Лабораторные, практические и курсовые работы. Расчет электрических цепей на ЭВМ



НазваниеЛабораторные, практические и курсовые работы. Расчет электрических цепей на ЭВМ
страница2/6
Дата08.06.2013
Размер0.84 Mb.
ТипДокументы
источник
1   2   3   4   5   6
Изменение параметров электрической цепи

После сборки измерительной схемы на монтажной панели производится формирование рабочей панели эксперимента. Активным и реактивным сопротивлениям, измерительным приборам и другим элементам цепи присваиваются порядковые номера или символьные индексы в соответствии с конкретной задачей.

В окне в правой нижней части экрана (синий фон) размещаются задатчики частоты и напряжения сети, задатчики R, L, и С, с помощью которых можно изменить параметры электрической сети.

В окне в левой нижней части экрана (чёрный фон) размещаются векторные диаграммы напряжений или токов на всех участках цепи. Векторы диаграмм каждый раз нормируются относительно максимального значения U или I, поэтому диаграммы дают только общее представление о взаимном расположении векторов и относительном соотношении их значений. Вектор напряжения (или тока) на активном сопротивлении R имеет красный цвет, вектор напряжения (или тока) на индуктивности L – голубой цвет, вектор напряжения (или тока) на емкости С – фиолетовый цвет.

Под каждым элементом R, L и С на черном фоне печатаются значения соответствующих задатчиков.

Для источника переменного тока "Сеть" указана частота ^ Fe в герцах и напряжение Ue в вольтах.

Для каждого измерительного прибора: ваттметра, амперметра и вольтметра указаны шкалы – зеленые цифры и значение измеряемого параметра – красные цифры. Если измеряемый параметр находится в пределах шкалы прибора, то прибор заключен в темно-синюю рамку. Если измеряемый параметр выходит за пределы шкалы, то прибор заключается в красную (штриховую) рамку и подается звуковой сигнал пониженной тональности.

^ Окно задатчиков. Каждый задатчик содержит: маркёр – прямоугольник красного или синего цвета, наименование параметра, минимальное значение параметра, вертикальную отметку красного цвета на зеленой линии, максимальное значение параметра и размерность параметра.

Задатчики элементов цепи R, L и С отградуированы в процентах шкалы (их значения соответственно в омах, микрогенри и микрофарадах определяются из опытов). Задатчики параметров сети Fe и Ue отградуированы в герцах и вольтах.

Изменение значений Fe, Ue, R, L или С производится следующим образом:

а) С помощью клавиши или выбирается задатчик. Маркер выбранного задатчика изменяет свой цвет с синего на красный;

б) С помощью клавишиили изменяется значение параметра, что влечет соответственно сдвиг вертикальной отметки задатчика и изменение значения соответствующего параметра на схеме. Если задатчик выходит на одно из крайних значений (минимум или максимум), то подается звуковой сигнал, предупреждающий о том, что дальнейшее изменение в эту сторону невозможно.

Помимо этого для элементов цепи R, L и С:

а) с помощью клавиши "Del" можно исключить из электрической цепи элемент R, L или С.

б) с помощью клавиши "Esc" можно "закоротить" элемент электрической цепи.

в) с помощью клавиши "Ins" можно восстановить ранее исключенные или закороченные элементы цепи.

В некоторых лабораторных работах на экране высвечиваются дополнительные инструкции.


Структура программного обеспечения лабораторных
работ


Программное обеспечение состоит из комплекса программ ЭВМ, в основу работы которых положен статический рисунок на «монтажной панели ЭВМ» Программное обеспечение предусматривает выполнение начального этапа лабораторных работ на трёх уровнях сложности:

а) "сборка" на монтажной панели ЭВМ полной электрической цепи, включая систему измерительных приборов – амперметры, вольтметры и ваттметры, (коэффициент сложности 2);

б) "сборка" на монтажной панели ЭВМ только системы измерительных приборов при фиксированной ("собранной") электрической цепи (коэффициент сложности 1),

в) "вызов" на монтажную панель ЭВМ электрической цепи вместе с системой измерительных приборов (коэффициент сложности 0.5)

Стандартным уровнем является уровень, при котором электрическая цепь вместе с её активно-реактивными элементами и оборудованием выводятся на монтажную панель ЭВМ в «собранном» виде.

В этом случае на первом этапе исследований производится сборка и размещение на монтажной панели ЭВМ системы измерительных приборов (амперметров, вольтметров и ваттметров) для измерений токов, напряжений и мощности в электрической цепи. Монтаж системы измерений начинается с размещения на монтажной панели измерительных приборов, а затем производится их соединение с элементами электрической цепи. Непосредственно во время сборки системы измерений после каждого соединения элементов схемы проводником выявляются некоторые ошибки, которые указывают, например, на недопустимость соединений типа «провод - провод», на недопустимость «шунтирования элементов», когда проводом соединяются вход и выход элемента, и т.п. Ошибочные действия при сборке комментируются в виде окон с сообщениями. Результаты сборки измерительной системы записываются в файл, что позволяет проводить эту часть лабораторной работы вне аудитории.

После сборки системы измерений в соответствии с характером лабораторной работы изображение на экране монитора добавляется окнами управления, в которых размещены задатчики номиналов элементов электрической цепи и кнопки управления, а также информационными окнами с изображениями векторных диаграмм и графиков.

На втором этапе производится собственно исследование электрических цепей. Результаты измерений номиналов элементов электрической цепи или изменений в соединениях участков цепи отображаются (в динамике) на монтажной панели ЭВМ и в соответствующих информационных окнах экрана.

В основу программного обеспечения лабораторных работ положены математические модели физических лабораторных стендов (с расширением их функциональных возможностей).

Содержание исполняющих программ:

– slab1.exe – программа «Неразветвленная электрическая цепь синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями»;

– slab2.exe – программа «Разветвленная электрическая цепь синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями»;

– slab3.exe – программа «Трёхфазные электрические цепи при соединении потребителей звездой и треугольником»;

– slab4.exe – программа «Однофазный трансформатор»;

– slab5.exe – программа «Трёхфазный асинхронный электродвигатель»;

– slab6.exe – программа «Трёхфазный синхронный электродвигатель»;

– slab7.exe – программа «Электродвигатель постоянного тока»;

Все элементы рисунков электрических схем и тексты информационных окон размещены в субдиректориях ТЕК, ERO, HLP.

Для вызова программ из системы Norton (или из «проводника» Windows) необходимо раскрыть директорию \SLAB и выбрать соответствующую исполняющую программу.

Программное обеспечение лабораторных работ по силовым электрическим цепям входит составной частью в общее программное обеспечение курса «Электротехника и основы электроники».

После запуска ЭВМ на экран монитора вызывается картинка, где расположено главное меню общего программного обеспечения курса. Для того чтобы начать выполнение работы, необходимо в главном меню выбрать строку «Лабораторные работы» и нажать клавишу Enter. На экране монитора появляется меню с перечнем всех лабораторных работ, как по силовым электрическим цепям, так и по основам электроники. Для вызова конкретной лабораторной работы необходимо выбрать строку с названием этой работы и нажать клавишу Enter. После выполнения лабораторной работы следует нажать клавишу F10, после чего ЭВМ возвратится к главному меню.

Лабораторная работа №1

Неразветвленная электрическая сеть синусоидального тока с активно-реактивными сопротивлениями. Резонанс напряжений

^ Цель работы: исследование электрических цепей с последовательным соединением R, L и C элементов, изучение явления резонанса напряжений.

Вызов элементов электрической цепи на монтажную панель ЭВМ осуществляется клавишами F1 (R-цепь), F2 (цепь), F3 (RR-цепь), F4 (RC-цепь), F5 (RL-цепь), F6 (RLC цепь), F7 (резонанс в RLC-цепи).

По показаниям амперметра и вольтметра определяют величины активных и реактивных сопротивлений, полную мощность и cos.

R-цепь. К источнику питания подключить активное сопротивление R.

Собрать на монтажной панели ЭВМ электрическую схему измерений, включающую:

– амперметр А и вольтметр V для измерения общей мощности S цепи;

– ваттметр W для измерения активной мощности Р цепи;

– вольтметр VR для измерения падения напряжения UR на активном сопротивлении R.

Провести серию опытов, установив напряжение источника питания U 127 В, 220 В с частотой 50 Гц и 220 В с частотой 100 Гц. Составить и заполнить табл.2.2. измеренными значениями.

Определить величину активного сопротивления R.

Построить векторную диаграмму для UR (опыт 220 В, 50 Гц).

^ Таблица 2.2. Измеряемые и расчетные параметры в R - цепи



Установить

Измерить

Вычислить

f, Гц

U, В

I, А

Р, Вт

UR, В

R, Ом

S, ВА

cos

1

50

127



















2

50

220



















3

100

220



















^ Таблица 2.3. Измеряемые и расчетные параметры в С - цепи




Установить

Измерить

Вычислить

f, Гц

U, В

I, А

Р, Вт

UС

ХС,

Ом

С,

мкФ

S, ВА

cos

1

50

127






















2

50

220






















3

100

220






















^ Таблица 2.4. Измеряемые и расчетные параметры в RR - цепи



Установить

Измерить

Вычислить

f, Гц

U, В

I, А

Р, Вт

UR1,

В

UR2,

В

UR1+R2В

Z,

Ом

R1,

Ом

R2,

Ом

S,

ВА

cos

1

50

127































2

50

220































3

100

220
































Объяснить полученное значение cos.

С -цепь. К источнику питания подключить конденсатор С.

На монтажной панели ЭВМ составить электрическую схему измерений, включающую:

– амперметр А и вольтметр V для измерения общей мощности S цепи;

– ваттметр W для измерения активной мощности Р цепи;

– вольтметр VС для измерения падения напряжения UС на конденсаторе С.

Провести серию опытов, установив напряжение источника питания U 127 В, 220 В с частотой 50 Гц и 220 В с частотой 100 Гц. Составить и заполнить измеренными значениями табл.2.3.

Определить величину ёмкости конденсатора ^ С.

Построить векторную диаграмму для UС (опыт 220 В, 50 Гц).

Объяснить полученное значение cos.

RR -цепь. К источнику питания последовательно подключить два активных сопротивления R1 и R2.

На монтажной панели ЭВМ составить электрическую схему измерений, включающую:

– амперметр А и вольтметр V для измерения общей мощности S цепи;

^ Таблица 2.5. Измеряемые и расчетные параметры в - цепи



Установить

Измерить

Вычислить

f, Гц

U, В

I, А

Р, Вт

UR,

В

UС,

В

UR+С,

В

Z,

Ом

R,

Ом

ХС, Ом

С, мкФ

S,

ВА

cos

1

50

127


































2

50

220


































3

100

220

































1   2   3   4   5   6



Похожие:



Если Вам понравился наш сайт, Вы можеть разместить кнопку на своём сайте или блоге:
refdt.ru


©refdt.ru 2000-2013
условием копирования является указание активной ссылки
обратиться к администрации
refdt.ru