного трансформатора. Объект исследования: однофазный трансформатор ОСМ1-0,1 220/110 В. В лабораторной работе определяются параметры схемы замещения трансформатора, исследуются различные режимы его работы.
10. Исследование асинхронного трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Объект исследования: асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР56А4У3 (P_НОМ=120 Вт, n_НОМ=1350 об/мин). В лабораторной работе снимаются механические и электромеханические характеристики двигателя. В качестве механической нагрузки асинхронного двигателя используется двигатель постоянного тока независимого возбуждения в режиме динамического торможения.
11. Определение параметров и основных характеристик электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением.   Объект исследования: электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением серии ПЛ062УХЛ4 (P_НОМ=90 Вт, n_НОМ=1500 об/мин). В лабораторной работе снимаются механические и электромеханические (как естественные, так и искусственные – реостатные) характеристики  электродвигателя. В качестве механической нагрузки двигателя постоянного тока используется асинхронный электродвигатель в режиме динамического торможения.
12. Определение параметров и основных характеристик генератора постоянного тока с независимым возбуждением. Объект исследования: генератор постоянного тока с независимым возбуждением, в качестве которого используется электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением серии ПЛ062УХЛ4 (P_НОМ=90 Вт, n_НОМ=1500 об/мин). В лабораторной работе снимаются внешние, регулировочные и нагрузочные характеристики генератора. Ток возбуждения генератора изменяется с помощью управляемого выпрямителя, нагрузка создается широтно-импульсным преобразователем.
13. Исследование процесса зарядки конденсатора от источника постоянного напряжения при ограничении тока с помощью резистора. Объект исследования: процесс зарядки конденсатора от источника постоянного напряжения при ограничении тока с помощью резистора. В лабораторной работе имеется возможность менять величину токоограничивающего резистора.
14. Исследование схемы управления трехфазным короткозамкнутым двигателем. Объект исследования: типовая схема пуска асинхронного двигателя при различных схемах соединения обмоток статора (звезда, треугольник, переключение со звезды на треугольник)
15. Однокаскадный транзисторный усилитель. Объект исследования: однокаскадный транзисторный усилитель. В лабораторной работе исследуется влияние смещения рабочей точки транзистора на форму выходного сигнала, измеряются коэффициенты усиления при отключенном и включенном шунтирующем конденсаторе в эмиттерной цепи.
16. Исследование двухкаскадных усилителей с непосредственной связью. Объект исследования: двухкаскадный усилитель с непосредственной связью. Производится оценка соотношений входных и выходных внутренних сопротивлений усилителей с общим эмиттером и общим коллектором.
17. Исследование параметров транзисторного реле времени с времязадающей RC цепью. Объект исследования: транзисторное реле времени с времязадающей RC цепью. В лабораторной работе снимается временная характеристика реле времени, определяется относительная погрешность выдержки времени.
18. Исследование генератора синусоидальных колебаний. Объект исследования: генератор синусоидальных колебаний. В лабортоной работе исследуется влияние смещения транзисторов на устойчивость работы генератора и на форму выходного сигнала.
19. Исследование работы широтно-импульсного преобразователя напряжений (ШИП). Объект исследования: широтно-импульсный преобразователь. В лабораторной работе снимается зависимость выходного напряжения от задающего напряжения.
20. Исследование работы триггера Шмидта и цифровых счетчиков в интегральном исполнении. Объект исследования: триггер Шмидта и цифровой двоичный четырехразрядный счетчик. В лабораторной работе исследуется гистерезис при переключении триггера Шмидта, строится таблица состояний двоичного счетчика.
21. Исследование тиристорного выпрямителя. Объект исследования: мостовой тиристорный управляемый выпрямитель. В лабораторной работе исследуется управляемый выпрямитель, нагруженный на активную нагрузку (150 Ом, 270 Ом 100 Вт), снимаются регулировочная и нагрузочная характеристики  управляемого выпрямителя, исследуется влияние индуктивности и емкости на форму выпрямленных тока и напряжения.

Конструктивно стенд состоит из двух частей:

• корпуса, в который установлена часть электрооборудования, электронные платы, лицевая панель, силовой модуль и столешница интегрированного рабочего стола;
• машинного агрегата (спарка), содержащего две электрические машины: асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии  АИР56А4У3 (P_НОМ=120 Вт, n_НОМ=1350 об/мин) и электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения серии ПЛ062УХЛ4 (P_НОМ=90 Вт, n_НОМ=1500 об/мин). На машинном агрегате установлен оптический датчик скорости. 

В корпусе стенда размещены:

• блок питания +24 В 0,5 А, +5 В 0,5 А;
• плата резистивного моста с дополнительным регулируемым источником ЭДС;
• плата секундомера с разрешающей способностью 0,1 с;
• плата транзисторного реле времени с времязадающей RC цепью;
• плата транзисторных усилителей;
• плата измерителя частоты вращения электродвигателей с разрешающей способностью 1 об/с;
• плата тиристорного управляемого выпрямителя и широтно-импульсного преобразователя;
• автотрансформатор 0,16кВт;
• 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, индикаторы цифровых приборов, коммутацинная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы.

К органам управления относятся:

• переключатели лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа), который позволяет изменять напряжение в пределах 0..260В с шагом 2 В;
• переключатели  блока переменного резистора, позволяющие изменять сопротивление в пределах 0..10 кОм с шагом 10 Ом;
• тумблеры магазина конденсаторов, которые дают возможность изменять емкость в пределах 0..63 мкФ с шагом 1 мкФ;
• задающий потенциометр однофазного мостового тиристорного управляемого выпрямителя;
• задающий потенциометр широтно-импульсного преобразователя;
• задающий переключаетль дополнительного источника ЭДС, позволяющий изменять ЭДС в пределах 0..10 В с шагом 1 В;
• задающий потенциометр реле времени;
• инкрементный энкодер для управления измерительным комплексом (выбор профиля отображения измерямых сигналов, старт записи измеренных значений в память).

В силовом 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;
• силовой трансформатор ОСМ1-0,25.

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. На панели стенда установлено 10 цифровых измерительных приборов классом точности не хуже 1, среди них:

• вольтметров 3 шт.;
• амперметров 6 шт.;
• ваттметр 1 шт.

Существует возможность в ходе лабораторной работы изменять профили индикации цифровых приборов. В профиле индикации задаются следующие параметры:

• предел измерения прибора;
• характеристики измеряемой величины (род тока для амперметров и вольтметров, составляющие мощности для ваттметра).

Цифровые приборы содержат встроенную память на 50 измерений, что дает возможность автоматически проводить серию измерений с интервалом от 0,1 с. с сохранением результатов в память приборов. 
Проведение лабораторных работ возможно как в ручном режиме, так и 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.